informatique de base mail2

7/23/2019 Informatique de Base Mail2

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1

INFORMATIQUE DE BASE

Anne universitaire 2011-2012

Yassine El Ghoumari

1re anne ENCGC

Informatique = Information + Automatique

Dfinition

Yassine El Ghoumari

traitement automatique de linformationpar des machines

Histoire delinformatique

Yassine El Ghoumari

Utilisations de systmes primitifs base 5, 10, 60

Les systmes numriques

Linvention du calcul

Yassine El Ghoumari

, , , ,

calculer nest pas trivial !

vritable savoir et matrise de ces systmes pour raliserdes oprations de base

apparition du 0 au XIIe sicle en Europe et mise en place dela numrotation dcimale

La mcanisation du calcul

Les abaques : boulier

Yassine El Ghoumari

1614 Lcossais John Neper (Napier, 1550-1617) invente leslogarithmes

simplifier les calculs trigonomtriques en astronomie consiste remplacer une multiplication par une addition +lecture dune valeur dans une table


Yassine El Ghoumari


2/222

Exemple : on veut calculer :

2 5 x 2 4

Premire mthode : poser le calcul


Yassine El Ghoumari

192320

32x 16

512

fastidieux

erreurs

Deuxime mthode (Neper) : utiliser une table

2 5 x 2 4 = 2 (5+4) = 2 9


8

N 1 2 3 4 5 6 7 8 9

2N 2 4 8 16 32 64 128 256 512

1632 William Oughtred invente la rgle calcul base surle principe des logarithmes

utilise pour les calculs scientifiques jusquen 1970


9

Les premires machines calculer

1623 Schikard

1642 Pascaline Bl Pascal)


10

1642 Pascaline Bl. Pascal)

addition, soustraction

1670 LeibnizGottfried Leibniz)

pascaline + mult, div, racine carre

1830 Colmar (Charles XavierThomas)

Arithmomtre

LAube de la rvolution industrielle


11

1728 Falcon construit un mtier tisser command parplanchette de bois

1805 Jacquard perfectionne le modle et utilise descartes en carton perfores

1822 Machine diffrentielle Ch Babbage)

2000 pices de cuivre faites main, 2 tonnes

Calcul du mouvement des plantes


12

Concept de registre

1830 Machine Analytique Ch Babbage)

50.000 pices

capable de prendre des dcisions en fonctiondes rsultats prcdents (contrle de squence,branchements et boucles)

ralise entre 1989 et 1991 bi-centenaire de lanaissance de Babbage


3/223

1843 Augusta Ada Comtesse de Lovelace

Description de la machine analytique

Premiers programmes (Algorithmes)

Boucles et branchements


13

Ada 1979)

Langage de programmation J. Ichbiach)

1890 Hermann Hollerith construit un calculateurstatistique lectromcanique

plus performant que les calculateurs mcaniques

Les calculateurs lectromcaniques

Yassine El Ghoumari14

utilisation de cartes perfores utilis pour le recensement amricain de 1890fonde la Tabulating Machine Company => IBM (InternationalBusiness Machines)

Avances Technologiques

Les calculateurs lectromcaniques

15

1904 Diode par John Fleming

1907 Triode par L De Forest

ENIAC Electronic Numerical Integrator And Calculator)

construit par larme amricaine entre 1943 et 1945, Philadelphie

5000 additions par secondes

La premire gnration dordinateurs

16

500.000 dollars

30 tonnes

30 m de long x 2,50 haut 160 m2

1.500 relais, 17.468 tubes vide

problmes lis la chaleur et la consommation lectrique

premier bug

1948 Invention du Transistor bipolaire Jonction

Walter H. Brattain, John Bardeenet William Shockley aux Bell Labs

Avantages du Transistor

La seconde gnration dordinateurs

17

1957 FORTRAN par John Backus dIBM

1958 Invention du Circuit Intgr par

Jack Kilby de Texas Instruments

miniaturisation)

La troisime gnration dordinateurs

18

)

1961 FairChild Corp commercialise lapremire srie de circuits intgrs

1968 Premier ordinateur avec Circuitsintgrs


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1971 : le 4004 pour Busicom conu par Ted Hoff

1968 Intel (Gordon Moore, Robert Noyce, Andy Grove)

Le microprocesseur

19

La quatrime gnration

20

Galette wafer)

Lre de la Micro-Informatique

21

Depuis 1980

Dvelopp pour lINRA par Andr Truong et Franois Gernelle

La micro-informatique

22

e cra 8500 F Intel 8008

1974 + Ecran + Clavier 1975 + Disque dur

Tout commena dans un garage 1976

Steve Jobs et Steve Wozniak mettentau point le premier Apple


23

MOS 6502 1 Mhz8 ko RAM$666.66

Macintosh 1984Motorola 68000, 8 Mhz128 ko RAM$2500

Diversit des micro-ordinateurs / systmes


24


5/225

MOS 6502, 5 ko RAM, 2500 F

MOS 6502, 8 ko RAM, 8600 F


25

MOS 6510, 64 ko RAM, 4000 F

Lecteur disquette 4000 F

1981 IBM PC 5150 Personal ComputerIntel 8088 4.77 MHz64 Ko de Ram,


26

,lecteur de disquettes 5"25systme d'exploitation PC-DOS 1.03000 $

Uniformisation

Lre du Numrique

27

Depuis 1990

1981 Philips commercialise le Compact Disk

1988 CD-R

Lre du Numrique

28

1996 DVD

1992 norme MPEG

Les ordinateurs multi-cores : 2005

Actuellement

29

Core 2 duo : i3, i5, i7: processeur avec carte graphique intgre

Le futur

30


6/226

Biologique (ADN)

