bases de programmation c

8/3/2019 Bases de Programmation c

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Lycée Diderot – BTS I.R.I.S

Courriel : [email protected] , URL : http://www.diderot.org

G.VALETSept 2010

Vers ion 1 .4

LES BASES DE LA

PROGRAMMATION

1



DiderotLycée Section technicien supérieur

en Informatique et réseaux

Introduction Notion de Programme

IRISLes bases de la programmation

Structures de données Structures de contrôle

A quoi sert un programme ? Résoudre un problème donné par calcul et traitement de l’information

Exemple de la Navigation GPS : Problème : Guider l’utilisateur pour trouver son chemin

Informations traitées : Données cartographiques et Position GPS (Latitude,Longitude)

Comment s’exécute t -il ? Sur un calculateur (système informatisé) par un ou plusieurs

microprocesseurs

Séquentiellement : Les instructions sont exécutées les unes après les autrespar un processeur ou un processus (Cas du multitâche)

Comment écrire un programme ? Avec un langage de programmation

« Evolué » et indépendant du processeur

« Machine » et donc dépendant du processeur

UN PROGRAMME, QU’EST -CE QUE C’EST ?

2








Définition Série d’opérations sur des données brutes dans le but de produire,

transformer, transmettre, analyser ou classifier des informations Exemple : Le traitement des signaux bruts émis par des satellites permettent

de déterminer la distance entre le récepteur et les émetteurs et d’en déduire

la position du récepteur

3

TRAITEMENT DES DONNÉES








Les entrées de données permettent à un programme de traiterl ’information

4

ENTRÉE DE DONNÉES

Saisie de l’utilisateur • Clavier, souris, tablette

• Clavier virtuel• Joystick

Données provenant d’un capteur • Caméra• Cellule photoélectrique, température ,ultra son

• Capteur de pression, de vitesse

Données de communication• Réseau Ethernet, liaison série• Bluetooth, Zigbee, 3G• Base de données








La sortie d’un programme donne le résu ltat de son traitement

5

SORTIE DE DONNÉES

Affichage•Ecran LCD•Voyants

•Message

Commande•Moteur•Ouverture de vanne•Vérin

Données de communication•Réseau Ethernet, liaison série•Bluetooth, Zigbee, 3G•Base de données








Chaîne de traitement de l’information

6

ORGANISATION DU TRAITEMENT








7

EXEMPLE DE SYSTÈME

CapteursMesure des grandeurs

physiques

CommandeEnergie

mécanique

CommunicationEchanges avec l’extérieur

Système uP



Introduction

Notion de programme

Structures de donnéesStructures de contrôle Chapit re 2

8

BASES DELA

PROGRAMMATION








Représentation fonctionnelle

Il est important de savoir repérer les entrées/sorties d’unprogramme/système

Exemple de tri de nombres Suite { 5 47 25 10 1 23 12 }

Pour résoudre ce problème, il faut décomposer le problème ensous problèmes plus simples Comment faire ?

9

REPRÉSENTATION

L








L’algorithme est la résolution d’un problème sous la formed’une série d’opérations à effectuer

Exemple du tri de la sui te : { 5 47 25 10 1 23 12 } 1ère étape : Rechercher le minimum sur une partie du tableau

2ème étape : Permuter les éléments si un minimum a été trouvé Puis répéter les 2 étapes sur une plus petite portion jusqu’à la fin de la série

Avant d’écrire l’algorithme, il faut décomposer :

10

NOTION D’ALGORITHME

L é








Tri de la suite : { 5 47 25 10 1 23 12 }

Il reste à déterminer l’algorithme de la « Recherche duminimum »

11

ECRITURE DE L’ALGORITHME

k ← 0 , n ← 7 Tant que k<n, Faire

Rechercher minimum (min) entre k et n

Permuter le min trouvé avec kk ← k + 1Fin du Faire

min ← k, m ← kTant que m<nSi nombre à l’indice m < nombre à l’indice min Alors

min ← m Fin du Sim ← m + 1

Fin

L é IRIS








L’écriture d’un programme passe par l ’utilisation d’un langagede programmation Le langage permet de définir

