Cours d algorithmique et programmation Chapitre 1 : Introduction

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Justin Pinette
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1 Cours d algorithmique et programmation Chapitre 1 : Introduction I. Algorithme / programme II. Fonctionnement d un ordinateur III. Démarche de conception

2 I. Algorithme / programme Algorithme? Suite ordonnée d actions à réaliser pour aboutir à la résolution d un problème, pour obtenir un résultat. Programmation? Traduction des algorithmes en instructions que pourra «comprendre» et exécuter un ordinateur.

3 Exemples d algorithmes : dans la vie courante - une recette de cuisine, chercher un mot dans le dico les premiers algos - Euclide (~ 300 av. J.C!) : calcul du PGCD de 2 entiers - Al Khuwarizmi (IXème) : résolution équation second degrés - Ada Lavelace (XIXème) : 1 er algo destiné à être exécutée par une machine (calculs des nbres de Bernouilli) quelques algos classiques en info : - trouver le min/le max de n valeurs - trier une suite de n valeurs - rechercher une valeur dans un ensemble de n valeurs

4 Ex. d algorithme : calcul du PGCD de 2 entiers positifs par la méthode des différences successives Postulats (mathématiques) : Si a et b sont 2 entiers positifs tels que a>=b : PGCD(a,b)= PGCD(b,a-b) Si a est un entier PGCD(a,0)=a Algorithme : début On a 2 entiers test Boucle : on recommence Faux sont-ils égaux? Vrai On calcule la différence du plus grand et du plus petit On remplace le plus grand par cette différence Cet entier est le PGCD recherché fin

5 Informatique? L informatique est la science du traitement automatique de l information. Algorithme? Suite de traitements (calculs, tests ) à effectuer sur des données (informations) pour obtenir un résultat. Programme? Ensemble structuré d instructions de traitements de données à faire réaliser par un matériel informatique.

6 II. Fonctionnement d un ordinateur Système informatique (ordinateur) : Ensemble de dispositifs matériels et logiciels permettant de : - Stocker et restituer des données - Transmettre des données - Traiter des données (calculs, tests ) 2 niveaux : - Matériel - Logiciel (programmes ) utilisateur services Logiciels services Matériel Navigateur Bloc-notes Word Processeur Mémoire vive Disque dur

7 L'ordinateur : matériel Stockage de l'information - Mémoire vive (RAM) : - programmes en cours d'exécution - données temporaires utilisées par les programmes en cours d'exécution - Disque dur et/ou mémoire flash : - programmes installés - données enregistrées Transmission de l'information - La carte mère (pistes), les bus, les ports Traitement de l'information - Le processeur - Coprocesseurs ( carte graphique... )

8 Architecture de von Neumann

10 La machine : que peut-elle «comprendre»? Un ordinateur est un assemblage de composants électroniques : le courant passe ou ne passe pas. Le seul langage que peut «comprendre» un ordinateur est le langage binaire (des suites de 0 et de 1) Toutes les données stockées en mémoire sont codées en binaire Toutes les instructions que devra exécuter le processeur devront au préalable avoir été traduites en langage binaire.

11 La machine : que sait-elle faire? Stocker et aller chercher une information en mémoire et faire quelques calculs simples Jeu d instructions de base d un microprocesseur : - Les opérations arithmétiques (+,-,,/ ) - Les opérations logiques ( et, ou, non ) - les instructions de contrôles (branchements conditionnels, boucles, appels de fonctions ) - les instructions de transferts de données - Les instructions d entrée-sortie

12 III. Démarche de conception d un logiciel 1. Etude du cahier des charges (CDC) Objectifs : Pour quoi faire? Pour qui? (utilisateurs?) 2. Les données : Identifier les données principales sur lesquelles s effectueront les traitements (données en entrée) les résultats (données en sortie) 3. Les traitements Cas d utilisations / scénarios Analyse chronologique descendante Quels traitements sur quelles données? Algorithmes / organigrammes 4. L interface (IHM)

13 Programmer : de l algorithme au code exécutable (langages compilés) Problème à résoudre Objectifs à atteindre Que faire? Comment? qui bosse? réfléchir, analyser sur «papier» vous Conception des algorithmes. Pseudo-code/Organigrammes Programmation dans un langage de haut niveau Code source (monprog.c) Traduction en langage machine Code exécutable (monprog.exe) choisir un langage et coder! compiler En utilisant un éditeur ou un logiciel de développement En utilisant un compilateur (logiciel de compilation) (gcc) Le programme est prêt. Vous pouvez le lancer comme n importe quelle appli! le programmeur (vous) la machine

14 Qu est-ce qu un bon algorithme? validité : réalise-t-il exactement la tâche pour laquelle il a été conçu? robustesse : toutes les conditions exceptionnelles ou anormales d utilisation ont-elles été envisagées? efficacité charge mémoire, complexité Ré-utilisabilité

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