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Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Universit

Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Universite des sciences et de la technologie Mohamed Boudiaf (Oran) Faculté : Génie Mécanique Département : Génie Maritime Par Dr. Nateche tahar Année Universitaire 2016-2017 Cours Travaux dirigés Travaux pratiques SUPPORT DE COURS EN INFORMATIQUE O2 Algorithmique et programmation Table des Matières Introduction Générale………………………………………………………………………………………………………. Leçon 1 : Généralités sur l’Algorithmique 1.1 Ordinateur et programmation………………………………………………………………………………… 1.2 Définitions et unités de mesure……………………………………………………………………………… 1.3 Algorithmes …………………………………………………………………………………………………………………. 1.4 Langage de programmation……………………………………………………………………………………….. 1.5 Structure d'un fichier Fortran………………………………………………………………………………… 1.6 Le Codage ……………………………………………………………………………………………………………………… 1.7 Les variables et les constantes………………………………………………………………………………… 1.8 Opérandes et operateurs…………………………………………………………………………………………… 1.9 L'instruction d'affectation………………………………………………………………………………………… 1.10 Les notions de lecture et d’écriture……………………………………………………………………. Travaux Dirigés 1- Généralités sur l’Algorithmique…………………………………………………. Solutions des exercices ……………………………………………………………………………………………………. Travaux Pratiques 1- Généralités sur l’Algorithmique……………………………………………… Solutions des exercices……………………………………………………………………………………………………… Leçon 2 : Les opérations de lecture et d’écriture 2.1 Introduction…………………………………………………………………………………………………………………… 2.2 Syntaxe générale…………………………………………………………………………………………………………. 2.3 Entrées-sorties standards : Ecriture en format libre……………………………………… 2.4 Entrées-sorties standards : Lecture en format libre……………………………………… 2.4 Les formats……………………………………………………………………………………………………………………. 2.5 Les fichiers……………………………………………………………………………………………………………………. Travaux Dirigés 2- Les opérations de lecture et d’écriture …..…………………………. Solutions des exercices ……………………………………………………………………………………………………. Travaux Pratiques 2- Les opérations de lecture et d’écriture …………………………… Solutions des exercices……………………………………………………………………………………………………… Leçon 3 : Les structures itératives 3.1 Définition……………………………………………………………………………………………………………………….. 3.2 La boucle « POUR »………………………………………………………………………………………………….. 3.3 La boucle TANT QUE……………………………………………………………………………………………….. 3.4 La boucle REPETER ... JUSQUA ... …………………………………………………………………… Travaux Dirigés 3- Les structures itératives ……………………………..…………………………. Solutions des exercices ……………………………………………………………………………………………………. Travaux Pratiques 3- Les structures itératives…………………………. …………………………… Solutions des exercices……………………………………………………………………………………………………… 1 2 2 2 4 5 6 7 12 13 14 15 16 19 21 23 23 24 24 25 26 28 29 31 32 34 34 35 37 39 40 43 44 Leçon 4 : Structures de contrôle conditionnel 4.1 Introduction…………………………………………………………………………………………………………………… 4.2 Expression logique………………………………………………………………………………………………………… 4.3 Evaluation d'une expression logique………………………………………………………………………… 4.4 Tableaux d'évaluations………………………………………………………………………………………………… 4.4 Test alternatif simple………………………………………………………………………………………………… 4.5 Test alternatif double………………………………………………………………………………………………… 4.6 TESTS IMBRIQUES…………………………………………………………………………………………………………. Travaux Dirigés 4- Structures de contrôle conditionnel ………………………………………. Solutions des exercices ……………………………………………………………………………………………………. Travaux Pratiques 4- Structures de contrôle conditionnel ………………………………… Solutions des exercices……………………………………………………………………………………………………… Leçon 5: Les tableaux 5.1 Définition………………………………………………………………………………………………………………………… 5.2 Déclaration des tableaux………………………………………………………………………………………….. 5.3 Terminologie des tableaux……………………………………………………………………………………….. 5.4 Manipulation d’un tableau………………………………………………………………………………………….. 