Une syntaxe (Comme la grammaire en français)

Un jeu d’instructions (Comme les mots en français)

Exemples : Java, C/C++, Objective C (iPhone), php, Ada, Ruby, Javascript, …

Les langages machine ou assembleur : Ils sont spécifiques à un processeur ou à une famille de processeurs Il faut réécrire le programme si on change de processeur

Les langages dits « évolués » Il ne sont pas spécifiques et il n’est pas nécessaire de réécrire tout le

programme en cas de changement de processeur Leur syntaxe est plus facile à comprendre Ces langages facilitent le travail du développeur grâce aux bibliothèques de

programmes12

PROGRAMME ET LANGAGES

L é IRIS








Le code source du programme est un fichier texte contenantune suite d’instructions L’ensemble des instructions autorisées dépend du langage utilisé La syntaxe aussi

Comment écrire un programme source ? A l’aide d’un simple éditeur de texte Ou avec un IDE : « Integrated Development Environment »

Beaucoup de fonctionnalités

Permet aux développeurs d’être plus efficaces dans les grands projets

Peut-on choisir un langage de programmation ? Cela dépend du processeur qui exécutera le programme Les langage C, Java, Ada permettent de développer pour la plupart des

processeurs Comment le savoir ?

Documentation de l’environnement de développement

13

ECRITURE DU PROGRAMME SOURCE

L cée IRIS








Cas d’un langage « compilé »

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CHAÎNE DE DÉVELOPPEMENT D’UN PROGRAMME

Système microprogrammé cible

Environnement de Développement du programme

CompilateurVérification de la syntaxe

Edition de lienUtilisation éventuelle de

bibliothèques

Source du

programmeLangage évolué (C,

ADA,… )

ProgrammeLangage Machine ou

Assembleur

Processeur MémoireMémoire ROM, FLASH ou RAM

Chargement du

programme

Adresse instruction

à exécuter

Instruction à

exécuter

BibliothèquesRéseau, Maths,

graphique, ...

PériphériquesEntrées/Sorties

Lycée IRIS








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CODE SOURCE : EXEMPLE EN « C »

Directives de compilation

Début du programme

L’utilisateur doit saisir des données

Création, ouverture

d’un fichier

Ecriture des données dansLe fichier et fermeture

Variable

Lycée IRIS








Qu’est -ce qu’une variable ? C’est un symbole associé à une valeur ou à un objet Sa valeur peut changer pendant l’exécution du programme

Caractéristiques d’une variable Un nom ou identificateur

Un type Entier, flottant, caractère, chaîne de caractère, …

Une valeur A quoi sert une variable ?

A stocker temporairement une donnée qui va être utilisée dans la suite duprogramme Exemple : Longitude et Latitude pour la position d’un GPS. Ces variables vont

permettre la localisation sur une carte

Où est stockée une variable ? En général, dans la mémoire vive du système Mais aussi dans une base de données, dans un fichier, …

Si on souhaite qu’elle soit « persistante » après la fin de l’exécution d’unprogramme

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LES VARIABLES

Lycée IRIS








En langage C

En PHP

En Ada

En Java

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EXEMPLES DE VARIABLES

int a;a=12;

a = a +2 ;

Type et nomde la variable

Affectation

Réaffectation

a : integer;a := 12;

a := a +2 ;

$a = 12;

$a = $a +2 ;

int a;

a=12;a = a +2 ;

Typage etaffectation

Identique auC



Introduction

Notion de programme


18

BASES DELA

PROGRAMMATION

Lycée IRIS








Définition C’est une structure logique destinée à contenir des données permettant de

simplifier leur traitement et donc l’écriture du programme

Exemple d’une structure de données

Problématique : Traiter et stocker les valeurs venant d’un accéléromètre, soitl’accélération mesurée sur les 3 axes x, y et z