Les ordinateurs de demain

Le futur

31

Optique (Photon)

Quantique (Spin lectron)

Neuronal (coupl aux neurones) Nanopuce Supraconducteur

Rsolution dun problme mathmatique avec un chantillondADN

Lordinateur Biologique

32

Capable de deffectuer de simples oprations comme identifierdes chiffres binaire

1000 milliard de machines calculer dans une goute deau

Consommation en nergie infinitsimale

Fiabilit de 99,9%

Repose sur des proprits quantiques de la matire

L'lment de base de l'ordinateur quantique : le qubit

Lordinateur Quantique

33

Un ordinateur de 100 qubits permettrait de simuler lefonctionnement de tout un cerveau humain

Un de 300 qubits l'volution de l'univers entier depuis leBig Bang

Les ordinateurs quantiques actuels n'ont pour le momentque 7 qubits

Architecture desordinateurs

Yassine El Ghoumari

Dfinition dun ordinateur

Machine qui :

35

,

stocke (mmoire),

traite (programmes)

restitue (priphriques de sortie) desinformations

Schma fonctionnel

UCUCDonnesDonnes

InstructionsInstructionsRsultatsRsultats

SaisieSaisie RestitutionRestitutionTraitementTraitement

36

Priphriques de sortiePriphriques de sortie

EcranModem

ImprimanteHaut arleur

Priphriques dentrePriphriques dentre

Modem

Micro

Clavier

Souris

CamraCD-ROM

JoystickScanner

Mmoires auxiliairesMmoires auxiliaires

Disquette

Disque dur

moremore


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Constituants

Composants matriels (Hardware) Tout ce qui compose lordinateur et ses

accessoires

37

Chaque composant possde une fonctionparticulire calcul stockage des donnes affichage vido gestion du clavier...

Logiciel (Software)

immatriel (non tangible) ensemble de programmes excutables par lordinateur

Constituants

38

Diffrents types de logiciels systme dexploitation (MS-DOS, Windows, Unix) logiciels standards comme Word, Excel... progiciels : logiciels spcifiques (paye, comptabilit, ...)

Le logiciel pilote le matriel

Codage binaire

Le langage des ordinateurs

'

39

l'ordinateur sont faites avec des signaux

lectriques 0: teint (absence de signal lectrique) 1: allum (prsence de signal lectrique)

Un mme nombre peut tre reprsentdans plusieurs bases 123 en base 10 dcimal

Codage binaire

40

1111011 en base 2 (binaire)

173 en base 8 (octale) 7B en base 16 (hexadcimale)

De la base 10 la base 2 Il faut diviser le nombre par 2 puis ritrer

l'opration en considrant que le nouveau' '

Codage binaire

41

num ra eur es anc en quo en usqu ce que cedernier soit nul. La suite inverse des restesreprsente le nombre binaire

Exemple

42

Ecrire 10 en base 2


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Codage binaire

Les oprations lmentaires en base 10sappliquent de la mme faon en base 2 Exem le: Addition soustraction multi lication

43

division

Schma fonctionnel

44

Lunit Centrale

Fonctions

Slectionner et excuter les instructions du programmeen cours

45

Lunit Centrale

Partie de lordinateur qui contient les circuits de base la mmoire principale

la mmoire vive (RAM) la mmoire morte ROM

46

la mmoire cache le microprocesseur

les circuits de calcul (UAL-Lunit arithmtique etlogique) lunit de contrle ou de commande UC

lhorloge systme lunit dentre-sortie

Elle contrle et synchronise le microprocesseur et lescomposants associs

Sa vitesse (frquence) est exprime gnralement en

Lhorloge

47

- -seconde

Lefficacit du microprocesseur est directementproportionnelle la frquence de lhorloge : une frquenceleve est donc souhaitable

Exemples: Intel i7, environ 3,4 GHz

Lunit dentre-sortie

contrle et gre le transfert dinformations entre lUC et lespriphriques

48

carte graphique (cran) carte contrleur (disque dur) carte son (micro, haut-parleur)


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Les Priphriques

DfinitionTout ce qui gravite autour de lUC cest--dire lcran, leclavier, la souris, les mmoires auxiliaires, limprimante,

-

49

, , ....

3 Catgories de priphriques

dentre (clavier, souris, scanner, joystick)de sortie (cran, imprimante, haut-parleur)les mmoires auxiliaires (disque dur, disquette, CD-ROM)

Dfinition

Recueillent les informations qui sont ensuite transformes(numrises i.e. codes en binaires) pour tre utilisablespar la machine et t ransfres en mmoire principalemmoirede lUC

Les Priphriques dentre

50

Exemples clavier souris : dispositif de pointage complmentaire du clavier et

de lcran

scanner : permet de numriser un document autres : cran tactile, lecteur de codes barres, crayon

optique, camra, joystick...