5.5 Tri d’un tableau……………………………………………………………………………………………………………. Travaux Dirigés 5- Les tableaux …………………………………………………………………………………. Solutions des exercices ……………………………………………………………………………………………………. Travaux Pratiques 5- Les tableaux ……………………………….……………………………………………… Solutions des exercices……………………………………………………………………………………………………… 46 46 46 47 48 49 52 55 56 60 61 65 65 66 66 68 72 74 77 78 Introduction 1 Introduction Ce polycopie est le fruit d'une expérience dans le domaine de l'algorithmique et de la programmation Il constitue un support de cours pour des étudiants n'ayant aucune connaissance en programmation. Il est aussi destiné à des étudiants ayant déjà une première expérience en programmation et qui veulent connaître davantage sur l'art de la programmation. On trouvera l'ensemble des questions posées aux différents examens écrits depuis que le cours d'Informatique est devenu obligatoire pour la majorité des sections de la Faculté de génie mécanique. Les exercices proprement dits sont ceux repris dans l'application "Le langage Fortran" qui se trouve à disposition sur les ordinateurs de la salle de travaux pratiques. Pour ces exercices, nous donnons tout d'abord l'ensemble des énoncés pour permettre aux étudiant(e)s d'y réfléchir, de tenter de les résoudrai sans être influencés par la lecture des solutions proposées. Toutefois, pour faciliter la lecture, nous redonnons l'énoncé avant chaque solution; celle-ci reprend non seulement l'algorithme mais aussi le programme Fortran correspondant avec éventuellement une ou des variantes et également les données nécessaires à son exécution. Toutes les solutions proposées ne sont pas commentées autant que nous l'aurions voulu! On soumettra toutes les solutions proposées à une critique attentive. Nous accueillerons volontiers les remarques, corrections que les lecteurs voudront bien formuler. La première partie de la polycopie traite les notions fondamentales de l’algorithmique : types de base, instructions simples, etc. La seconde partie est consacrée aux instructions de lecture et d’écriture et les formats de conversion des données. La deuxième et la troisième partie sont consacrées aux structures de contrôle itératives et conditionnelles. Elles sont structurées de manière à fournir à l’étudiant les bases de la programmation en Fortran afin que ce dernier puisse maitriser pour les applications au calcul scientifique. Les notions des tableaux, fait l’objet de la dernière partie, elle constitue l’atout important de la programmation en fortran avec l’introduction des notations matricielles et des fonctions intrinsèques manipulant les tableaux multidimensionnels. Pour terminer, la polycopie contient environ une centaine d’exercices souvent conçus comme une application du cours à des situations de la vie professionnelle. La solution proposée à chaque exercice n’est pas unique et dans plusieurs cas elle n’est optimale car on a toujours privilégié l’apport pédagogique et la simplicité. Leçon 1 : Généralités sur l’Algorithmique Leçon 1 : Généralités sur l’Algorithmique 2 Leçon 1 : Généralités sur l’Algorithmique Objectifs - Connaître le vocabulaire de base en programmation - Comprendre la démarche de programmation 1.1 Ordinateur et programmation L'informatique intervient aujourd'hui dans de nombreux secteurs d'activité. Parmi les applications courantes on peut citer la bureautique, la gestion, le calcul scientifique, la communication, l'accès à des ressources d'information (au travers d'internet en particulier), le multimédia, les jeux etc. Ces applications ne sont possibles que grâce à un ordinateur. Cependant, l'ordinateur seul ne suffit pas. Pour chaque application, il est nécessaire de lui fournir un logiciel (ou programme) adapté. La programmation est donc une activité fondamentale en informatique. La programmation peut être vue comme l'art de déterminer un algorithme (une démarche) pour résoudre un problème et d'exprimer cet algorithme au moyen d'un langage de programmation. 