Diversité et unité des langages de programmation
Déjà en 1976 Donald Knuth et Luis Trabb Pardo [1] avaient illustré ces évolutions en analysant et comparant un même algorithme dans plusieurs langages. Nous
Brève histoire des langages de programmation
compilateur nommé A0. Il permet de générer un programme binaire à partir d'un "code source". Alors que le langage Fortran commence à apparaître vers 1955.
Chapitre 1 : Diversité et unité des langages de programmation
de l'évolution des langages de programmation permet ainsi d'illustrer le développement et l'évolution de différentes techniques ainsi que l'émergence de
Lévolution du langage de lenfant - De la difficulté au trouble - Livre
du programme « Santé des enfants et des jeunes » Inpes C. Difficultés de l'évolution du langage : le rôle de l'école. 53 l.
Les troubles de lévolution du langage chez l
https://solidarites-sante.gouv.fr/IMG/pdf/plaquette_troubles-2.pdf
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IFT2035page 1
IFT2035 - Concepts des
langages de programmationCopyright
c?1996-2011 Marc Feeley c?2011 Marc FeeleyIFT2035page 2
Un programme simple(display "Bienvenue au cours IFT2035!\n")Quel langage de programmation?
Que fait ce programme?
c?2011 Marc FeeleyIFT2035page 3
Un programme mystérieux
%!PS /Times-Roman findfont 150 scalefont setfont180 100 moveto
60 rotate
(Bi) show1 0 0 setrgbcolor (en) show
0 1 0 setrgbcolor (ve) show
0 0 1 setrgbcolor (nue) show
showpageQuel langage de programmation?
Que fait ce programme?
c?2011 Marc FeeleyIFT2035page 4
Un programme obscur#define P(X)j=write(1,X,1)#define C 21int M[5000]={2},*u=M,N[5000],R=17,a[4],l[]={0,-1,C-1,-1},m[]={1,-C,-1,C},*b=N,*d=N,c,e,f,g,i,j,k,s;main(){for(M[i=C*R-1]=24;f|d>=b;){c=M[g=i];i=e;for(s=f=0;s<4;s++)if((k=m[s]+g)>=0&&k
Quel langage de programmation?
Que fait ce programme?
c?2011 Marc FeeleyIFT2035page 5
Un programme intelligent
jesuis(X) :- jepense(X). jepense(marc). jepense(line). ?- jesuis(Y).Y = marc ;
Y = line ;
noQuel langage de programmation?
c?2011 Marc FeeleyIFT2035page 6
Langages de programmation
Les langages de programmation jouent un rôle fondamental en informatiqueTout système informatique doit être
réaliséà l'aide d'un
(ou plusieurs) langage(s)Peut-on se contenter d'apprendre
un ou deux langages de programmation? Non!L'industrie utilise plusieurs langages, et il y en a deplus en plus (parfois privés)Certains traitements se font mieux avec certainslangagesLes approches d'un langage peuvent s'appliquer àd'autres
c?2011 Marc FeeleyIFT2035page 7
Aperçu du cours
Il existe un très grand nombre de langages de
programmation ( >2000Les buts du cours sont
1. de vous permettre d'
utiliser la majorité de ces langages efficacement en peu de temps2. d'étudier l'
implantation des langages de programmation C'est possible car les langages partagent beaucoup deconcepts de programmation Des langages représentatifs de ces styles seront utilisés pour étudier les concepts (Scheme
,Prolog ,C, c?2011 Marc FeeleyIFT2035page 8
Évolution:
langage machine (1) =>Débuts (<1955): langage machineSeul langage compris par la machine
L'unité centrale de traitement (UCT) et la mémoire sont séparées; la mémoire contient le programme et les données à traiter ("architecture de Von Neumann" = même mémoire, "architecture Harvard" = mémoires séparées) (disque, réseau, ...) registres add mul UCUCTprogramme
MÉMOIRE
et donnéesR1 R2 R3 R4PÉRIPHÉRIQUES
c?2011 Marc FeeleyIFT2035page 9
Évolution:
langage machine (2) Types d'instructions machine:transfert de donnée entre registres, mémoire et périphériquesarithmétique