Les Priphriques de sortie

Dfinition Transmettent linformation binaire de lUC vers

lextrieur sous une forme comprhensible parlutilisateur

51

Exemples

cran imprimante haut-parleurs

Dfinition

Dispositif capable denregistrer, de stocker et de restituer desinformations

Trois types

La Mmoire

52

RAM ou mmoire vive ROM ou mmoire morte Mmoire de masse ou secondaire

Unit de stockage: Un composant lectronique capable demmoriser des tensions: BIT (Binary DigiT) : unit de stockage lmentaire Les informations sont codes en binaires composs de 0 et de 1

Units de mesure

1octet = 8 bits

La Mmoire

53

1Ko (Kilo octet) 1 000 octets

1Mo (Mga octet) 1 000 000 octets

1Go (Giga octet) 1 000 000 000 octets

1To (Tra octet) 1 000 000 000 000 octets

Units de mesure

1octet = 8 bits

La Mmoire

54

1Ko (Kilo octet) =1 024 octets (210 octets)

1Mo (Mga octet) = 1 048 576 octets (220 octets)

1Go (Giga octet) = 1 073 741 824 octets (230 octets)

1To (Tra octet) = 1 099 511 627 776 octets (240 octets)


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Structure La mmoire est organise en cellules (octets ou mots) Chaque cellule est repre par son adresse qui permet

lordinateur de trouver les informations dont il a besoin

La Mmoire

55

o es acc s a m mo re En lecture : aucun effet sur le contenu En criture : modifie son contenu

Caractristiques Capacit : nombre doctets Accs

direct : grce ladresse, accs

La Mmoire

56

mm a n orma on on par e esupport adressable)

squentiel : pour accder uneinformation, il faut avoir lu toutes lesprcdentes (ex : cassette audio)

Temps daccs : temps coul entre linstanto linformation est demande et celui o elleest disponible (en ms)

Le contenu de la mmoire est compos de donnes et dinstructions

code de lopration lmentaire

La Mmoire

57

donne(s) ou adresse des donnes

Programme Ensemble dinstructions et de donnesTraduites en signaux lectriques

comprhensibles par le matriel

Diffrentes mmoires

La mmoire vive ou RAM (Random Access Memory)

mmoire accs direct taille limite son contenu est volatile, i.e. il est perdu chaque fois que

lordinateur ne fonctionne pas : do le besoin dutiliser de la

58

mmoire auxiliaire rmanente

endroit o lordinateur stocke temporairement les donnes etinstructions (programmes) quil est en train dutiliser etdexcuter

contient tous les programmes en cours dexcution Capacit de 1 Go 4 Go

La mmoire morte

(Read Only Memory)

mmoire permanente et inaltrable

contientdes eti ts ro rammes cri ts ar le constructeur

59

pour la mise en route de lordinateur BIOS (BasicInput/Output System)

identifie les diffrents composants de la machine et vrifieleur bon fonctionnement

La mmoire cache

La transmission entre la RAM et le microprocesseur estplus lente que le potentiel de vitesse du microprocesseur

60

mo re cac e n veau ou zone de mmoire ultra-rapide o sont conserves les

donnes et instructions qui reviennent le plus souvent

mmoire interne de petite taille (dizaines de Ko)Type non-volatile (Flash)

Capacit : 3 Mo


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Le microprocesseur Le cur de lordinateur : il traite et fait circuler les

instructions et les donnes Compos des lments suivants Unit Arithmtique et Logique (UAL)

61

oprations arithmtiques et logiques debase

Diffrents Registres (CO, Etat, Instruction)

Le microprocesseur

Unit de contrle (ou de commande)

62

du programme en MC, de la faireexcuter par lUAL ou un priphriqueet de chercher linstruction suivante

Elle dcode les instructions et trouveles donnes pour lUAL

Le microprocesseur

63

Un processeur est compos de transistors permettant deraliser des fonctions sur des signaux numriques.

Ces transistors, assembls entre eux forment des

Le microprocesseur

composan s perme an e r a ser es onc ons r ssimples.

A partir de ces composants il est possible de crer descircuits ralisant des oprations trs complexes.

L'algbre de Boole (du nom du mathmaticien anglaisGeorges Boole 1815 - 1864) est un moyen d'arriver crer de tels circuits.

L'algbre de Boole est une algbre se proposant detraduire des signaux en expressions mathmatiques.

Pour cela, on dfinit chaque signal lmentaire pardes variables logiques et leur traitement par des

Le microprocesseur

.

Des mthodes (table de vrit) permettent dedfinir les oprations que l'on dsire raliser, et transcrire le rsultat en une expression algbrique.

un circuit logique un circuit qui schmatisel 'agencement des composants de base (au niveaulogique) sans se proccuper de la ralisation aumoyen de transistors (niveau physique).

Le microprocesseurVariables logiques

Un ordinateur ne manipule que desdonnes binaires, on appelle doncvariable lo i ue une donne binaire,c'est--dire une donne ayant deux tatspossibles: 0 ou 1.


