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langages de programmation le langage C permet au programmeur de gérer la mémoire de la manière qu'il aurait choisie s'il avait utilisé l'assembleur Les langages comme le Java et le Perl permettent au programmeur de ne pas avoir à se soucier de l'allocation de la mémoire et des pointeurs

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INTRODUCTION AU LANGAGE C ETAPES DE CONSTRUCTION D’UN PROGRAMME • Édition du programme source • Prog c • Compilation du programme source • Prog obj : fichier binaire • Editions de liens • Prog exe : le code machine des fonctions-bibliothèque est chargé • Exécution du programme • Prog MAP -UNS 55 INTRODUCTION AU LANGAGE C

Quel langage pour la programmation?

Introduction à la programmation (Langage Scheme – TME – L1) Atelier de Recherche Encadré (Langage Python – TME – L1) Informatique (Langage C – TD/TME – ISUP 1)

Quels sont les avantages d’un language de programmation ?

Un Language de Programmation (Frameworks) permet de communiquer avec un ordinateur et de concevoir des programmes informatiques. Il est composé d’un alphabet, d’un vocabulaire, de règles de grammaire et de significations, comme une langue naturelle.

Comment fonctionne un langage interprété ?

Voici ces 2 grands modes de fonctionnement : C’est quoi un langage interprété ? Un langage interprété est un langage ou chaque ligne d’instruction est lue et traduite pour être exécutée. Pour que cela fonctionne, l’interpréteur doit avoir accès au code source.

Introduction a la Programmation des Algorithmes

1.2. Introduction { Langages de programmation

Francois Fleuret

https://fleuret.org/11x001/\D'une maniere similaire a une langue naturelle, un langage de programmation

est compose d'un alphabet, d'un vocabulaire, de regles de grammaire, de signications, mais aussi d'un environnement de traduction cense rendre sa syntaxe comprehensible par la machine." (Wikipedia)

Francois Fleuret Introduction a la Programmation des Algorithmes / 1.2. Introduction { Langages de programmation 1 / 27

Langages naturels

Francais.

Anglais-US.

Langage SMS.Langages formels

Description de parties d'echecs.

Notation mathematique.

Langage HTML.

Langages de programmation.Francois Fleuret Introduction a la Programmation des Algorithmes / 1.2. Introduction { Langages de programmation 2 / 27

Lexique:ensemble des symboles et termes acceptables (Vocabulaire). Syntaxe:ensemble des regles denissant la construction coherentes de programmes (Grammaire). Semantique:ensemble des regles permettant d'associer un sens a une expression (Signication).

Francois Fleuret Introduction a la Programmation des Algorithmes / 1.2. Introduction { Langages de programmation 3 / 27

Un ordinateur manipule des informationssans reference au sens qu'elles peuvent avoir.

Par exemple:

calculer le resultat d'un vote sans information sur le but du vote, realiser un dessin/une gure sans information sur sa signication,

rechercher des mots dans un texte sans en comprendre la langue.Attribuer un sens a des donnees est complexe philosophiquement et

techniquement. L'IA moderne repond en partie a cette question.

Francois Fleuret Introduction a la Programmation des Algorithmes / 1.2. Introduction { Langages de programmation 4 / 27Les premiers ordinateurs se \programmaient" en modiant leur structure

physique: ajouts de cables, interrupteurs.Un ordinateur cryptographique Colossus Mark 2 (1943)

Francois Fleuret Introduction a la Programmation des Algorithmes / 1.2. Introduction { Langages de programmation 5 / 27

Langage machine

Langage natif du microprocesseur.

Trop rebarbatif pour un humain.

Dierent pour chaque famille de processeur.

Instructions representees par un code en hexadecimal (opcode):

Addition:0x05,

Multiplication:0xF6,

etc.Francois Fleuret Introduction a la Programmation des Algorithmes / 1.2. Introduction { Langages de programmation 6 / 27Assembleur

Traduisible directement en langage machine.

Instructions representees par quelques lettres.

Aussi rebarbatif mais plus lisible.

