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Introduction a la programmation en Python

Thierry Lecroq

Universite de Rouen

FRANCE

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique1 / 88

Plan du cours

1Generalites sur le traitement de l'information

2Programmation en Python

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique2 / 88

References

Gerard Swinnen,

Apprendre a programmer avec Python,

2 eedition, O'Reilly, 2005.Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique3 / 88 Plan

1Generalites sur le traitement de l'information

2Programmation en Python

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique4 / 88

Generalites sur le traitement de l'information

Les ordinateurs sont utilises pour

le traitement d'informations; le stockage d'informations.

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique5 / 88

Generalites sur le traitement de l'information (2) Le schema global d'une application informatique est toujours le m^eme : reception traitement des emission d'informations informations d'informations deduitesExemple reception de somme de cesnvaleurs emission de la nvaleurs=)et division=)moyenne

numeriques du resultat parnarithmetiqueTout traitement demande a la machine, par l'utilisateur, se traduit par

l'execution sequencee d'operations (instructions).Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique6 / 88

La notion de programme

Donnees=)Programme=)ResultatsThierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique7 / 88

Organisation materielle

Vue externe d'un micro-ordinateur.Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique8 / 88

Organisation materielle

architecture conceptuelle d'un ordinateur.Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique9 / 88

L'unite centrale

Elle contient le ou les micro-processeurs.

unite arithmetique et logique; unite de commande; memoire centrale; bus; horloge.

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique10 / 88

L'unite arithmetique et logique

unite de traitement arithmetique; unite de traitement logique; registres.

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique11 / 88

L'unite de commande

coordonne l'ensemble des t^aches; est en relation avec la memoire principale; est associee au registre a instruction.

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique12 / 88

La memoire centrale

La memoire centrale est directement reliee a l'unite centrale et contient le ou les programmes a executer.

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique13 / 88

L'organisation de la memoire

plus petite information : bit (contraction debinary digit)0 ou 1

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique14 / 88

L'organisation de la memoire (2)

On a l'habitude de regrouper les bits :

par groupe de 8 bits :octet(byte) 2

7262524232221207 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.enmots memoires. La taille d'un mot memoire est generalement une puissance de 2, cela correspond a la taille dubus. Cette taille varie suivant les machines et les constructeurs.

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique15 / 88

La taille des memoires

kilooctet : 1 ko =1024 (210103)octets;megaoctet : 1 Mo =1048576 (220106)octets;gigaoctet : 1 Go =1073742824 (230109)octets;Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique16 / 88

Les dierents types de memoire

RAM (Random Access Memory);ROM (Read Only Memory).Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique17 / 88

Le bus

cable electrique; transporte les donnees d'un organe vers un ou plusieurs autres; compose de plusieurs ls; chaque l transporte une information qui peut prendre deux valeurs :

0 ou 1.

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique18 / 88

L'horloge

cadence la communication a l'interieur de l'ordinateur.

Exemple

Considerons l'operation qui consiste a amener une donnee de la memoire jusqu'au processeur :1le processeur place, sur le bus, le numero (adresse) de la case dans laquelle se trouve la donnee;2le co-processeur gestionnaire de la RAM prend ce numero sur le bus;

3le 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;4le processeur recupere la donnee sur le bus.

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique19 / 88

L'horloge (suite)

En general, la cadence de l'horloge est donnee en GHz (gigahertz). On parle, par exemple, d'ordinateurs1;5GHz, ce qui signie que la duree d'un cycle est de

11500000000

seconde soit0;0006-seconde.Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique20 / 88

Les organes d'entrees/sorties (E/S ou I/O)

les unites de visualisation (visuel, visu, moniteur);

le clavier (keyboard), la souris (mouse), le crayon optique;les imprimantes (printers), les traceurs de courbes;les modems (modulateur{demodulateur);

un robot, l'alarme de sa maison, un feu tricolore,:::disques durs; lecteurs de disquettes; supports de memoire amovibles (stick USB);lecteurs/graveurs de CD-ROM, DVD-ROM; lecteurs de bandes magnetiques. Des processeurs specialises (co-processeurs) sont associes a chaque peripherique.

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique21 / 88

Les systemes d'exploitation des ordinateurs

Les principales fonctions d'un systeme d'exploitation sont : la gestion et la conservation des informations par l'intermediaire d'un systeme dechiers;la gestion de l'ensemble des ressources (processeurs, memoires,

registres, imprimantes, ...) permettant l'execution d'un programme;fournir a l'utilisateur un langage de commande facile et ecace.

Exemple

Unix, Windows, Linux, MacOS, BeOS,:::Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique22 / 88

Les dierents types de systemes d'exploitation

mono-t^ache; multi-t^ache; mono-utilisateur; multi-utilisateur.

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique23 / 88

Multimedia et hypertexte

un ordinateur estmultimedias'il peut stocker et traiter des textes,

des sons, des images xes et des images videos;un documenthypertexteest constitue par un ensemble de pages

(chiers) reliees par des liens (renvois) places dans le texte.

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique24 / 88

Reseaux

Permettent de connecter plusieurs ordinateurs entre eux. On peut distinguer au moins deux types de reseaux : les reseaux locaux permettent de relier des ordinateurs dans un m^eme

lieu a l'aide de c^ables ou liaisons optiques;les reseaux distants permettent de relier des ordinateurs distants a

l'aide de liaison telephoniques, satellites,:::Inter^ets partage des ressources et des logiciels; communication; transfert d'informations.

