Module : Initiation à la programmation xavier.giraud@univ-amu.fr. Objectif : Savoir programmer : concevoir, écrire et exécuter des programmes - simples mais complets - en langage Fortran > la Programmation implique : la logique, l'algorithmique, l'informatique (une connaissance de...) d'une manière générale les mathématiques,... Mais aussi : la grammaire, l'histoire, l'éthique, l'esthétique,...
Module : Initiation à la programmation 1. L'informatique Informatique : «La science du traitement rationnel de l information considérée comme le support des connaissances dans les domaines scientifiques, économiques et sociaux, notamment à l aide de machines automatiques.» Ordinateur : «Machine électronique pouvant être programmée pour traiter de l'information.» 1- Qu'est-ce que l'information? 2- Qu'est-ce que le traitement de l'information? 3- Qu'est-ce que la programmation?
1- Qu'est-ce que l'information? Exemple de la communication dans une ruche... Information : «Signal, fait ou ensemble de faits, qui apporte de la connaissance sur votre environnement, qui réduit l'incertitude.» Attention : information support de l information
2- Qu'est-ce que le traitement de l'information? Trois étapes : (1) Processus d'abstraction : simplification du monde abstraction Monde réel --------------------------------> Représentation du monde Exemple d'un schéma d'écosystème, où l'on retient les éléments "pertinents" uniquement. (2) Transformation de cette information et intégration aux représentations antérieures du monde. En informatique : le calcul... (3) La projection : données traitées nouvelles informations sur le monde étudié
3- Qu'est-ce que la programmation? Programmation : «Suite d'ordres pour traiter (plus tard) un problème générique.» Programmer : «Faire mémoriser une suite d ordres à exécuter plus tard.» - Conception et analyses de méthodes. - Mise au point d algorithmes. La programmation les rend opérationnels. Deux étapes d'usage : 1. Programmation (programme = suite d instructions) : programmeur 2. Exécution du programme par un utilisateur > cette distinction possible dans le temps et dans l'espace implique des précautions de conception.
Module : Initiation à la programmation 2. (Très bref) historique Pour garder en mémoire quelques concepts clés... et pour vous faciliter la tâche en tant que programmeurs et programmeuses.
Les ordinateurs : bref historique (1) Machines à calculer et automates 1642 : Blaise Pascal met au point sa "Pascaline" > elle traite uniquement l'addition 1673 : Leibnitz conçoit une machine capable d'exécuter les quatre opérations élémentaires Puis viendront l'ajout de claviers pour la saisie des nombres, et de systèmes d'impression papier pour les résultats... Mais est-ce que cela correspond à notre définition de l'ordinateur?
Les ordinateurs : bref historique (1) Machines à calculer et automates 1642 : Blaise Pascal met au point sa "Pascaline"
http://www.chateau-boutheon.com/- Metiers-a-tisser-Jacquard-.html Les ordinateurs : bref historique (2) La naissance des programmes 1804 : Premier métier à tisser entièrement automatique par Joseph-Marie Jacquard > commandé par un système de cartes perforées 1830 : Babage invente la "Machine analytique" > exécute des séquences d'opérations enchaînées Babage énonce le premier ce que doivent être les parties essentielles d'un ordinateur : une unité de calcul, de la mémoire et des organes d'entrée et de sortie. Naissance de la programmation avec un jeu d'instructions. Mais toute décision dépendant du résultat d'un calcul doit être réalisée par l'homme.