Depend fortement du processeur.Kathleen Booth

Francois Fleuret Introduction a la Programmation des Algorithmes / 1.2. Introduction { Langages de programmation 7 / 27

Calculer le PGCD de deux entiers en C:

int gcd int a, int b) { while (a b) { if (a b ) a a b; else b b a; return a;

Francois Fleuret Introduction a la Programmation des Algorithmes / 1.2. Introduction { Langages de programmation 8 / 27Calculer le PGCD de deux entiers en assembleur ARM:

gcd CMP r0, r1

BEQ end

BLT less

SUBS r0, r0, r1

B gcd less

SUBS r1, r1, r0

B gcd end

Francois Fleuret Introduction a la Programmation des Algorithmes / 1.2. Introduction { Langages de programmation 9 / 27

Il existe un tres grand nombre de langages de programmation

Francois Fleuret Introduction a la Programmation des Algorithmes / 1.2. Introduction { Langages de programmation 10 / 27Langages de bas niveau

Descriptions et concepts proches du materiel.

Octets, voltages, pixels, etc.Langages de haut niveau Descriptions et concepts proches du probleme a resoudre. Systemes d'equations, images, bases de donnees, fen^etres, pages web.

Francois Fleuret Introduction a la Programmation des Algorithmes / 1.2. Introduction { Langages de programmation 11 / 27

AbstractionLogiciel

Applications

Librairies

Systeme d'exploitation

NoyauMateriel

Ordinateur

Composants (par ex. CPU, RAM, SSD)

Semiconducteurs (par ex. transistors)

Atomes et electrons

Francois Fleuret Introduction a la Programmation des Algorithmes / 1.2. Introduction { Langages de programmation 12 / 27Alan Turing

Alan Turing a propose en 1936 un modele mathematique d'un ordinateur, communement appele \machine de Turing". Ce modele est considere comme

susant pour realiser n'importe quel calcul utile.La vaste majorite des langages de programmation sont ditsTuring complete,

c'est a dire qu'ils permettent de programmer une machine de Turing, et par consequent permettent de programmer n'importe quel calcul.

Francois Fleuret Introduction a la Programmation des Algorithmes / 1.2. Introduction { Langages de programmation 13 / 27

Un programme peut parfois mal fonctionner, parce qu'il traite des donnees qui n'ont pas une propriete attendue (par ex. nombre non-nul) ou parce qu'il

contient une erreur de conception.Il est extr^emement dicile de faire des logiciels pour lesquels on a une

assurance formelle qu'ils ne feront aucune erreur. Si cela est possible c'est au

prix de contraintes enormes pour les programmeurs.Il est en particulier impossible d'ecrire un programme capable de determiner

automatiquement si un programme se termine (halting problem).Francois Fleuret Introduction a la Programmation des Algorithmes / 1.2. Introduction { Langages de programmation 14 / 27Tout programme ecrit par un humain doit ^etre traduit en langage machine

pour ^etre compris et execute par le processeur.

On parle de programme:

Compile:lorsque la traduction a lieu avant l'execution. Un logiciel nomme compilateurfait cette traduction. Interprete:lorsque la traduction a lieu pendant l'execution. Un logiciel nommeinterpreteurfait cette traduction. A prioritous les langages peuvent ^etre compiles ou interpretes, mais la plupart sont concus comme l'un ou l'autre.

Francois Fleuret Introduction a la Programmation des Algorithmes / 1.2. Introduction { Langages de programmation 15 / 27

Compile Interprete

Architecture choisie a l'avance Architecture choisie a l'execution Des verications avant l'execution Surprises a l'execution

Plus facile a optimiser Plus dicile a optimiser

Programmation plus rigide Programmation plus

exible

Gros chiers executables Petits executables

Francois Fleuret Introduction a la Programmation des Algorithmes / 1.2. Introduction { Langages de programmation 16 / 27Nombres de lignes de code dans le noyau Linux (01.01.2020).

Languageles blank comment codeC 27961 2761653 2292505 14061980

C/C++ Header 19875 531782 956091 4300989

reStructuredText 2153 101820 53725 270579

Assembly 1320 46971 101470 230117

JSON 273 0 0 161955

Bourne Shell 577 13299 9690 52817

make 2531 9485 10644 41766

SVG 58 117 1364 36216

Perl 59 6021 4422 30642

Python 118 4987 4588 26256

YAML 325 5205 1449 25529

yacc 9 697 359 4810

PO File 5 791 918 3077

lex 8 326 300 2015

C++ 10 320 129 1933

Bourne Again Shell 51 356 297 1765

awk 10 140 116 1060

Glade 1 58 0 603

NAnt script 2 146 0 551

Cucumber 1 28 50 174

Windows Module Denition 2 15 0 109

m4 1 15 1 95

CSS 1 28 29 80

XSLT 5 13 26 61

vim script 1 3 12 27

Ruby 1 4 0 25

INI 1 1 0 6

sed 1 2 5 5Total55360 3484283 3438190 19255242

Francois Fleuret Introduction a la Programmation des Algorithmes / 1.2. Introduction { Langages de programmation 17 / 27

Le developpement de logiciels complexes de maniere collaborative, en particulier par des equipes distribuees geographiquement, demande des outils adaptes qui ne sont pas propre a un langage de programmation. Le plus important de ces outils est git, pour lequel existe de nombreuses interfaces web et sites d'hebergement.