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique25 / 88

Internet

le reseau des reseaux; les ordinateurs du monde entier sont connectes entre eux a l'aide de

c^ables, de lignes telephoniques et de satellites.Des logiciels speciques permettent d'acceder aux services principaux :

l'acces distant (telnet,ssh);la messagerie electronique (mail);le transfert d'informations (ftp,sftp);la consultation de forums (news);la consultation de la Toile (WebouWWW)Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique26 / 88

WWW La Toile (ouWorld Wide WebouWeb) est constituee par un ensemble d'informations multimedia contenant du texte, des images, des videos, des sons,:::Les logiciels permettant desurfersur la Toile sont appeles des navigateurs

(browsers). Les principaux sontMozillaetInternet Explorer.Le langage principal d'ecriture de pagesWebest 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 cles.

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique27 / 88

La notion d'algorithme

Pour resoudre un probleme de maniere informatique il y a un cheminement methodique a respecter :

Enonce Programme

Probleme! !Algo! !Resultats

algo (instructions)

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique28 / 88

La notion d'algorithme (2)

Algorithme

description formelle d'un procede de traitement qui permet a partir d'un ensemble d'informations initiales d'obtenir des informations deduites;succession nie et non ambigue d'operations clairement posee; se termine donc toujours.

Programme

suite d'instructions denies dans un langage donne; decrit un algorithme.

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique29 / 88

La programmation

langage machine : directement comprehensible par la machine; langage d'assemblage (ouassembleur) : tres facilement traduisible

pour ^etre compris par la machine;langage de programmation : doit ^etre compile ou interpr^ete pour ^etre

compris par la machine.Trois types de langages de programmation : les langages compiles, les langages interpr^etes et les langages abytecode.Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique30 / 88

Les langages compiles

programme programme utilisateur! !compilateur! !execution!resultats source objetExemple Pascal, C, ADA, FORTRAN,:::Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique31 / 88

Les langages interpr^etes

instruction utilisateur=)=)interpr^eteur=)resultat sourceExemple Basic, LISP, Perl,:::Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique32 / 88

Les langages abytecodeprogramme

utilisateur! !compilateur!bytecode!interpr^eteur!resultats sourceExemple Java, Python,:::Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique33 / 88

Les dierentes couches

une couche materiel; une couche systeme d'exploitation; une couche logiciel d'applications (traitements de textes, tableurs, :::);une couche programme utilisateurs.

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique34 / 88

Plan

1Generalites sur le traitement de l'information

2Programmation en Python

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique35 / 88

Le langage Python

cree en 1989 par Guido van Rossum; portable; dynamique; extensible; gratuit; modulaire; oriente objet.

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique36 / 88

La notion de variable

on doit ^etre capable de stocker des informations en memoire centrale durant l'execution d'un programme;on veut eviter d'avoir a manipuler directement les adresses; on manipule desvariables;le programmeur donne aux variables des noms de son choix; les variables designent une ou plusieurs cases memoires.

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique37 / 88

La notion de variable (2)

Une variable possede quatre proprietes :

un nom; une adresse; un type; une valeur. variables : boites speciques dans la memoire contenant une suite de 0 et de 1.

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique38 / 88

Regles de formation des identicateurs

Les noms des variables (ainsi que les noms des fonctions) sont appeles des identicateurs. Regles de formation :suite de lettres (minuscules'a'..'z'ou majuscules'A'..'Z'), de chires ('0'..'9') et de caracteres de soulignement ('');premier caractere doit ^etre une lettre;

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique39 / 88

Regles de formation des identicateurs (2)

Exemple

c14T0est un identicateur;14cT0n'est pas un identicateur;x*yn'est pas un identicateur.donnez des noms signicatifs aux variables;

evitez le caractere de soulignement; pour former des identicateurs a l'aide de plusieurs mots, ecrivez le premier mot en minuscule et pour les mots suivants ecrivez les initiales en majuscule et les autres lettres en minuscule.

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique40 / 88

Les types et les operations

Les principaux types en Python sont :

Les entiers;

les reels ou ottants; les cha^nes de caracteres; les listes; les dictionaires.

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique41 / 88

Les entiers

representes sur un mot machine pour les entiers courts; sur une machine anbits on peut representer2nentiers, soit les entiers compris entre2n1et+2n11.Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique42 / 88

Des operations sur les entiers

l'oppose (operation unaire, notee-);l'addition (operation binaire, notee+);la soustraction (operation binaire, notee-);la multiplication (operation binaire, notee*);la division entiere (operation binaire, notee/);le reste de la division entiere (operation binaire, notee%);

Attention la multiplication n'est pas implicite, le symbole*doit toujours ^etre indique explicitement entre les deux operandes.

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique43 / 88

Des operations sur les entiers (2)

Exemple

operationresultat 17 5 22 17 5 12 17 5 85 17 5 3 17 5 2

Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique44 / 88

Les reels

La representation des reels varie suivant les langages de programmation, les machines et les normes utilisees.

Des operations possibles sur les reels sont :l'oppose (operation unaire, notee-);l'addition (operation binaire, notee+);la soustraction (operation binaire, notee-);la multiplication (operation binaire, notee*);la division (operation binaire, notee/);Thierry Lecroq (Univ. Rouen)Informatique45 / 88

Des operations sur les reels

Exemple

operationresultatquotesdbs_dbs8.pdfusesText_14