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CHAPITRE 1 INITIATION À LA PROGRAMMATION INTRODUCTION Exemple: Monter un meuble (IKEA) Résultat final: meuble monté Paramètres dentrées Différents éléments.

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2 CHAPITRE 1 INITIATION À LA PROGRAMMATION

3 INTRODUCTION Exemple: Monter un meuble (IKEA) Résultat final: meuble monté Paramètres dentrées Différents éléments et outils Algorithme Paramètres de sortie Notice de montage

4 Définition: Quest-ce quun programme et quest-ce que la programmation? La programmation est lécriture dans le langage choisi, de cette séquence dinstruction. Un programme est une séquence dinstruction que lordinateur exécute afin de traiter des données. Ces instructions sont composées dénoncés écrits selon les règles dun langage de programmation (C, C++, JAVA, VISUAL BASIC, etc…).

5 Pourquoi linformatique et les programmes ? Traitement des données numériques Automatiser les tâches longues et répétitives Modéliser, virtualiser, simuler des systèmes Echanger, partager, mutualiser des données Application web, Services Web, Cloud Computing… Dématérialiser, de stocker linformation dans des bases de données Databases

6 La philosophie du programmeur Problème complexe Difficile à résoudre Sous-problème plus simple à résoudre Diviser pour mieux reigner

7 I. Comment concevoir un programme? 1.1. Présentation générale La réalisation de la série dinstruction que constitue le programme peut-être réalisée en 6 étapes : Analyse du programme. 1 Que souhaitez-vous que le programme réalise ? Quelles sont les taches que le programme doit réaliser ? Quels sont les paramètres dentrée et de sortie du programme ? Conception du programme. 2 Comportement du programme Algorithme schémas blocs Codage du programme. 3 Ecriture de lalgorithme dans un langage de programmation (C, C++, JAVA, PROCESSING, etc…)

8 Mise à lessai et test du programme. 4 Documenter le programme. 5 Sur des petits exemples, vérifier que le programme exécute bien ce qui a été défini dans la phase danalyse du programme. Indispensable afin de vérifier la validité de lalgorithme ou faire évoluer le programme. la phase de documentation est naturellement imbriquée dans la phase de codage du programme et indissociable de cette dernière ! Entretient du programme. 6 Améliorations et la réalisation des différentes versions du programme initial

9 1.2. Analyse du programme 6 étapes Définir les objectifs. 1 Problème à résoudre taches à effectuer Définir les résultats escomptés 2 Exemple: lorsque lordinateur reconnaît une image via la webcam apparition dun son et dune nouvelle image Définir les données dentrée et sortie 3 Exemple précédant: Paramètre dentrée: Image de référence Paramètres de sortie: Nouvelle image + son

10 Apparition dun monstre en 3D à la place de limage dentrée et émission dun son Image de référence reconnue en paramètre dentrée Reconnaissance et traitement Paramètre dentrée Paramètres de sortie

11 Définir les exigences de traitement 4 Différentes taches à réaliser avant darriver au résultat escompté Exemple précédant: (1) Capturer limage issue de la webcam (2) Analyser cette image afin de reconnaître limage de référence donnée en paramètre dentrée du programme. (3) Remplacer cette image par une tête de monstre et émettre un son. Bien commenter le programme 5 Définir tous les paramètres et les actions effectuées afin que quiconque puisse comprendre lobjectif du programme.

12 1.3. Conception du programme Ecriture de lalgorithme, c'est-à-dire lensemble des étapes qui mènent à la résolution du problème posé initialement. Exemple 1:« monter un meuble IKEA » Paramètres dentrée: Algorithme: Toutes les pièces du meuble. Procédure à respecter pour monter le meuble correctement. Paramètres de sortie:Le meuble monté Exemple 1:« vérifier si un triangle ABC est rectangle » Paramètres dentrée: Algorithme: longueurs a,b et c. (1) Calculer a²,b² et c² (2) Vérifier si la plus grande de ces trois valeurs est égale à la somme des deux autres Paramètres de sortie: VRAI ou FAUX (il sagit dun booléen) C BA a b c

13 II. Comment écrire un algorithme ? 2.1. Présentation générale Il existe plusieurs techniques de programmation structurée pour écrire un algorithme : Lanalyse progressive 1 Le pseudo-code 2 Les organigrammes 3 Les structures logiques 4 La programmation orienté objet 5 La programmation événementielle 6 Les outils du génie logiciel 7

14 2.2. Analyse progressive Elle consiste à établir linéairement et chronologiquement les différentes étapes de lalgorithme généralement à laide dun diagramme. Chaque étape est appelé « module » modélisé par un cartouche (encadré) composé des énoncés du programme logiquement reliés entre eux. Chaque module a une fonction unique et une tache simple à réaliser.