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Le microprocesseur

Fonction logique

On appelle fonction logique une entitacceptant plusieurs valeurs logiques enentre et dont la sortie il eut en avoir plusieurs) peut avoir deux tats possibles : 0ou 1.

Les fonctions logiques de bases sont appelesportes logiques. Il s'agit de fonctions ayant uneou deux entres et une sortie: La fonction OU (en anglais OR) positionne sa sortie 1

Le microprocesseur

Fonction logique

si l'une ou l'autre de ses entres est 1 La fonction ET (en anglaisAND) positionne sa sortie

1 si ses deux entressont 1 La fonction OU EXCLUSIF (en anglais XOR)

positionne sa sortie 1 si l'une ou l'autre de sesentres est 1 mais pas les deux simultanment

La fonction NON (appele aussi inverseur) positionnesa sortie 1 si son entreest 0, et vice-versa

Lunit dentre-sortie

contrle et gre le transfert dinformations entre lUC et lespriphriques

69

Exemples carte graphique (cran)

carte contrleur (disque dur) carte son (micro, haut-parleur)

Excution dun programme

MCMCMicroprocesseurMicroprocesseurHorlogeHorloge

Unit de ContrleUnit de Contrle

22

33

44

55

70

UALUAL

E/SE/S

11

4444

44

44

Excution dun programme

Chargement des instructions et desdonnes en MC

71

,contrle ...rcupre une instruction et les

donnes ncessaires et les analyse

dclenche le traitement adapt enenvoyant un signal lUAL ou lunit

des entres-sorties

Exemple simplifi Pour calculer 12+5, il faut une suite d'instructions

Transfrer: le nombre 12 saisi au clavier dans la mmoire le nombre 5 saisi au clavier dans la mmoire le nombre 12 de la mmoire vers un registre du

microprocesseur

le nombre 5 de la mmoire vers un registre dumicroprocesseur

demander l'unit de calcul de faire l'addition Transfrer:

le contenu du rsultat dans la mmoire le rsultat (17) se trouvant en mmoire vers l'cran de la

console (pour l'affichage)


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Bus

On appelle bus, en informatique, est un systmede communication entre les composants d'unordinateur

Les bus ont pour but de rduire le nombre de voies ncessaires la communication desdiffrents composants, en mutualisant lescommunications sur une seule voie de donnes.

Principaux bus le bus systme (appel aussi bus interne). Le bus

systme permet au processeur de communiquer avec lammoire centrale du systme

' ' permet aux divers composants de la carte-mre (USB,srie, parallle, cartes branches sur les connecteursPCI, disques durs, lecteur/graveur de CD-ROM) decommuniquer entre eux mais il permet surtoutl'ajout de nouveaux priphriques grce auxconnecteurs d'extension (appels slots) connectssur le bus d'entres-sorties.

Slots

des prises qui sont prsentes sur la cartemre. Ces connecteurs sont prvus pourrecevoir des cartes supplmentaires

Ce qui diffrencie ces cartes c'est leur rapidit. Dans l'ordre, du plus lent au plus

rapide : Les cartes au format ISA Les cartes au format PCI Les cartes au format AGP

Carte dextension

Permet dajouter des fonctionnalits(souvent de communication) comme parexemple les cartes graphiques, son,modem, usb, etc.

Dans le PC et Mac, il existe aujourdhuideux grandes catgories de carte qui sediffrencient par le bus utilis : PCI et AGP

Carte mre

Carte lectroniquequi permet auxdiffrents

communiquer viadiffrents bus decommunication

On enfiche cescomposants sur desconnecteurs

Quest-ce quun programme

dordinateur?

Le logiciel pilote le matriel

Pour faire marcher un ordinateur il faut lui fournir unprogramme

78

r na eur = ma r e + programme s

Un programme est une suite dinstructions dordinateur

Une instruction est un ordre compris par lordinateur etqui lui fait excut une action


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Les catgories dordres

les ordinateurs, quels quils soient, ne sontfondamentalement capables de comprendre quequatre catgories d'ordres (en programmation, onn'emploiera pas le terme d'ordre, mais plutt celui

79

d'instructions). Ces quatre familles d'instructionssont : laffectation de variables la lecture / criture les tests les boucles

Langages informatiques

Un langage informatique est un outil permettant dedonner des ordres (instructions) la machine

A chaque instruction correspond une action du processeur

80

Intrt : crire des programmes (suite conscutivedinstructions) destins effectuer une tache donne

Exemple: un programme de gestion de comptes bancaires

Contrainte: tre comprhensible par la machine

Langage machine

Langage binaire: linformation est exprime et manipule sousforme dune suite de bits

Un bit (binary digit) = 0 ou 1 (2 tats lectriques)

81

Une combinaison de 8 bits= 1 Octet possibilits qui permettentde coder tous les caractres alphabtiques, numriques, et symboles tels que ?,*,&,

Le code ASCII (American Standard Code for Information Interchange) donne lescorrespondances entre les caractres alphanumriques et leursreprsentation binaire, Ex. A= 01000001, ?=00111111

Les oprations logiques et arithmtiques de base (addition,multiplication, ) sont effectues en binaire

25628

L'assembleur Problme: le langage machine est difficile comprendre par l'humain

Ide: trouver un langage comprhensible par l'homme qui seraensuite converti en langage machine