(+,×,/, ...) sur entiers de taille fixe (8,16, 32 bits) ou flottants
contrôle
(poursuivre l'exécution à un autre point du programme, conditionnellement ou pas) c?2011 Marc FeeleyIFT2035page 10
Évolution:
langage machine (3)Exemple concret: famille x86 de Intel
CHCXCL
DLDXDH
BP SI DI SP CS DS SS ES GSFS EIPEFlags Flags071531
0xffffffff
0x000fffff
0x00000000
1MB4GB0xffff
0x0000
64KB7 0 7 0
IPCR0..CR3
DR0..DR7
LDTR, IDTR, GDTRTR, TR6, TR7MÉMOIREREGISTRES
Registres à usage général
PORTS E/S
Registres de segment
Source Index
Destination Index
Stack Pointer
Code Segment
Data Segment
Stack Segment
Extra Segment
Instruction Pointer
Processor FlagsAccumulator
Base Register
Count Register
Data Register
Base PointerEAX
EBX ECX EDX EBP ESI EDI ESPAX AH AL BL BXBH c?2011 Marc FeeleyIFT2035page 11
Évolution:
langage machine (4)Les instructions sont
encodées par des chaînes de bits (typiquement des multiples de 8, 16 ou 32 bits) L'UC lit,décode puis exécute les instructions une àuneExemple sur famille x86: additionner 2 entiers
binaire10001011 \
01000101 } lire 1er entier dans registre AX
00001010 /
00000011 \
01000101 } lire 2`eme entier et ajouter`a AX00010100 /
c?2011 Marc FeeleyIFT2035page 12
Évolution:
langage machine (5) À l'origine il fallait entrer le programme binairemanuellement sur le tableau de contrôle:Aujourd'hui c'est le rôle du "
bootloader " du SE c?2011 Marc FeeleyIFT2035page 13
Évolution:
langage machine (6)Avantages:
1. contrôle total sur la machine (accès à toutes les possibilités de la machine ce qui est très utile pour l'implantation d'un SE)2. possibilité d'
exécution rapideDésavantages:
1. inintelligible pour les humains2. le langage
change d'un type de machine à l'autre (il faut donc récrire le programme en entier pour pouvoir l'utiliser sur un autre type de machine) c?2011 Marc FeeleyIFT2035page 14
Évolution:
langage d'assemblage (1) langage d'assemblage ("assembler")Essentiellement une
représentation textuelle symbolique du langage machineOn utilise des
mnémoniques pour nommer les instructions ("mov", "add", ...) et on peut nommer les emplacements mémoire et constantes (avec des identificateurs)Même exemple:
mov X(%ebp),%ax # lire 1er entier dans AX add Y(%ebp),%ax # lire et ajouter 2`eme entier c?2011 Marc FeeleyIFT2035page 15
Évolution:
langage d'assemblage (2) Un peu plus lisible mais on a toujours:codage peu efficace : beaucoup de code à écrire pour faire peu de chosessurcharge intellectuelle
: le programmeur doit être constamment conscient des caractéristiques de la machine (nb. registres, taille des registres et mémoire, irrégularités du jeu d'instruction, organisation des pipelines, etc)Ce sont des
langages de bas-niveau : où il faut s'occuper de détails qui ont plus rapport avec la machine qu'avec le calcul à faire c?2011 Marc FeeleyIFT2035page 16
Évolution:
langages de haut-niveau (1) langage de haut-niveau ("high-level")Langage qui
facilite la tâche de programmation en cachant les détails se rapportant à la machineLes constructions du langage sont
plus proches conceptuellement de la structure du calculMême exemple en C:
X+Y c?2011 Marc FeeleyIFT2035page 17
Évolution:
langages de haut-niveau (2)Exemple en C et assembleur x86
| .textint somme() | .globl somme{ | somme:int s = 0; | xorl %eax,%eaxint i; | xorl %edx,%edx| movl $t,%ecxfor (i=0;i<10;i++) | boucle:s = s + t[i]; | addl (%ecx,%edx,4),%eax| incl %edxreturn s; | cmpl $9,%edx} | jle boucle| ret
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