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Introduction ` a la programmation en Python Thierry Lecroq Universit´ e de Roue

Introduction ` a la programmation en Python Thierry Lecroq Universit´ e de Rouen FRANCE Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 1 / 88 Plan du cours 1 G´ en´ eralit´ es sur le traitement de l’information 2 Programmation en Python Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 2 / 88 R´ ef´ erences G´ erard Swinnen, Apprendre ` a programmer avec Python, 2e´ edition, O’Reilly, 2005. Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 3 / 88 Plan 1 G´ en´ eralit´ es sur le traitement de l’information 2 Programmation en Python Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 4 / 88 G´ en´ eralit´ es sur le traitement de l’information Les ordinateurs sont utilis´ es pour le traitement d’informations ; le stockage d’informations. Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 5 / 88 G´ en´ eralit´ es sur le traitement de l’information (2) Le sch´ ema global d’une application informatique est toujours le mˆ eme : r´ eception traitement des ´ emission = ⇒ = ⇒ d’informations informations d’informations d´ eduites Exemple r´ eception de somme de ces n valeurs ´ emission de la n valeurs = ⇒ et division = ⇒ moyenne num´ eriques du r´ esultat par n arithm´ etique Tout traitement demand´ e ` a la machine, par l’utilisateur, se traduit par l’ex´ ecution s´ equenc´ ee d’op´ erations (instructions). Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 6 / 88 La notion de programme Donn´ ees = ⇒ Programme = ⇒ R´ esultats Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 7 / 88 Organisation mat´ erielle Vue externe d’un micro-ordinateur. Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 8 / 88 Organisation mat´ erielle architecture conceptuelle d’un ordinateur. Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 9 / 88 L’unit´ e centrale Elle contient le ou les micro-processeurs. unit´ e arithm´ etique et logique ; unit´ e de commande ; m´ emoire centrale ; bus ; horloge. Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 10 / 88 L’unit´ e arithm´ etique et logique unit´ e de traitement arithm´ etique ; unit´ e de traitement logique ; registres. Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 11 / 88 L’unit´ e de commande coordonne l’ensemble des tˆ aches ; est en relation avec la m´ emoire principale ; est associ´ ee au registre ` a instruction. Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 12 / 88 La m´ emoire centrale La m´ emoire centrale est directement reli´ ee ` a l’unit´ e centrale et contient le ou les programmes ` a ex´ ecuter. Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 13 / 88 L’organisation de la m´ emoire plus petite information : bit (contraction de binary digit) 0 ou 1 Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 14 / 88 L’organisation de la m´ emoire (2) On a l’habitude de regrouper les bits : par groupe de 8 bits : octet (byte) 27 26 25 24 23 22 21 20 7 6 5 4 3 2 1 0 Le bit en position 0 est le bit de poids faible et le bit en position 7 est le bit de poids fort. en mots m´ emoires. La taille d’un mot m´ emoire est g´ en´ eralement une puissance de 2, cela correspond ` a la taille du bus. Cette taille varie suivant les machines et les constructeurs. Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 15 / 88 La taille des m´ emoires kilooctet : 1 ko = 1 024 (210 ≈103) octets ; m´ egaoctet : 1 Mo = 1 048 576 (220 ≈106) octets ; gigaoctet : 1 Go = 1 073 742 824 (230 ≈109) octets ; Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 16 / 88 Les diﬀ´ erents types de m´ emoire RAM (Random Access Memory) ; ROM (Read Only Memory). Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 17 / 88 Le bus cable ´ electrique ; transporte les donn´ ees d’un organe vers un ou plusieurs autres ; compos´ e de plusieurs ﬁls ; chaque ﬁl transporte une information qui peut prendre deux valeurs : 0 ou 1. Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 18 / 88 L’horloge cadence la communication ` a l’int´ erieur de l’ordinateur. Exemple Consid´ erons l’op´ eration qui consiste ` a amener une donn´ ee de la m´ emoire jusqu’au processeur : 1 le processeur place, sur le bus, le num´ ero (adresse) de la case dans laquelle se trouve la donn´ ee ; 2 le co-processeur gestionnaire de la RAM prend ce num´ ero sur le bus ; 3 le co-processeur gestionnaire de la RAM lit le contenu de la case dont il vient de recevoir l’adresse, et le place sur le bus ; 4 le processeur r´ ecup` ere la donn´ ee sur le bus. Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 19 / 88 L’horloge (suite) En g´ en´ eral, la cadence de l’horloge est donn´ ee en GHz (gigahertz). On parle, par exemple, d’ordinateurs 1, 5 GHz, ce qui signiﬁe que la dur´ ee d’un cycle est de 1 1 500 000 000 seconde soit 0, 0006 µ-seconde. Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 20 / 88 Les organes d’entr´ ees/sorties (E/S ou I/O) les unit´ es de visualisation (visuel, visu, moniteur) ; le clavier (keyboard), la souris (mouse), le crayon optique ; les imprimantes (printers), les traceurs de courbes ; les modems (modulateur–d´ emodulateur) ; un robot, l’alarme de sa maison, un feu tricolore, . . . disques durs ; lecteurs de disquettes ; supports de m´ emoire amovibles (stick USB) ; lecteurs/graveurs de CD-ROM, DVD-ROM ; lecteurs de bandes magn´ etiques. Des processeurs sp´ ecialis´ es (co-processeurs) sont associ´ es ` a chaque p´ eriph´ erique. Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 21 / 88 Les syst` emes d’exploitation des ordinateurs Les principales fonctions d’un syst` eme d’exploitation sont : la gestion et la conservation des informations par l’interm´ ediaire d’un syst` eme de ﬁchiers ; la gestion de l’ensemble des ressources (processeurs, m´ emoires, registres, imprimantes, ...) permettant l’ex´ ecution d’un programme ; fournir ` a l’utilisateur un langage de commande facile et eﬃcace. Exemple Unix, Windows, Linux, MacOS, BeOS, . . . Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 22 / 88 Les diﬀ´ erents types de syst` emes d’exploitation mono-tˆ ache ; multi-tˆ ache ; mono-utilisateur ; multi-utilisateur. Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 23 / 88 Multim´ edia et hypertexte un ordinateur est multim´ edia s’il peut stocker et traiter des textes, des sons, des images ﬁxes et des images vid´ eos ; un document hypertexte est constitu´ e par un ensemble de pages (ﬁchiers) reli´ ees par des liens (renvois) plac´ es dans le texte. Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 24 / 88 R´ eseaux Permettent de connecter plusieurs ordinateurs entre eux. On peut distinguer au moins deux types de r´ eseaux : les r´ eseaux locaux permettent de relier des ordinateurs dans un mˆ eme lieu ` a l’aide de cˆ ables ou liaisons optiques ; les r´ eseaux distants permettent de relier des ordinateurs distants ` a l’aide de liaison t´ el´ ephoniques, satellites, . . . Int´ erˆ ets partage des ressources et des logiciels ; communication ; transfert d’informations. Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 25 / 88 Internet le r´ eseau des r´ eseaux ; les ordinateurs du monde entier sont connect´ es entre eux ` a l’aide de cˆ ables, de lignes t´ el´ ephoniques et de satellites. Des logiciels sp´ eciﬁques permettent d’acc´ eder aux services principaux : l’acc` es distant (telnet, ssh) ; la messagerie ´ electronique (mail) ; le transfert d’informations (ftp, sftp) ; la consultation de forums (news) ; la consultation de la Toile (Web ou WWW) Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 26 / 88 WWW La Toile (ou World Wide Web ou Web) est constitu´ ee par un ensemble d’informations multim´ edia contenant du texte, des images, des vid´ eos, des sons, . . . Les logiciels permettant de surfer sur la Toile sont appel´ es des navigateurs (browsers). Les principaux sont Mozilla et Internet Explorer. Le langage principal d’´ ecriture de pages Web est HTML (Hyper Text Mark-up Language). Il existe des moteurs de recherche (AltaVista, Google, Kartoo, Yahoo, . . .) pour rapidement localiser des informations ` a partir de mots cl´ es. Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 27 / 88 La notion d’algorithme Pour r´ esoudre un probl` eme de mani` ere informatique il y a un cheminement m´ ethodique ` a respecter : ´ Enonc´ e Programme Probl` eme → → Algo → → R´ esultats algo (instructions) Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 28 / 88 La notion d’algorithme (2) Algorithme description formelle d’un proc´ ed´ e de traitement qui permet ` a partir d’un ensemble d’informations initiales d’obtenir des informations d´ eduites ; succession ﬁnie et non ambigu¨ e d’op´ erations clairement pos´ ee ; se termine donc toujours. Programme suite d’instructions d´ eﬁnies dans un langage donn´ e ; d´ ecrit un algorithme. Thierry Lecroq (Univ. Rouen) Informatique 29 / 88 La programmation langage machine : directement compr´ ehensible par la machine ; langage d’assemblage (ou assembleur) : tr` es facilement traduisible pour ˆ etre compris par la machine ; langage de programmation : doit ˆ uploads/Science et Technologie/ python-pdf.pdf