AssembleurAssembleur(langage de bas niveau): exprimer les instructionslmentaires de fa on symbolique

82

+ : Un langage symbolique plus proche du langage machine - : Pas assez efficace pour dvelopper des applications complexes

Apparition des langages volus

ADD A, 4

LOAD B

MOV A, OUT

traducteur langage machine

Langages haut niveau

Intrts multiples pour le haut niveau: proche du langage humain anglais (comprhensible) permet une plus grande portabilit ( indpendant du matriel) Manipulation de donnes et dexpressions complexes (rels,

83

o e s, a c,

Ncessit dun traducteur (compilateur/interprteur),

excution plus ou moins lente selon le traducteur

Code sourceCode source

en langage voluen langage volu

Compilateur ouCompilateur ouLangage machineLangage machine

interprteurinterprteur

Compilateur/interprteur

Compilateur: traduire le programme entier une fois pour toutes

+ lus ra ide lexcution

exemple.c CompilateurCompilateur

fichier sourcefichier source

exemplefichier excutablefichier excutable

excutionexcution

84

+ scurit du code source - il faut recompiler chaque modification

Interprteur: traduire au fur et mesure les instructions duprogramme chaque excution

+ excution instantane apprciable pour les dbutants - excution lente par rapport la compilation

exemple.basfichier sourcefichier source

Interprtation+excutionInterprtation+excution


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Langages de programmation:

Deux types de langages:

Langages procduraux : sont base de procdures. Uneprocdure est une portion de programme crit en langage de hautniveau qui accomplit une tche spcifique ncessaire au

85

.

Langages orients objets : sont des langages non procdurauxdans lesquels les lments du programme sont considrs commedes objets qui peuvent s'changer des messages.

Choix dun langage?

Principaux Langages de

programmation:

Pascal

Blaise PASCAL,mathmaticien et inventeur de

la premire machine calculer 1971

Langage compil et structur,driv d'ALGOL. c'est un

langage de dveloppementstandard pour les micro-ordinateurs.

C'est une version amlioredu langage de programmation

Langage de programmationstructur et compil, trs

86

C B du Bell Laboratory, cr en1972

largement employ car sesprogrammes peuventfacilement se transfrer d'untype d'ordinateur un autre.

Maple Nasa 1980 de SUN couvrir tous les domainesDapplication formel

Java Microsystems 1990 Ce langage connat unsuccs qu'aucun autrelangage n'avait encore connu.

Etapes de ralisation dun programme

SpcificationSpcification

AnalyseAnalyse

Enonc du problmeEnonc du problme

Cahier des chargesCahier des charges

AlgorithmeAlgorithme

87

Traduction en langageTraduction en langage

CompilationCompilation

Tests et modificationsTests et modifications

Programme sourceProgramme source

Programme excutableProgramme excutable

Version finale et rsultatsVersion finale et rsultats

La ralisation de programmes passe par l criture dalgorithmesDo lintrt de lAlgorithmique

Pourquoi apprendre lalgorithmique

pour apprendre programmer ?

Un algorithme est une description complte et dtaille des actions effectuer et de leur squencement pour arriver un rsultat donn

Intrt: sparation analyse/codage (pas de proccupation de syntaxe)lalgorithmique exprime les instructions rsolvant un problme donn

88

n pen ammen es par cuar s e e ou e angage.

Qualits: exact (fournit le rsultat souhait), efficace (temps dexcution,mmoire occupe), clair (comprhensible), gnral (traite le plus grand

nombre de cas possibles),

Pour prendre une image, si un programme tait une dissertation,lalgorithmique serait le plan, une fois mis de ct la rdaction etlorthographe. Mieux faire dabord le plan et rdiger ensuite quelinverse

Reprsentation dun algorithme

Historiquement, deux faons pour reprsenter un algorithme:

LOrganigramme:LOrganigramme: reprsentation graphique avec des symboles(carrs, losanges, etc.)

offre une vue densemblede lal orithme

89

reprsentation quasiment abandonne aujourdhui

Le pseudoLe pseudo--code:code: reprsentation textuelle avec une srie deconventions ressemblant un langage de programmation (sansles problmes de syntaxe)

plus pratique pour crire un algorithme reprsentation largement utilise

Exemple de pseudo code

problme du tri

Entre: une squence de nnombres (a1, : : : ,an)

90

: : : ;an) de la squencedentre: a1


16/2216

Algorithmique

91

Notions et instructions de baseNotions et instructions de base

Les catgories dordres

Quatre familles d'instructions sont :

Les variables et leurs affectation

92

Les tests Les boucles

Notions Fondamentales (1/2)

Karim possde 3 seaux : un seau en plastique dune contenance de 10 litres,un seau en bois dune contenance de 7 litres et un seau en fer dunecontenance de 9 litres.

10h00 : karim vide ses 3 seaux 10h05 : karim va rendre visite a Nabil, celui-ci met 6 litres dans le seau en bois de

93

Karim 10h10 : karim transverse le contenu de son seau en bois dans le seau en fer 10h15 : karim revient vers nabil remplir ras bord son seau en plastique

10h20 : karim dverse la moiti de son seau en plastique lgout 10h25 : karim transvase le contenu de son seau en plastique dans celui en bois 10h30 : karim transvase 2 litres de son seau en bois dans celui en fer 10h35 : karim informe Asmae du nombre de litres contenu dans ses seaux en

plastique, en bois, en fer.

