1. Les fondements de l informatique 13

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1 Introduction à l'algorithmique 1. Les fondements de l informatique Architecture de Von Neumann La machine de Turing Représentation interne des instructions et des données Le binaire Les octets et les mots L hexadécimal L algorithmique Programmer, c est un art Définition : L algorithme est une recette Pourquoi utiliser un algorithme? Le formalisme Les algorigrammes L algorithme sous forme de texte La complexité Les structures algorithmiques Les langages d implémentation Quel langage? Classifications des langages Haut niveau, bas niveau Diverses classifications Compilé ou interprété La machine virtuelle Java Les avantages Un premier programme Java Exercices 49 1/12

2 Les variables et opérateurs 1. La variable Principe Déclaration Les types Les nombres Autres types numériques Les caractères Le type booléen Affectation Affectation de valeurs Affectation de variables Saisie et affichage Les constantes Opérateurs et calculs Les affectations Les opérateurs arithmétiques Les opérateurs booléens Les opérateurs de comparaison L égalité La différence Inférieur, supérieur Le cas des chaînes de caractères La précédence des opérateurs Pour aller plus loin Les nombres négatifs La représentation des nombres réels Les dates Les caractères Types et langages 95 2/12

3 4.1 Langages typés ou non La gestion de la mémoire Exercices 97 Tests et logique booléenne 1. Les tests et conditions Principe Que tester? Tests SI Forme simple Forme complexe Tests imbriqués Choix multiples Des exemples complets Le lendemain d une date La validité d une date L heure dans n secondes L algèbre booléen L origine des tests Petites erreurs, grosses conséquences Ariane Mars Climate Orbiter George Boole L algèbre Établir une communication La vérité La loi ET La loi OU Le contraire Les propriétés Quelques fonctions logiques 139 3/12

4 2.4.8 Avec plus de deux variables Une dernière précision Exercices 146 Les boucles 1. Les structures itératives Définition Quelques usages simples Tant Que Structure générale Boucles infinies et "break" Des exemples Une table de multiplication Une factorielle x à la puissance y Toutes les tables de multiplication Saisie de notes et calcul de moyennes Rendez la monnaie Trois boucles Répéter... Jusqu à Différences fondamentales Quelques exemples adaptés La factorielle Les trois boucles Pour... Fin Pour Une structure pour compter mais pas indispensable Quelle structure choisir? 178 4/12

5 4.4 Un piège à éviter Quelques exemples De nouveau trois boucles La factorielle Racine carrée avec précision Calcul du nombre PI Exercices 186 Les tableaux et structures 1. Présentation Principe et définition Simplifier les variables Les dimensions Les types Déclaration Utilisation Les tableaux dynamiques Java et les tableaux Tableaux classiques à n dimensions Représentation en mémoire Représentation linéaire Représentation par référence Manipulations simples Recherche d un élément Le plus grand/petit, la moyenne Le morpion Algorithmes avancés Les algorithmes des tris Le principe Le tri par création 215 5/12

6 3.1.3 Le tri par sélection Le tri à bulles Le tri par insertion Le tri Shell Recherche par dichotomie Structures et enregistrements Principe Déclaration Type structuré Enregistrement Utiliser les enregistrements Utiliser les champs Un enregistrement dans une structure Un tableau dans une structure Les tableaux d enregistrements Les tables Une table comme champ Et Java? Exercices 240 Les sous-programmes 1. Présentation Principe Déclaration et définition Dans un algorithme En Java Appel Fonctions et procédures Les procédures Les fonctions Variables locales et globales 250 6/12

7 1.5.1 Locales Globales Variables globales et Java Les paramètres Les procédures Les fonctions Paramètres et Java Petite application fonctionnelle Sous-programmes prédéfinis Un choix important Quelques exemples Dernier cas : les tableaux Les sous-programmes récursifs Principe Un premier exemple : la factorielle Un exemple pratique : les tours de Hanoï Exercices 277 Les fichiers 1. Les différents fichiers Préambule Problématique Définition Les formats Types de contenus Le fichier binaire Le fichier texte Quel format utiliser? Les accès aux fichiers Séquentiel Accès direct 288 7/12

8 1.5.3 Indexé Autre? Les enregistrements Les délimiteurs Largeur fixe Principes d accès Étapes de base Identificateurs de fichiers et canaux Les modes d ouverture Fichier texte séquentiel Ouvrir et fermer un fichier Lire et écrire des enregistrements Lecture Écriture Les enregistrements structurés Exemple en Java Les fichiers binaires Nouvelles instructions Exemple Exercices 311 Notions avancées 1. Les pointeurs et références Rappels sur la mémoire et les données Structure de la mémoire Java : des limites qui n en sont pas Brefs exemples en C Le pointeur 316 8/12

9 1.2.1 Principe et définition Le C roi des pointeurs Applications Notation algorithmique Déclarer et utiliser les pointeurs Allocation dynamique Java et les références Différences entre le C et Java Références sur les objets Les types primitifs Références sur structures Le piège en Java La valeur null Les listes chaînées Listes chaînées simples Principe Création Parcours de la liste Recherche Ajout d un élément Suppression d un élément Supprimer toute la liste Parcours récursif L implémentation en Java Autres exemples de listes Listes circulaires Listes d éléments triés Listes doublement chaînées Files et piles Les arbres Principe Définitions Base 357 9/12

10 3.2.2 Terminologie Description horizontale Description verticale L arbre binaire Parcours d un arbre Arbre binaire ordonné Principe Recherche d un élément Ajout d un élément Suppression d un noeud Exercices 366 Une approche de l'objet 1. Principe de l objet, une notion évidente Avant de continuer Rappels sur la procédurale Les données Les traitements L objet Dans la vie courante En informatique Classe, objets Déclaration et accès Les méthodes Portée des membres Encapsulation des données L héritage Principe Commerce Hiérarchie Simple ou multiple Le polymorphisme /12

11 Principe Le polymorphisme ad hoc Le polymorphisme d héritage Le polymorphisme paramétrique Manipuler les objets Les constructeurs Déclaration Appel implicite L héritage Les destructeurs Les membres statiques Attributs Classes et méthodes abstraites Interfaces L objet en Java Les langages objet Déclaration des classes et objets Héritage Interfaces Exercices 414 Corrigés des exercices 1. Introduction à l'algorithmique Les variables et opérateurs Tests et logique booléenne Les boucles /12

12 5. Les tableaux et structures Les sous-programmes Les fichiers Notions avancées Une approche de l'objet 477 Index /12

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