Francois Fleuret Introduction a la Programmation des Algorithmes / 1.2. Introduction { Langages de programmation 18 / 27Langage C et Python

Francois Fleuret Introduction a la Programmation des Algorithmes / 1.2. Introduction { Langages de programmation 19 / 27

Langage C

Cree en 1972 par Dennis Richie en m^eme temps qu'Unix.

Simple et rapide.

Primitif et proche de la machine.

Aucune gestion de la memoire et des erreurs.

Utilise par ex. pour le noyau Linux, autres langages, pilotes de peripheriques. Langage utilise pour developper des programmes quand rien ne pre-existe ou quand le contr^ole du materiel doit ^etre total. Ne cache aucun mecanisme au programmeur.

Francois Fleuret Introduction a la Programmation des Algorithmes / 1.2. Introduction { Langages de programmation 20 / 27Le C est un langage compile

Le programmeur ecrit le chier sourcetruc.c,le chier executable du compilateurclangprend ce chier source en entreeet produit un chier executabletruc,

ce chier peut ^etre executeet produit le resultat. truc.cclangtructrucresult

Francois Fleuret Introduction a la Programmation des Algorithmes / 1.2. Introduction { Langages de programmation 21 / 27

En C, on ecrit uncode source

#include int main void int a; a 1 while (a 100
printf( "%d \n , a); a a 3 return 0 que l'on sauve dans un chier (icitruc.c), que l'oncompileen un chier executable(icitruc) que l'on peut faire fonctionner ~ clang truc.c -o truc ~ ./truc 1 3 9 27
81

Francois Fleuret Introduction a la Programmation des Algorithmes / 1.2. Introduction { Langages de programmation 22 / 27On peut indiquer au compilateur de s'arr^eter a la traduction en assembleur.

~ clang -S truc.c il produit alors un chiertruc.s .text .file "tr uc.c" .globl main# -- Begin function main .p2align 4 , 0x90 .type main,@function main:# @main .cfi_startproc # %bb.0: # %entry pushq %rbp .cfi_def_cfa_offset 16 .cfi_offset %rbp, -16 movq %rsp, %rbp .cfi_def_cfa_register %rbp subq $16 , %rsp movl $0 , -4 %rbp movl $1 , -8 %rbp .LBB0_1:# %while.cond # =>This Inner Loop Header: Depth=1 cmpl $100 , -8 %rbp jge .LBB0_3

Francois Fleuret Introduction a la Programmation des Algorithmes / 1.2. Introduction { Langages de programmation 23 / 27

Nous allons etudier une partie du langage C an de bien comprendre les mecanismes de bas niveau qui ont lieu dans un ordinateur. C'est un langage primitif qui demande un grand soin de programmation pour realiser des programmes longs et sans erreur.

Francois Fleuret Introduction a la Programmation des Algorithmes / 1.2. Introduction { Langages de programmation 24 / 27Python

Cree en 1991 par Guido van Rossum.

Complet et lent.

Fournit des mecanismes orientes objets et fonctionnels.

Gestion de la memoire et des erreurs.

Utilise par ex. pour des utilitaires, applications web, IA. Langage utilise en pratique pour le developpement d'applications. Repose sur des mecanismes (caches) complexes. Ore un immense choix de librairies.

Francois Fleuret Introduction a la Programmation des Algorithmes / 1.2. Introduction { Langages de programmation 25 / 27

Python est un langage interprete

Le programmeur ecrit le chier sourcemachin.py,

le chier executable du compilateurpythonprend ce chier source en entreeet produit le resultat. machin.pypythonresult

Francois Fleuret Introduction a la Programmation des Algorithmes / 1.2. Introduction { Langages de programmation 26 / 27On ecrit uncode source

a 1 while a 100
print (a) a a

3 que l'on sauve dans un chier (icimachin.py), que l'on donne comme entree a

un interpreteur Python que l'onexecute. ~ python ./machin.py 1 3 9 27
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