Quelles sont les quantits des trois seaux que Asmae a reues?

Notions Fondamentales (2/2)

Notion dalgorithme : si les huis phrases sont bien excute par Karim,alors lhistoire est un algorithme

Notion dinstruction : chacune de huis phrases est une instruction (unordre)

Notion de valeur : { 0, 3, 5, 6, 8, 10 }

94

les quantits de liquide

Notion de variable : une variable est un emplacement mmoire, ici on atrois variables (le seau en plastique, le seau en bois et le seau en fer)

Notion denvironnement : cest lensemble des objet, informations,personnes qui on une existence hors de lhistoire mais qui interviennent dansson droulement.

Notion des valeurs dentre et de sortie : cest les valeurs que leprocesseur reoit de lenvironnement et celles quil donne lenvironnementdurant lexucution. Valeurs en entre :{6, 10} Valeurs en sortie = {0, 3, 8}

Notion de variable

Dans les langages de programmation une variablevariable sert stockerla valeur dune donne

Une variable dsigne en fait un emplacement mmoire dont

95

variable)

Rgle : Les variables doivent tre dclaresdclares avant dtreutilises, elle doivent tre caractrises par :

un nom (IdentificateurIdentificateur) un typetype (entier, rel, caractre, chane de caractres, )

Choix des identificateurs (1)

Le choix des noms de variables est soumis quelques rgles quivarient selon le langage, mais en gnral:

Un nom doit commencer par une lett re alphabtiqueexemple valide:exemple valide: AA11 exemple invalide:exemple invalide: 11AA

96

doit tre constitu uniquement de lettres, de chiffres et dusoulignement _ (Eviter les caractres de ponctuation et les espaces)valides:valides: ENCGENCG20072007, ENCG, ENCG__20072007 invalides:invalides: ENCGENCG 20072007, ENCG, ENCG --

20072007, ENCG, ENCG;;20072007

doit tre diffrent des mots rservs du langage (par exemple enJavaJava: intint,, floatfloat,, elseelse,, switchswitch,, case,case, default, for, main, returndefault, for, main, return, )

La longueur du nom doit tre infrieure la taille maximale spcifie

par le langage utilis


17/2217

Choix des identificateurs (2)

Conseil: pour la lisibilit du code choisir des noms significatifs

qui dcrivent les donnes manipulesexemples: TotalVentes2006, Prix_TTC, Prix_HT

97

Remarque: en pseudo-code algorithmique, on va respecterles rgles cites, mme si on est libre dans lasyntaxe

Types des variables

Le type dune variable dtermine lensemble des valeurs quelle peut

prendre, les types offerts par la plus part des langages sont: Type numrique (entier ou rel)Type numrique (entier ou rel)

ByteByte (cod sur 1octet): de 0 255 Entier courtEntier court (cod sur 2 octets) : -32 768 32 767

98

Entier longEntier long (cod sur 4 ou 8 octets) Rel simple prcisionRel simple prcision (cod sur 4 octets) Rel double prcisionRel double prcision (cod sur 8 octets)

Type logique ou boolenType logique ou boolen:: deux valeurs VRAI ou FAUX

Type caractre:Type caractre: lettres majuscules, minuscules, chiffres, symboles,

exemples: A, a, exemples: A, a, 11, ?, , ?,

Type chane deType chane de caractre: toute suite de caractres,exemples: " Nom, Prnom", "code postale:exemples: " Nom, Prnom", "code postale: 10001000", ",

Dclaration des variables

Rappel: toute variable utilise dans un programme doit avoirfait lobjet dune dclaration pralable

En pseudo-code, on va adopter la forme suivante pour ladclaration de variables

''

99

Exemple:

Variables i, j,k : entier

x, y : rel

OK: boolen

ch1, ch2 : chane de caractres

Remarque: pour le type numrique on va se limiter aux entierset rels sans considrer les sous types

Linstruction daffectation laffectation consiste attribuer une valeur une variable

(a consiste en fait remplir o modifier le contenu d'une zone mmoire)

En pseudo-code, l'affectation se note avec le signe

Vare :Vare : attribue la valeur de e la variable Varattribue la valeur de e la variable Var

100

- e peut tre une valeur, une autre variable ou une expression- Var et e doivent tre de mme type ou de types compatibles- laffectation ne modifie que ce qui est gauche de la flche

Ex valides: i1 ji ki+j

xx1010..33 OKFAUXOKFAUX chch11"SMI""SMI"

chch22chch11 xx44 xjxj

(voir la dclaration des variables dans le transparent prcdent)

non valides: ii1010..33 OK"SMI"OK"SMI" jxjx

Quelques remarques

Beaucoup de langages de programmation (C/C++, Java, ) utilisentle signe gal = pour laffectation . Attention aux confusions:

l'affectation n'est pas commutative : A=B es t diffrente de B=A l'affectation est diffrente d'une quation mathmatique :

101

A=A+1 a un sens en langages de programmation A+1=2 n'est pas possible en langages de programmation et n'est

pas quivalente A=1

Certains langages donnent des valeurs par dfaut aux variablesdclares. Pour viter tout problme il est prfrable d'initialiser lesvariables dclares

Exercices simples sur l'affectation (1)

Donnez les valeurs des variables A, B et C aprs excutiondes instructions suivantes ?