1.2 Définitions et unités de mesure Un bit (binary digit) est un élément binaire. Sa valeur est donc 0 ou 1. Un octet (ou byte) est un ensemble de 8 bits. Les longueurs couramment utilisées sont des ensembles de 16, 32 ou 64 bits. Un kilo-octet (abréviation : Ko) correspond à 1024 bits, soit 210 bits. Un méga-octet (Mo) correspond à 1024 Ko, soit 210 Ko. Un giga-octet (Go) est un ensemble de 1024 Mo, soit 210 Mo. Ces unités de mesures sont fréquemment utilisées pour indiquer des tailles (ou capacités) de mémoires. 1.3 Algorithmes 1.3.1 Définition L’algorithmique est un terme d’origine arabe, composé d’une suite d’instructions élémentaires, qui une fois exécutée correctement, conduit à un résultat donné. 1.3.2 Représentation graphique ou organigramme La représentation graphique permet une lecture aisée des algorithmes mais présente toutefois l’inconvénient de consommer une place importante. Les opérations dans un organigramme sont représentées par les symboles dont les formes sont normalisées. Ces Leçon 1 : Généralités sur l’Algorithmique 3 symboles sont reliés entre eux par des lignes fléchées qui indiquent le chemin. C'est ainsi qu'on a: Exemple : Créer un algorithme pour calculer la moyenne de 3 notes. Solution : Algo moyenne Variables note, moyenne : entier Début Ecrire (entrer les notes) Lire (note1, note2, note3) Moyenne= (note1+note2+note3)/3 Ecrire (la moyenne est :, moyenne) Fin utilisé pour représenter des tests est utilisé pour le debut et fin est utilisé pour la lecture et l'affic est utilisé pour les calculs debut Variables note, moyenne : entier entrer les notes note1, note2, note3 Moyenne= (note1+note2+note3)/3 La moyenne est :, moyenne Fin Leçon 1 : Généralités sur l’Algorithmique 4 1.3.3 Les étapes de résolution d’un problème 1. Comprendre l’énoncé du problème 2. Décomposer le problème en sous-problèmes plus simple à résoudre 3. Associer à chaque sous problème, une spécification : - Les données nécessaires - Les données résultantes - La démarche à suivre pour arriver au résultat en partant d’un ensemble de données. 4. Elaboration d'un algorithme. 1.4 Langage de programmation Il existe de nombreux langages de programmation : C, C++, Java, Basic, Pascal, Fortran, ... Le langage Fortran est utilisé dans ce cours en raison de son caractère pédagogique. Exemple : Ecrire et exécuter le programme fortran qui demande à l’utilisateur d’entrer la largeur et la longueur et afficher la surface (S) et le périmètre (P) d’un rectangle Solution : Algorithme : Algo rectangle Début Variables largeur, longueur, S, P : réel Ecrire (entrer la largeur) Lire (largeur) Ecrire (entrer la longueur) Lire (longueur) S = largeur*longueur P = 2*(largeur+longueur) Ecrire (la surface d’un rectangle est :), S Ecrire (le périmètre d’un rectangle est :), P Fin Programme fortran : program rectangle real largeur, longueur, S, P write(*,*)’ entrer la largeur’ read(*,*) largeur Leçon 1 : Généralités sur l’Algorithmique 5 write(*,*)’ entrer la longueur’ read(*,*) longueur S = largeur*longueur P = 2*(largeur+longueur) write(*,*)’la surface d’un rectangle est :’, S write(*,*)’le périmètre d’un rectangle est :’, P Fin Exécution du programme : entrer la largeur 5  entrer la longueur 10  la surface d’un rectangle est : 50 le périmètre d’un rectangle est : 30 Etat de l’écran Etat de la mémoire 1.5 Structure d'un fichier Fortran Le fichier fortran doit posséder un suffixe .for pour être reconnu par le compilateur (par exemple : perim.for). La ligne comprend 80 caractères. Elle comprend plusieurs zones (1-5 type, 6 suite, 7-72 ordre fortran, 73-80 identification) Les colonnes 1 à 5 contiennent le type: Si la colonne 1 contient un C, cette ligne est ignorée par le programme, cela vous permet de mettre des commentaires pour faciliter la lecture de uploads/Ingenierie_Lourd/ cour-info.pdf