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Cours informatique

Eléments de programmation en Python


Objectif
    Savoir
  1. Expliquer le r√īle des diff√©rents niveaux de langages informatiques, depuis le binaire jusqu'aux langages de haut niveau
  2. Expliquer l'intérêt des langages de haut niveau
  3. Expliquer la différence de fonctionnement entre un compilateur et un interpréteur
  4. Citer les avantages et les inconvénients des interpréteurs par rapport aux compilateurs
  5. Citer, en donnant des exemples, les différents types de données évoquées dans ce cours en langage Python
  6. Donner les règles pour les noms des variables en Python
  7. Décrire la méthode de travail pour résoudre un problème en informatique
    Savoir faire
  1. Démarrer et arrêter l'interpréteur Python
  2. Utiliser des valeurs entières et des valeurs flottantes
  3. Réaliser des calculs à l'aide de l'interpréteur Python
  4. Exécuter des commandes dans l'interpréteur Python
  5. Utiliser une méthode de travail rigoureuse pour résoudre des problèmes de programmation
  6. Ecrire et exécuter des programmes Python en utilisant la fonction input()
  7. Rendre un programme Python exécutable
     Plan du cours
  1. Le langage et l'interpréteur Python
  2. Les programmes informatiques: de la machine à l'humain
  3. La traduction en langage machine
  4. Types de données en Python
  5. Utilisation des variables
  6. De vrais programmes
  7. La fonction input ()
  8. Mais o√Ļ est donc Python?
     Auteur auteur du cours
Mairesse Yves, enseignant depuis 1980 √† l'Institut des Soeurs de Notre-Dame  √† Anderlecht, est le propri√©taire de ces cours d'informatique. Selon l'auteur est strictement interdit d'en faire un usage commercial et ils sont soumis au contrat Creative Commons que vous pouvez consulter en cliquant sur CC.
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2. Les programmes informatiques: de la machine à l'humain

Les langages d'ordinateurs

Un programme informatique est une liste d'instruction destin√©e √† un ordinateur et dont le but est d'accomplir une t√Ęche donn√©e.

Bah, dans ce cours, il y a aussi plein de listes d'instructions. Chaque fois qu'il y a le logo souris, on a droit à une liste d'instructions. Et ce ne sont pas des programmes, que je sache.

Et pourtant, en quelques sortes, on pourrait dire qu'il s'agit de programmes. A la différence que ceux-ci sont rédigés en français et destinés à des humains.

L'ordinateur est donc capable d'exécuter ces instructions à ma place? Bonne nouvelle! Enfin un peu de repos.

Malheureusement, il y a un petit détail qui bloque tout: l'ordinateur est incapable de comprendre une liste d'instructions rédigées en français courant.

Puisque les ordinateurs ne comprennent pas des listes d'instructions en français, voyons comment on peut se faire comprendre d'eux.

Le problème est un peu technique.

Le langage machine

Les seules informations que puisse stocker un ordinateur sont des séries de 0 et de 1. Les données qu'il peut traiter doivent donc être codées sous cette forme.

Einstein se pose des questionsDe m√™me, les instructions destin√©es aux ordinateurs sont form√©es d'ensembles de 0 et de 1, compr√©hensibles par le processeur. Un programme d'ordinateur se pr√©sente donc comme sur l'illustration ci-dessous :

00110110 11010101 10100011 00111001 10011000 
00100101 01011010 01110110 11011010 10110111 

Dans cette illustration, chaque groupe de 8 bits correspond

  • √† une instruction (copier, additionner, d√©placer,... une donn√©e) ou 
  • √† une donn√©e

On ne peut, bien s√Ľr, donner que des instructions connues de l'ordinateur. Pour programmer, il faut donc savoir quelle s√©rie de bits correspond √† quelle instruction. Ensuite, il faut √™tre capable d'utiliser toutes ces instructions simples pour r√©aliser des t√Ęches complexes.

Si je comprends bien, programmer, c'est apprendre à faire des choses très complexes à un idiot de première catégorie?

Ce n'est pas tout à fait faux. C'est un exercice dans lequel il faut être intelligent à la place de l'ordinateur.

Les premiers ordinateurs se programmaient dans ce langage : le langage binaire encore appel√© langage machine.