Les ordinateurs : bref historique (3) L'électronique arrive, première génération 1945 : Construction de l'eniac > 30 tonnes, 72m2 au sol stock 20 nombres et réalise 300 multiplications par seconde > Première machine pouvant réaliser des branchements conditionnels Calcul et programmation se font à l'aide de code binaire : 0 ou 1 C'est le "langage machine" Facilitation de ce travail : Ecriture en "langage d'assemblage", compréhensible par des humains puis transformé en code binaire par un programme, "l'assembleur"
Architecture de von Neumann Ex d instruction : «Ajoute le contenu de la case mémoire n o 1465 à celui de la case 45877 et stocke le résultat dans la case 2165» «00111010 10001101 01100110» langage assembleur
Les ordinateurs : bref historique (4) Les transistors et les langages de haut niveau : deuxième génération 1958 : Les transistors remplacent les tubes à vide > plus petits, plus économe en énergie > Mémoire en deux parties : - disques et bande pour stockage long terme - mémoire électronique pour le calcul La programmation utilise un langage plus accessible et surtout qui peut comprendre plusieurs instructions C'est le "langage de haut niveau" Facilitation de ce travail : Nécessité d'un compilateur "compilateur"
Les ordinateurs : bref historique (5) Circuits intégrés et systèmes d'exploitation : troisième génération 1960' : Plusieurs centaines de transistors sur un circuit intégré > plus petits, plus rapides, plus efficaces > Le système d'exploitation : - interaction homme-machine, interprète et exécute les commandes permettant de charger, utiliser, effacer des programmes et des données - gestion de plusieurs programmes simultanés
Les ordinateurs : bref historique (6) Programmation structurée et micro-processeurs : quatrième génération 1970' : Programmation structurée, par blocks d'instructions > PASCAL, C, ADA 1971 : Apparition du micro-processeur > miniaturisation et utilisation grand publique 1981 : Premier PC d'ibm 1984 : Premier Macintosh > Interface graphique pour le système d'exploitation
Les parties constituent un tout... Module : Initiation à la programmation 3. Le système
Equipement informatique - Les périphériques etc... entrée/sortie : clavier, souris, écran(s), disques externes, mais aussi tout type d'appareillage scientifique : sonde, capteurs, - L'unité centrale - la carte mère - contient le processeur et une partie de la mémoire - le processeur - la mémoire RAM - le disque dur - les cartes d'extension (carte graphique, carte son,...) - Le système d'exploitation (OS : Operating System) - Le BIOS (Basic Input/Output System)
Communication entre ordinateurs - Les réseaux - Internet : la toile! qui possède tout de même quelques verrous! - Le web : www : World Wide Web pages écrites dans divers langages (html, php,...) programme : le navigateur (Firefox, Explorer, Opéra,...) - La messagerie - Transferts de fichiers exemple : ftp (file transfert protocole), ssh, scp (sécurisé),...
Les données Elles sont tellement précieuses quand on les a perdues. Pensez à sauvegarder vos données sur des supports multiples (disque, clé USB, Cloud,...) - les fichiers (texte, image, son, tableur,...).jpg.gif.ppt.pdf.wav.doc.odt.txt.dat.mp3. F.for.f77.f90.exe et quelques fichiers systèmes, dont certains sont "cachés"
Le système d'exploitation (Windows, Mac,...) - Unix et/ou Linux Un logiciel libre, selon la définition de la Free Software Foundation, garantit aux utilisateurs 4 libertés fondamentales : Liberté 0 : la liberté d exécuter le programme, pour tous les usages Liberté 1 : la liberté d étudier le fonctionnement du programme (le code source doit être accessible) Liberté 2 : la liberté de redistribuer des copies (y compris éventuellement en les vendant) Liberté 3 : la liberté d améliorer le programme et de publier ses améliorations (le code source doit être accessible) Un logiciel qui ne garantit pas ces 4 libertés est dit propriétaire. Attention, libre n est pas synonyme de gratuit De multiples interfaces graphiques pour Linux : Gnome, Redhat, KDE,...
3. Le système, ou organisation " C'est par organisation que le tout est quelque chose de plus que la somme des parties ; ou dit autrement, qu'un tout organisé (système) produit, favorise l'apparition d'un certain nombre de qualités nouvelles absentes des parties séparées : les émergences. " (Edgard Morin)
Module : Initiation à la programmation 4. Réflexions sur la complexité Omniprésence de l'informatique ( et de la programmation ) Aujourd'hui, l'informatique et la programmation sont quasiment partout... (notamment en science) > la Programmation implique : la logique, l'algorithmique, l'informatique (d'une manière générale) les mathématiques,... > Il ne faut pas en dissocier les "humanités" Art, littérature, philosophie,...
TD... à vos machines! Module : Initiation à la programmation Fonctionnement des séances à venir... 5. Commandes Linux 1 h de cours : introduction de nouvelles notions 3 h de TD : mise en pratique sur des exercices.
