Introduction à la Programmation Sylvain Tisserant

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1 INFO 1 Introduction à la Programmation Sylvain Tisserant Mes coordonnées Enseignant-Chercheur Professeur au département IRM depuis sa création (ES2I, ESIL, Polytech Marseille) Directeur du département IRM Recherche en physique des particules Acquisition et traitement de données Contrôle et commande d appareillages Analyse de données LHC (accélérateur du Cern à Genève) et Atlas (expérience) : boson de Higgs Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM) Mel : sylvain.tisserant@univ-amu.fr Web : Supports de cours : Copie des transparents (à jour) Sujets des TD/TPs (puis une correction) Pour le moment vide pour ce cours

2 Motivation du cours Objectifs Comprendre les rudiments de la programmation Notions à comprendre cette année : Variables, adresses et types Opérateurs, expressions et instructions Structures de contrôle Fonctions Entrées/sorties Concevoir et écrire des programmes lisibles, faciles à comprendre, à modifier et à maintenir. Support Langage C Démarche Il ne s agit pas d un cours exhaustif de C Nous n étudierons les mécanismes concrets Dans ce cours : se faire une représentation des concepts, du genre tout se passe comme si Evaluation Contrôle continu : 40 % Petites interrogations Petits TDs Examen final : 60 %

3 L informatique Informatique partout et en rapide développement Services et commerce sur Internet Communication (TV, téléphone, smartphone, réseaux sociaux, ) Modifications profondes de la société (difficile sans accès à Internet : recherche d infos, démarches, ) Vie courante et aussi dans tous les secteurs des entreprises Travail assisté par ordinateur (calcul, PAO, DAO, CAO, pilotage de processus, etc.) Chirurgie assistée par ordinateur, à distance, Automobile : 30 % du coût pour l embarqué (sécurité, consommation, performances, ) Fabrication (fablabs, imprimantes 3D, ) Liste exhaustive impossible Cela va continuer Convergence, Systèmes communicants, etc. Secteur d avenir, porteur de croissance dans tous les domaines Les TIC en quelques chiffres Secteur des Logiciels et Services : personnes en France 42 milliards d euros 80 % sont des cadres TIC : 7 % du PIB en hausse de 25 % / an 7 % de croissance annuelle moyenne sur 10 ans (3 fois mieux que l ensemble de l économie française) Explosion du e-commerce : 30 % / an jeunes diplômés recrutés par an 65 % des entreprises du secteur ne comblent pas leur besoin en recrutement Premier pourvoyeur d emplois aux jeunes cadres depuis 30 ans

4 Les métiers Concepteur d applications Architecte Systèmes d Information (SI) Architecte réseaux Ingénieur en informatique embarquée Ingénieur en technologies mobiles Ingénieur sécurité Chef de projet Ingénieur jeux vidéo Chercheur Les débouchés Organisations Grands groupes, PME, administrations, collectivités, Informatique au sein de la stratégie globale de l entreprise Tous les secteurs de l économie, de la recherche, etc. Informatique Logiciels et services SSII, éditeurs, etc. Réseaux et télécommunications Multimédia

5 Développement de logiciel Travail avec méthode (cycle de vie d un projet) Étapes entre les besoins d un client et le produit 4 grandes phases Analyse du besoin et spécification Cahier des charges établi par le client Document de spécifications contrat Conception Découpage en modules Pseudo-code Implémentation (codage) Vérification et validation (tests) Chaque phase peut ramener à la précédente Ensuite maintenance Développement de logiciel (2) Recommandations générales : Ne pas se précipiter devant l écran et le clavier Ne pas attendre le dernier moment pour les tests Documentation au fur et à mesure Recommandations pour vous dans ce cours Je vous demande de travailler avec méthode Phase d analyse indispensable avant de passer au code : Comprendre le problème Traduire ses idées Sur papier : brouillon indispensable Pseudo-code TP (devant machines) précédés de TD pour mettre en œuvre cette phase essentielle à mes yeux

6 Architecture d un ordinateur Unité de traitement Mémoire Entrées-Sorties Bus E/S P M B Architecture de von Neumann Unité de traitement Opérations arithmétiques ou logiques sur des données CO RI décodeur Unité de Commande Unité de commande RE séquenceur calcul d'adresse logique de contrôle H Unité de calcul CPU, processeur, microprocesseur, unité de calcul Introduction à la Programmation - S. Ti U A L registres

7 Unité de commande Identifier les opérations à réaliser Code opération Identifier les données Registres à charger avant exécution Résultat dans un registre à ranger Séquencer la suite des opérations Chercher l instruction suivante Décoder Opération et registres [Chercher les données] Exécuter l instruction [Stocker le résultat] Mémoire Instructions Codées en binaire avec des champs code opération code opération adresse instruction nonadique code opération adresse 1 adresse 2 instruction dyadique Langage machine Données Questions : Mémoire virtuelle? Mémoire cache?

8 Entrées-Sorties Indispensables : données en entrée et résultats en sortie Ecran, clavier, souris, écran tactile Disques durs, optiques Liaisons série ou parallèle Imprimantes Scanners Mémoire flash Appareils de mesure Capteurs Réseaux Hiérarchie des mémoires coût registres cache mémoire centrale mémoire d'appui mémoire permanente : disque dur capacité disque optique bande magnétique

9 Langage de programmation Langage machine Instructions codées en binaire Constituées de champs Formats très variables Chargées en mémoire avant le lancement du programme Exploitées par l unité centrale Recherche, décodage, exécution, Langage d assemblage Souvent représentation symbolique des instructions binaires à l aide de mnémoniques plus faciles à comprendre du genre ADD R1,R2 Instructions opérations simples y = a*x 2 + b*x + c à traduire en une série d instructions Pas d abstraction : On ne manipule que des registres, des adresses, Pas de nom de variables Le code ne peut être compris que si on connaît ce qui est stocké dans les registres ou en mémoire. Langages de haut niveau (FORTRAN, PASCAL, C, C++, Java, etc.) Traduction Assembleur Langage d assemblage Code machine Programme source Module objet Compilateur Langage de haut niveau code machine En passant ou pas par l intermédiaire d un assembleur Souvent, c est le cas pour le langage C, il y a une phase préparatoire qui modifie le programme source : Suppression des commentaires Insertion des fichiers Expansion des macros Etc. Editeur de liens Code source en plusieurs fichiers, bibliothèques, etc.

10 Traduction (2) Apprendre un langage Par référence à un langage déjà connu Sauf pour ce cours Le C sera votre premier langage de référence Dans ce cours : présentation des notions (générales) et illustration par des exemples simples Tests simples pour assimiler les nouveautés Guidés par un besoin Ce que nous ferons en TD/TP Organiser et conserver son travail : répertoires dédiés, documentation, etc. à faire dès ce cours Pour commencer : Deux exemples code source et compilation Pour tout langage : données et instructions