L'assembleur et les langages de haut niveau

Un peu de code assembleurOn a vite trouv√© qu'il serait plus facile d'√©crire les programmes dans des langages plus simples √† comprendre pour l'√™tre humain. 

L'assembleur

Le premier langage invent√© fut l'assembleur qui permet de repr√©senter les instructions connues du processeur par des mots tr√®s courts (add, mov,...). L'avantage est qu'il ne faut plus conna√ģtre les instructions du processeur en termes de 0 et de 1.

Ah oui, superbe id√©e! Mais, en attendant, l'ordinateur attend toujours sa p√Ęt√©e de 0 et de 1. Et rien d'autre. Ou alors, je n'ai rien compris √† ce qui est indiqu√© un peu plus haut.

C'est bien correct, l'ordinateur attend bien des 0 et des 1. Et rien d'autre.
On va donc embaucher un traducteur. Et le traducteur sera simplement... un ordinateur.

assembleur vers langage machine

Dans ce processus, l'ordinateur est muni d'un programme appelé compilateur dont le but est de traduire les instructions écrites en assembleur vers le langage machine composé de 0 et de 1.

Quand la traduction est terminée, le code binaire obtenu peut éventuellement être enregistré, confié à un autre ordinateur et exécuté.

On ne peut qu'appr√©cier le progr√®s. Mais, pour ma part, je trouve que cela ressemble fort √† du martien, ce code "assembleur". Je me demande si je ne vais pas √©tudier la philosophie plut√īt que la programmation...

La philosophie est une belle discipline. Mais les progrès ne se sont pas arrêtés au langage assembleur. Il existe des langages "de haut niveau" qui sont un peu plus proches du langage humain.

Les langages de haut niveau

Dans les langages de haut niveau, on permet au programmeur de donner des instructions qui sont plus complexes que celles du langage machine. Du type "calcule la racine cubique du nombre qui se trouve dans telle case de la mémoire".

A nouveau, il faut disposer d'un programme capable de transformer ces instructions "complexes" en code binaire, compréhensible par l'ordinateur.

  • L'avantage des langages de haut niveau pour le programmeur est que le texte des programmes est plus facile √† comprendre.
  • En contre-partie, il est n√©cessaire qu'un ordinateur intervienne pour les traduire en langage machine.

Quelques exemples

Un programme qui √©crit ¬ę Salut tout le monde ¬Ľ √† l'√©cran

En langage C

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
printf("Salut tout le monde!\n");
return EXIT_SUCCESS;
}

En langage Pascal

Program salut ;
Begin
Writeln ('Salut tout le monde') ;
End.

En langage Python

#! /usr/bin/python
print "Salut tout le monde"

D'autres exemples de langages informatique sont illustrés dans l'encyclopédie Wikipedia. Vérifie, pour quelques langages, qu'il s'agit bien d'un moyen terme entre le langage humain et un langage de machine (vois les rubriques Smalltalk, Perl, C++, Cobol,...).
sourisUn ordinateur qui sort de la cha√ģne de fabrication comprend
Uniquement l'anglais
Uniquement les langages informatique de haut niveau
Uniquement le code binaire
Uniquement l'assembleur
sourisLe programme qui permet à un ordinateur de traduire un langage de haut niveau en code binaire est
Un assembleur
Un interpréteur ou un compilateur
Un traitement de textes
sourisL'avantage des langages informatiques de haut niveau est que
On n'a plus besoin de conna√ģtre le langage machine pour composer un programme
On n'a plus besoin d'ordinateur pour exécuter les programmes
Il suffit, gr√Ęce √† eux, d'√©crire des programmes en code binaire
Il n'y a aucun avantage
sourisLa traduction des programmes écrits en langage de haut niveau vers le code binaire est réalisée par
Personne: il n'y a aucune traduction à réaliser
Des employés spécialisés dans les firmes de développement de logiciels
Un ordinateur muni d'un programme spécialisé
Le premier ordinateur venu
sourisLes langages informatiques de haut niveau sont utilisés pour
simplifier le travail des programmeurs
simplifier le travail des ordinateurs
rendre compréhensible le travail des ordinateurs
sourisLe langage directement compr√©hensible par les ordinateurs est :
le code binaire
les langages de haut niveau comme Pascal ou Basic
l'assembleur

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