VariablesA, B, C: Entier

102

A3B7AB

BA+5

CA + BCB AFin


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Exercices simples sur l'affectation (2)

Donnez les valeurs des variables A et B aprs excution des

instructions suivantes ?

VariablesA, B : EntierDbut

103

A1B2ABBAFin

Exercices simples

Quelles seront les valeurs des variables A et B aprs

excution des instructions suivantes ?

104

,DbutA1B A + 3A 3Fin

A = 1 B = ?

A = 1 B = 4

A = 3 B = 4

Exercices simples

Quelles seront les valeurs des variables A, B et C aprsexcution des instructions suivantes ?

Variables A, B, C en Entier

105

A5B3CA + BA2CB AFin

A = 5 B = ? C = ?

A = 5 B = 3 C = ?A = 5 B = 3 C = 8

A = 2 B = 3 C = 8

A = 2 B = 3 C = 1

Exercices simples

Quelles seront les valeurs des variables A et B aprsexcution des instructions suivantes ?

Variables A, B en Entier

106

A5BA + 4AA + 1BA 4Fin

A = 5 B = ?

A = 5 B = 9A = 6 B = 9

A = 6 B = 2

Exercices simples

Quelles seront les valeurs des variables A, B et C aprsexcution des instructions suivantes ?

Variables A, B, C en Entier

107

A3B10CA + BBA + BACFin

A = 3 B = ? C = ?A = 3 B = 10 C = ?A = 3 B = 10 C = 13A = 3 B = 13 C = 13A = 13 B = 13 C = 13

Exercices simples

Quelles seront les valeurs des variables A et B aprsexcution des instructions suivantes ?

Variables A, B en Entier

108

DbutA 5B 2A BB AFin

A = 5 B = ?A = 5 B = 2A = 2 B = 2A = 2 B = 2


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Exercices simples

Ecrire un algorithme permettant dchanger les

valeurs de deux variables A et B

Dbut

109

C AA BB CFin

On est oblig de passer par une variable dite temporaire (lavariable C).

Exercices simples

Que produit lalgorithme suivant ?

Variables A, B, C en Caractres

Dbut

" "

110

B"12"

CA & B

Fin"42312".

Exercices simples

Que produit lalgorithme suivant ?

Variables A, B, C en Caractres

Dbut

" "

111

B"12"

CA + BFin

Expressions et oprateurs Une expression peut tre une valeur, une variable ou une

opration constitue de variables relies par des oprateursexemples:exemples: 11, b, a*, b, a*22, a+, a+ 33*b*b--c, c,

L'valuation de l'expression fournit une valeur unique qui est le'

112

Les oprateurs dpendent du type de l'opration, ils peuvent tre :

des oprateurs arithmtiques: +, -, *, /, % (modulo), ^ (puissance) des oprateurs logiques: NON, OU, ET des oprateurs relationnels: =, , , = des oprateurs sur les chanes: & (concatnation)

Une expression est value de gauche droite mais en tenant

compte de priorits

Priorit des oprateurs

Pour les oprateurs arithmtiques donns ci-dessus, l'ordre depriorit est le suivant (du plus prioritaire au moins prioritaire) :

^ : (lvation la puissance) *

113

, ,

% (modulo) + , - (addition, soustraction)

exemple:exemple: 2 + 3 * 7 vaut 2323

En cas de besoin (ou de doute), on utilise les parenthses pourindiquer les oprations effectuer en priorit

exemple:exemple: ((2 + 3) * 7 vaut 335

Les instructions d'entres-sorties:

lecture et criture (1)

Les instructions de lecture et d'criture permettent la machine decommuniquer avec l'utilisateur

La lecture permet d'entrer des donns partir du clavier

114

- ,

lla machine met la valeur entre au clavierdans la zone mmoire nomme var

Remarque: Le programme s'arrte lorsqu'il rencontre uneinstruction Lire et ne se poursuit qu'aprs la frappe dune valeurau clavier et de la touche Entre


20/2220

Les instructions d'entres-sorties:

lecture et criture (2)

L'criture permet d'afficher des rsultats l'cran (ou de les criredans un fichier)

En pseudo-code, on note: crire (var)crire (var)

115

la machine affiche le contenu de lazone mmoire var

Conseil: Avant de lire une variable, il est fortement conseilldcrire des messages lcran, afin de prvenir lutilisateur dece quil doit frapper

Exemple (lecture et criture)Ecrire un algorithme qui demande un nombre entier l'utilisateur, puis

qui calcule et affiche le double de ce nombre

Algorithme Calcul_double

116

var a es A, B : ent er

Dbut

crire("entrer la valeur de A ")

lire(A)

B2*A

crire("le double de ", A, "est :", B)

Fin

Exercice (lecture et criture)

