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Ce livre sur l’algorithmique s’adresse à toute personne désireuse de maîtriser

Ce livre sur l’algorithmique s’adresse à toute personne désireuse de maîtriser les bases essentielles de la programmation. Pour apprendre à programmer, il faut d’abord comprendre ce qu’est vraiment un ordinateur, comment il fonctionne et surtout comment il peut faire fonctionner des programmes, comment il manipule et stocke les données et les instructions, quelle est sa logique. Alors, au fur et à mesure, le reste devient évidence : variables, tests, conditions, boucles, tableaux, fonctions, fichiers, jusqu’aux notions avancées comme les pointeurs et les objets. Dans ce livre, le langage algorithmique (ou la syntaxe du pseudo-code des algorithmes) reprend celui couramment utilisé dans les écoles d’informatique et dans les formations comme les BTS, DUT, classes préparatoires, premières années d’ingénierie à qui ce livre est en partie destiné et conseillé. Une fois les notions de base acquises, le lecteur trouvera dans ce livre de quoi évoluer vers des notions plus avancées : deux chapitres, l’un sur les pointeurs et les références, l’autre sur les objets, ouvrent les portes de la programmation dans des langages évolués et puissants comme le C, le C++, JAVA et PHP. La plupart des algorithmes de ce livre sont traduits en PHP et les sources, directement utilisables, sont disponibles en téléchargement sur cette page. Ce livre numérique a été conçu et est diffusé dans le respect des droits d’auteur. Toutes les marques citées ont été déposées par leur éditeur respectif. La loi du 11 Mars 1957 n’autorisant aux termes des alinéas 2 et 3 de l’article 41, d’une part, que les “copies ou reproductions strictement réservées à l’usage privé du copiste et non destinées à une utilisation collective”, et, d’autre part, que les analyses et les courtes citations dans un but d’exemple et d’illustration, “toute représentation ou reproduction intégrale, ou partielle, faite sans le consentement de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayant cause, est illicite” (alinéa 1er de l’article 40). Cette représentation ou reproduction, par quelque procédé que ce soit, constituerait donc une contrefaçon sanctionnée par les articles 425 et suivants du Code Pénal. Copyright Editions ENI Algorithmique Techniques fondamentales de programmation (exemples en PHP) Sébastien ROHAUT Résumé L'auteur Sébastien ROHAUT a débuté comme Ingénieur de développement en C++. Aujourd’hui Ingénieur Système il intervient sur des missions régulières pour de grands comptes et continue d’enseigner le développement à des classes d’ingénieur et masters MTIC. - 1 - © ENI Editions - All rigths reserved Introduction Pourquoi apprendre à programmer ? Avezvous, comme l’auteur, disposé au début de la microinformatique d’un ordinateur où il fallait programmer soimême des jeux ou outils, ou saisir des dizaines de pages de lignes de programmation ? Avezvous besoin, durant vos études, de maîtriser les techniques fondamentales de programmation pour passer votre diplôme? Êtesvous un professionnel ou un autodidacte passionné qui veut encore en savoir davantage ? Estce une nouvelle étape de votre carrière professionnelle où n’étant pas informaticien vous êtes amené à programmer des macros ou des scripts complexes ? Quelle raison encore trouver ? Si vous répondez oui à l’une des ces questions, mais aussi aux dizaines d’autres qu’il serait possible de poser, alors oui, vous devez apprendre à programmer. Apprendre à programmer, c’est enfin savoir comment font les autres pour créer de superbes logiciels, c’est savoir à terme comment les créer soimême et les développer. Comment apprendre à programmer ? On ne s’improvise pas programmeur. C’est un métier et comme tout métier, cela s’apprend. Dans les écoles, des professeurs enseignants pour des classes de BTS, DUT, DEUG, classes préparatoires, etc., sont spécialisés dans l’apprentissage des notions fondamentales de programmation. Les autodidactes se plongent dans des livres, des sites Internet, dans la documentation en ligne des langages, pour apprendre ces notions. L’ensemble de ces notions c’est l’algorithmique. Ce livre reprend les notions essentielles, fondamentales, de la programmation. Pour apprendre à programmer, il faut d’abord comprendre ce qu’est vraiment un ordinateur, comment il fonctionne et surtout comment il peut faire fonctionner des programmes, comment il manipule et stocke les données et les instructions, quelle est sa logique. Alors, au fur et à mesure, le reste coule de source comme une évidence : variables, tests, conditions, boucles, tableaux, fonctions, fichiers, jusqu’aux notions avancées comme les pointeurs et les objets. Le formalisme algorithmique, (la syntaxe du langage algorithmique ou pseudocode) reprend celui couramment utilisé dans les écoles d’informatique et dans les formations comme les BTS, DUT, premières années d’ingénierie, à qui ce livre est en partie destiné et conseillé. Il existe plusieurs