Création d’une structure de données contenant les 3 valeurs

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LES STRUCTURES DE DONNÉES

Accéléromètre Captage

logiqueTraitement Stockage

x

y

z

Structure dedonnées

x, y, z

Lycée Section technicien supérieur IRIS



DiderotLycée





Structures finies Constantes

Valeur qui ne varie pas

Variables

Valeur qui peut varier en cours d’exécution du programme Structures composées finies

Comme x,y et z de l’acceléromère

Structure indexées Les tableaux [1…n]

On accède à un élément en utilisant son index ou indice

Les tableaux multidimensionnels [1..n][1..m]…

Structures récursives Liste, arbres, graphes

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CATÉGORIES DE STRUCTURES DE DONNÉES




DiderotLycée





Structure indexée C’est un ensemble d’éléments (des variables, par exemple), auquel on accède

à l’aide d’un index ou indice

Exemple : Un tableau de « n » entiers

Pour accéder au : 1er élément : tableau[0]

4èm e élément : tableau[3]

dernier élément : tableau[n-1]

Exemple en Langage C

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LES TABLEAUX A UNE DIMENSION

0 1 2 3 4 5 6 … n-1

52 14 13 2 8 21 487 … 254Index

Valeur

int t[5] = { 1, 45, 12, 4, 0 } ;t[4]=7;

t[0] = t[0] + t[2] + 10;

0 1 2 3 4

1 45 12 4 0

0 1 2 3 4

23 45 12 4 7

Avant

Après




DiderotLycée





Structure avec plusieurs index L’ensemble est assimilable à un tableau de tableaux

Cas du tableau à 2 dimensions aussi appelé « matrice » Il s’agit d’un tableau où chaque élément est un pointeur sur un autre tableau

22

LES TABLEAUX MULTIDIMENSIONNELS

0 1 2 3 4

2 58 14 12 57

16 12 21 71 1

5 41 85 10 3

4 9 76 42 7

0 p0

1 p1

2 p2

3 p3

Tableau de

pointeurs

Tab[0][0]

Tab[1][3]

Tab[3][2]

Tab[2][2]

Tab[3][1]




DiderotLycée





Exemple d’utilisation d’un tableau à 2 dimensions

Déclaration du tableau

Opérations sur le tableau

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EXEMPLE TABLEAU MULTI EN C

int tab[3][4] = { {1,2,3,4} , {5,6,7,8}, {9,10,11,12} };

0 1 2 3

0 1 2 3 4

1 5 6 7 82 9 10 11 12

tab[0][1] = tab[2][1] * 2;tab[1][3] = tab[1][3] + tab[2][3];

0 1 2 30 1 20 3 4

1 5 6 7 20

2 9 10 11 12

0 1 2 3

0 40 20 3 4

1 5 6 7 20

2 9 10 11 12

0 1 2 3

0 4 20 3 4

1 5 6 7 20

2 9 10 11 12

tab[0][0] = tab[0][1] + tab[1][3];tab[0][0] = tab[0][0] % 9;




DiderotLy





Possibilité de construire des structures de donnéespersonnalisées

En langage C, une structure est un ensemble logique dedonnées.

Les données sont accessibles par l’intermédiaire d’un seul ensemble

Cette notion sera abordée plus tard dans le cours

24

LES STRUCTURES PERSONNALISÉES

struct accel {int x;int y;

int z;};

x

y

z S t r u c t u r e

« a c c e l »

Définition de la structure

struct accel monAccelero;

Déclaration d’une variable de type accel

monAccelero.x = 2;monAccelero.y = 3;monAccelero.z = 0;

Initialisation de la structure



Introduction

Notion de programme


25

BASES DELA

PROGRAMMATION

dLycée Section technicien supérieur

IRIS



DiderotLy





Un bloc est un ensemble d’instruction contigües Délimité par un début et une fin de bloc

Les délimiteurs peuvent être : Des signes de ponctuation

Des mots clés Exemple en C

Attention : Une variable déclarée au sein d’un bloc n’existepas en dehors de ce bloc

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LE BLOC D’INSTRUCTIONS

int a=0; b=1;{a=a+1;b=b+3*a;