Arborescence - la racine : / (slash) - les répertoires (directory en anglais) - fichiers et répertoires peuvent être mélangés (au même niveau d'arborescence) - distinction unique par le "nom complet" ou "chemin" (path)
Arborescence Les deux fichiers sont distincts, leurs chemins (absolus), leur adresses, sont différentes : /home1/x256987/photos_vacances/photo1.jpg /home1/x256987/photos_vacances/corse/photo1.jpg
Arborescence - home directory : répertoire personnel, propre à chaque utilisateur /home/users/ahmed /home/users/virginie ou bien le symbole "~" les deux chemins suivants sont identiques : ~/Docs_admin /home1/x256987/doc_admin - répertoire courant, symbole : "." - répertoire parent, symbole : ".."
Arborescence chemin absolu et chemin relatif /home1/x256987/doc_admin/cv/cv_fr_stage.tex Si vous êtes dans Photos_vacances, le chemin relatif est :../Docs_admin/CV/cv_fr_stage.tex
Droits d'accès - droit de lire (read, r) 0 ou 1 - droit d'écrire (write, w) 0 ou 1 - droit d'exécuter (execute, x) 0 ou 1 r w x 1 1 1 : j'ai tous les droits octal : 7 1 0 0 : seulement le droit de lire octal : 4 Ces droits (rwx) sont définis pour - l'utilisateur lui même - le groupe auquel appartient l'utilisateur - le reste du monde Un fichier peut donc avoir les droits suivants : octal : 7 4 0 rwx r - - - - - 111 100 000 tous les droits pour l'utilisateur lecture seule pour les membres du même groupe aucun accès possible pour les autres
Les commandes usuelles (au terminal) Les commandes sont à taper à la suite du prompt ou de l'invite de commande : identifiant@nom_serveur : ~$ et sont toujours de la forme : $ <commande> [-options] <argument1> [argument2] [...] Attention à la gestion des espaces! pwd (path to working directory) ls [-options] (list) ls -l : donne les détails des droits d'accès ls -a : affiche aussi les fichiers cachés (qui commencent par un point, par ex :.bashrc cd <chemin_vers_repertoire> (change directory) utilise un chemin absolu ou relatif! cd /home1/toto/rep2 cd../rep2 cd (sans argument) cette commande renvoie directement au home directory ~
Les commandes usuelles (au terminal) Commandes de gestion de fichiers cp <fichier_source> <fichier_cible> cp <fichier_source> <repertoire_cible> (copy) exemples : cp /home1/toto/img145.jpg /home1/toto/photos/italie1.jpg cp../fichier1.txt. mv <fichier_source> <fichier_cible> mv <fichier_source> <repertoire_cible> (move) permet de déplacer ou de renommer rm <fichier> (remove)
Les commandes usuelles (au terminal) Commandes de gestion de répertoires mkdir <repertoire> (make directory) mkdir NomNouveauRepertoire rmdir <repertoire> (remove directory) uniquement pour un répertoire vide
Les commandes usuelles (au terminal) Commandes de gestion de fichiers more <fichier> cat <fichier> (permet d'afficher le contenu du fichier page par page) (permet d'afficher le contenu du fichier en une seule fois) find. -name <texte> -print (trouve un fichier dont le nom contient <texte>)
Les commandes usuelles (au terminal) Commandes de gestion de fichiers more <fichier> cat <fichier> (permet d'afficher le contenu du fichier page par page) (permet d'afficher le contenu du fichier en une seule fois) find. -name <texte> -print (trouve un fichier dont le contient "texte") Commande de gestion des processus ps aux : permet de lister les processus actifs. Ces processus sont identifiés par des numéros appelés PID. top : permet de lister tous les processus actifs (interactif) kill <PID> : tue le processus identifié par le numéro <PID>. ATTENTION! Dans de nombreux cas, taper Ctrl-C ou Ctrl-D suffit pour arrêter le processus.
Les commandes usuelles (au terminal) man <nom commande> : (manuel) pour connaître les options d'une commande - pour sortir : "q" touch <nomfichier> : existant (1) crée <nomfichier> s'il n'existe pas déjà (2) modifie la date de modification de <nomfichier> si Papillon:~ xgiraud$ mkdir Essai Papillon:~ xgiraud$ cd Essai/ Papillon:Essai xgiraud$ ls Papillon:Essai xgiraud$ touch toto Papillon:Essai xgiraud$ ls -l total 0 -rw-r--r-- 1 xgiraud staff 0 28 jan 09:36 toto Papillon:Essai xgiraud$ touch toto Papillon:Essai xgiraud$ ls -l total 0 -rw-r--r-- 1 xgiraud staff 0 28 jan 14:38 toto Papillon:Essai xgiraud$