Ecrire un algorithme qui vous demande de saisir votre nom puisvotre prnom et qui affiche ensuite votre nom complet

Algorithme AffichageNomComplet

117

var a es om, renom, om_ omp e : c a ne e carac res

Dbut

crire("entrez votre nom")

lire(Nom)

crire("entrez votre prnom")

lire(Prenom)

Nom_CompletNom & Prenom

crire("Votre nom complet est : ", Nom_Complet)

Fin

Exercice (respect des rgles) Chacun de ces quatre algorithmes contient une erreur. Laquelle?Algorithme1

VariablesQuantit : entier

Prix_unit: rel

DbutLire (Quantit, Prix unit)

Algorithme2

VariablesX, Y, Z : rel

DbutLire (X, Y, Z)

Z :=X-Y

118

, _

Prix_total:= Quantit * Prix_unit

crire (Prix_total)

Fin

crire (Z)

Fin

Algorithme3Variables

A1, A2: entier

A3 : rel

DbutLire (A1, A2)

A2 := A1 * A3

crire (A2)

Fin

Algorithme4Variables

X : rel

DbutLire (X)

X := X-1

X :=Pi * X

crire (X)

Fin

Mthode de construction dun

algorithme simple (1/4)

Exemple :

119

cr re un a gor me qu cons s e a ca cu er a rdun cercle selon la formule S = Pi * R2

Rappel : Pi = 3.14159 et R le rayon du cercle



Mthodologie a suivre :

constantes : Pi = 3.14159

Variables : Rayon, Surface

120

Types : Rayon, Surface : rel

Expressions et affectation : Surface := Pi * (Rayon)2

Oprations dentre-sortie : Lire (Rayon),crire (Surface)


21/2221



Algorithme

Calcul_Aire

Constantes

Pi = 3,14159

121

Variables

Rayon, Surface : rels

Dbut

lire (Rayon)

Surface := Pi * (Rayon)2

crire (Surface)

Fin

Exercice

Ecrire un programme qui lit le prix HT dun artic le, le nombredarticles et le taux de TVA, et qui fournit le prix total TTCcorrespondant.

Variables nb, pht, ttva, pttc : reelsDbut

122

Ecrire ("Entrez le prix hors taxes :")Lire (pht)Ecrire ("Entrez le nombre darticles :")Lire (nb)Ecrire ("Entrez le taux de TVA :" )Lire (ttva)pttcnb * pht * (1 + ttva)Ecrire ("Le prix toutes taxes est : ", pttc)

Fin

Algorithmique

123

Les structures

Conditionnelles et lesboucles

Les structures conditionnelles et les

boucles

Les tests simples : permet de raliser un choix parmi deuxpossibilits (Ex :Boolenne : vrais ou faux)

Les instructions conditionnelles : cest un conceptde tests multiples, permet de comparer un objet une srie devaleurs, et excuter si la condition est vrifier (Ex : recherche des

124

nombres premier dans une ensemble)

Les itrations : consiste a excut un bloc dinstructions uncertain nombre de fois (Ex : calcul dune suite numrique)

Les boucles conditionnelles : consiste a excut unbloc dinstructions un certain nombre de fois si la condition estvrifier (Ex : On veut afficher le 100 premiers nombres :. Tant que i est pluspetit que 100, afficher la valeur de i).

Tests: instructions conditionnelles (1)

Les instructions conditionnelles servent n'excuter une instructionou une squence d'instructions que si une condition est vrifie

On utilisera la forme suivante: SiSi condition alorsalors

instruction ou suite d'instructions1

125

nonnon


FinsiFinsi

la condition ne peut tre que vraie ou fausse si la condition est vraie, se sont les instructions1 qui seront excutes

si la condition est fausse, se sont les instructions2 qui seront excutes la condition peut tre une condition simple ou une condition compose de

plusieurs conditions

Tests: instructions conditionnelles (2)

La partie Sinon n'est pas obligatoire, quand elle n'existe pas et quela condition est fausse, aucun traitement n'est ralis

On utilisera dans ce cas la forme simplifie suivante:

126

SiSi condition alorsalors


FinsiFinsi


22/22

Exemple (SiAlorsSinon)

Algorithme AffichageValeurAbsolue (version1)

Variable x : rel

Dbut

Ecrire " Entrez un rel : "

127

Lire (x)

Si x < 0 alorsEcrire ("la valeur absolue de ", x, "est:",-x)

Sinon

Ecrire ("la valeur absolue de ", x, "est:",x)

Finsi

Fin

Exemple (SiAlors)

Algorithme AffichageValeurAbsolue (version2)

Variable x,y : rel

Dbut

Ecrire " Entrez un rel : "

128

Lire (x)

yx

Si x < 0 alorsy-x

Finsi

Ecrire ("la valeur absolue de ", x, "est:",y)

Fin

Exercice (tests)

Ecrire un algorithme qui demande un nombre entier l'utilisateur,puis qui teste et affiche s'il est divisible par 3

Algorithme Divsible_par3

Variable n : entier

129

D butEcrire " Entrez un entier : "

Lire (n)

Si (n%3=0) alorsEcrire (n," est divisible par 3")

SinonEcrire (n," n'est pas divisible par 3")

FinsiFin

informatique de base mail2

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