}

Début de bloc

Fin de bloc

int fonction( int a ) {

int resultat = 0;resultat = a * a;

return resultat;}

Début de bloc

Fin de bloc

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C’est une commande qui définit l’ordre dans lequel lesinstructions d’un programme sont exécutées Le passage d’une instruction à l’autre peut être conditionnelle

La structure définit un « bloc d’instructions »

Les différents types de structures de contrôle Les fonctions

Un bloc d’instruction peut -être appelé et renvoyer un résultat

Le « if, then, else » Un bloc d’instruction s’exécute si une condition est vraie

Le « switch, case » Une variable est testée chaque cas dispose d’un bloc d’instruction qui lui est

propre

Les boucles « for » , « while » Répétition d’un bloc d’instruction tant qu’une condition est vraie

27

DÉFINITION D’UNE STRUCTURE DE CONTRÔLE

Did tLycée Section technicien supérieur

IRIS



DiderotL en Informatique et réseaux




Exécution conditionnelle Le résultat de l’évaluation d’une expression conditionne l’exécution du bloc

d’instruction

Langage algorithmique

Langage C

28

LA STRUCTURE « IF »

Condition

Bloc 1Bloc 2

Fausse

Vraie

Fin

Si condition vraie AlorsBloc1

SinonBloc 2

Fin du Si

if ( condition ) {bloc1

} else {bloc2

}

Did tLycée Section technicien supérieur

IRIS



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Exécution conditionnelle itérative d’un bloc d’instruction L’exécution d’un bloc d’instruction est répétée tant qu’une condition est vraie


Langage C

29

LA STRUCTURE « WHILE »

Tant que condition vraie FaireBloc d’instructions

Fin tant que

while ( condition ) {

bloc d’instructions }

Condition

Bloc 1

Fausse

Vraie

Fin


IRIS



Diderot en Informatique et réseaux




Exécution conditionnelle itérative d’un bloc d’instruction L’exécution d’un bloc d’instruction est répétée tant qu’une condition est vraie

L’évaluation de la condition se fait après l’exécution du bloc


Langage C

30

LA STRUCTURE « DO WHILE »

FaireBloc d’instructions

Tant que condition vraie

do {bloc d’instructions

} while ( condition )

Condition

Bloc 1

Fausse

Vraie

Fin


IRIS







Exécution conditionnelle successive

31

LA STRUCTURE « SWITCH CASE »

Selon variable FaireCas où variable=valeur1 Faire

instructionsFin du FaireCas où variable=valeur2 Faire

instructionsFin du Faire… Pour tous les autres cas Faire

instructionsFin du Faire

Fin du Selon

switch (var) {0 : instruction;

break;1 : instruction;

break;… default : instruction;

}

L an g a g e

al g or i t h mi q u e

L an g a g e C


IRIS







Une fonction est un sous-programme réutilisable Elle utilise un ou plusieurs paramètres

Elle retourne un résultat

Représentation

Les fonctions peuvent être incluses dans des bibliothèques Inclure la bibliothèque permet d’utiliser la fonction

Les fonctions simplifient le codage d’un programme Le développeur peut s’appuyer sur un ensemble de bibliothèques déjà écrites

Exemples en C : « printf(), scanf(), …

32

FONCTIONS

Fonction RésultatParamètre 1

… Paramètre n


IRIS







Prototype et définition

Pour utiliser une fonction venant d’une bibliothèque

33

MISE EN PLACE D’UNE FONCTION EN C

int fonction( int param1, int param2 );

int fonction(int param1, int param2 ) {int r = param1 * param2;return r;

}

Utilisation de la fonction

int resultat;

resultat = fonction(50, 14);

Nom de la fonction Paramètres

Appel de la fonctionStockage durésultat

#include <stdlib.h>

int main(void) {

char *chaine = "123 " ; int entier = atoi(chaine);

}

Inclure la bibliothèque stdlib.hcontenant la fonction atoi

Appel de la fonction « atoi »

Type de la valeur de retour

Définition de la fonctionRenvoi de r

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