variantes utilisées, selon le professeur, le langage d’origine. Celui présenté ici a l’avantage d’être dans un français très explicite "tant que, jusqu’à, pour chaque, afficher, saisir, etc.". Leur lecture ne nécessite aucune connaissance préalable de termes trop techniques. Ce livre ne fait pas qu’aborder les notions basiques. Deux chapitres, l’un sur les pointeurs et les références, l’autre sur les objets, ouvrent les portes de la programmation dans des langages évolués et puissants comme le C, le C++, Java et PHP. D’ailleurs, presque tous les algorithmes de ce livre sont implémentés en PHP. Les sources directement utilisables sont disponibles en téléchargement sur le site des Éditions ENI. - 1 - © ENI Editions - All rigths reserved Les fondements de l’informatique 1. Architecture de Von Neumann Un ordinateur est un ensemble de circuits électroniques permettant de manipuler des informations qu’on appelle des données et capable de faire "tourner" des programmes, c’estàdire une suite ou séquence d’instructions programmées à l’avance et qu’il va dérouler du début à la fin dans le but d’obtenir des résultats. Pour comprendre comment un ordinateur peut dérouler un programme, il faut étudier un peu plus en détail son fonctionnement. C’est Von Neumann qui a défini en 1944 l’architecture des ordinateurs modernes encore largement utilisée aujourd’hui (avec des variantes cependant). L’architecture de Von Neumann (issue des travaux de Turing dont il sera question plus loin) décompose l’ordinateur en quatre parties distinctes : G L’Unité Arithmétique et Logique UAL (ALU en anglais) est l’organe de l’ordinateur qui exécute les calculs : additions, soustractions, multiplications, divisions, modulos, gestion des signes (positif, négatif), opérations logiques (booléenne), comparaisons, parfois rotations et décalages de valeurs (toujours dans le cadre d’une logique booléenne). Il existe des UAL spécialisées dans les nombres à virgule flottante, d’autres dans des traitements complexes comme les logarithmes, les inversions, les racines, les vecteurs, les calculs trigonométriques, etc. Certaines documentations lui rajoutent quelques registres (petites cases mémoires intégrées à l’UAL) et lui donnent le nom de processeur (CPU). G L‘Unité de Contrôle UC (CU en anglais), à ne pas confondre avec Unité Centrale, contrôle le séquençage des opérations, autrement dit le déroulement du programme. Elle prend ses instructions dans la mémoire et donne ses ordres à l’UAL. Les résultats retournés peuvent influer sur le séquençage. L’UC passe alors à l’instruction suivante ou à une autre instruction telle que le programme lui ordonne d’effectuer. G La mémoire peut être décrite comme une suite de petites cases numérotées, chaque case pouvant contenir une petite information (petite dans le sens où la taille de chaque case est fixe). Cette information peut être une instruction ou un morceau d’instruction du programme (une instruction peut occuper plusieurs cases) ou une donnée (nombre, caractère, ou morceau de ceuxci). C’est l’UC qui a comme rôle central de contrôler l’accès à la mémoire pour le programme et les données. Chaque numéro de case est appelé une adresse. Pour accéder à la mémoire, il suffit de connaître son adresse. Les instructions du programme pour l’UC et les données pour l’UAL sont placées dans des zones différentes de la même mémoire physique. G Les Entrées/Sorties E/S (I/O en anglais) permettent de communiquer avec le monde extérieur et donc vous : ce peut être un clavier pour entrer les données, et un écran pour afficher les résultats. Il permet à l’ordinateur d’être interactif. Les instructions du programme sont présentes dans la mémoire. L’unité de contrôle va prendre la première instruction du programme et l’exécuter. Si l’instruction est par exemple d’additionner deux nombres, elle va demander à l’UAL de prendre ces deux nombres en mémoire et de les additionner et éventuellement de placer le résultat dans une nouvelle case. Puis l’UC passe à l’instruction suivante. Si elle consiste à afficher ce résultat, alors l’UC va lire le contenu de la mémoire à l’adresse où est placé le résultat, puis va envoyer le résultat via le composant d’E/S adéquat. Et ainsi de suite. Au final le déroulement d’un programme au sein de l’ordinateur est le suivant : G l’UC extrait une instruction de la mémoire, G analyse l’instruction, G recherche en mémoire les données concernées par l’instruction, G déclenche l’opération adéquate sur l’ALU ou l’E/S, G range le résultat dans la mémoire. Von Neumann, père des ordinateurs actuels Si vous ouvrez le capot de votre ordinateur, vous y verrez une grande quantité de cartes, composants, câbles, et même des organes mécaniques (lecteurs de disques durs, cd et disquette). Un programme que vous allez écrire et dérouler ne s’exécute pourtant que dans un seul endroit : le microprocesseur. Le microprocesseur de votre ordinateur est une puce uploads/Litterature/ algorithmique-techniques-fondamentales-de-programmation-avec-des-exemples-en-php.pdf