15 Exemple : Analyse progressive de gestion du temps.

16 2.3. Le pseudo-code Le pseudo-code est la forme narrative de la logique du programme. Il donne les détails des modules élaborés dans lanalyse progressive. Exemple : Pseudo-code détaillant le module « Calculer la facture du client A ».

17 Les phrases en français constituent une bonne façon de décrire le comportement dun programme. Dans cette approche il est impératif dutiliser des phrases simples et concises qui emploient des verbes daction à linfinitif. Exemple : « construire une forme géométrique » Acquérir les points de la forme géométrique dans lespace. 1 Mémoriser les points de la forme géométrique. 2 Construire les segments qui relient les points entre eux. 3 Dessiner la forme à partir des segments. 4

18 2.4. Les organigrammes Représentation graphique de lalgorithme Notations conventionnelles: Traitement Entrées/ Sorties Test sélectif Renvoi Début/fin/interruption

19 Exemple : Logique du module « Calculer les heures travaillées pour les taches du client A » Remarque : chaque étape est scrupuleusement commentée !!

20 2.5. Les structures logiques Définition : les structures logiques sont des énoncés logiques exécutables permettant de décrire les programmes structurés. Elles sont de trois types : Séquentielles Sélectives Itératives

21 a. Structure Séquentielle Définition : les énoncés sont exécutés dans lordre où ils apparaissent dans le programme : Action i Instruction i Action i+1 Instruction i+1

22 Exemple: Dans lorganigramme du module « Calculer la facture dun client », les deux actions « additionner les heures normales » et « additionner les heures supplémentaires » se suivent et sexécutent lune à la suite de lautre. Ces actions ne contiennent ni de décision, ni de question nécessitant la réponse « oui » ou « non » suggérant dautre conséquences.

23 b. La structure sélective « si, alors, sinon » Définition : La structure sélective simpose lorsquune condition doit être évaluée et que deux chemins peuvent être empruntés en fonction du résultat de cette évaluation. La syntaxe linéaire est la suivante : Si« condition » Alors« instruction 1 » Sinon« instruction 2 » Instruction 1 Si condition Instruction 2 ouinon Organigramme :

24 Exemple: Si« lheure à laquelle on cesse de travailler dépasse 17h. » (condition) Alors« le nombre dheure sup. est égale au nombre dheure excédentaires travaillées. » (Instruction 1) sinon« le nombre dheure sup. est nul. » (Instruction 2)

25 b. La structure Itérative « Tans que … faire … » ou « faire … tant que … » Définition : Cette structure itérative décrit une action qui doit seffectuer tant quune condition est satisfaite. La boucle itérative sarrête lorsque la condition nest plus vérifiée. Deux variantes: Tant que « condition » Faire « instruction » Tant que « condition » La bouche seffectue au moins 1 fois

26 b. La structure Itérative « faire de i=1 à N, instruction » Définition : Cette structure itérative décrit une action qui doit seffectuer N fois. Tant que lindice i na pas atteint la valeur de N, linstruction est effectuée. La syntaxe est la suivante : Pour (i=1 à N) faire « instruction » Remarque: Cette structure itérative peut aussi sexprimer à laide de la structure « tant que... faire »: i=1// initialisation de lindice Tant que iN faire « instruction ». oui non i=N ? Instruction i=i+1 i=1 Schéma bloc:

27 2.6. La programmation orientée objet La programmation orientée objet (POO) permet daugmenter lefficacité de la programmation linéaire classique qui utilise les structures logiques décrites précédemment. Programmation linéaire: Conçus de la 1 ère à la dernière ligne, comme des entités gigantesques. processus long et lourd à réitérer à chaque nouvelle voiture Matières premières Usinage Etc… a. Présentation générale

28 Programmation objet: On conçoit un modèle de voiture à partir de pièces préfabriquées et on duplique le modèle. Pièces préfabriquées Modèle de voiture duplication

29 Autre exemple: Documents « Word » Classe (modèle) Instanciation (Duplication) Objets (uniques) Document Word

30 Les objets peuvent interagir entre eux… Exemple sur PROCESSINGS Cadre de travail Balle 1 Balle 2 Interaction avec bord du cadre

31 Un objet est fabriqué à partir dun modèle appelé « classe ». Conclusion: Le modèle de lobjet (la classe) peut être dupliqué par le processus dinstanciation: Nouvelle copie = « instance ». Chaque objet a une vie indépendante des autres objets. Les instances dun même objet sont aussi capables de communiquer entre eux, et avec les instances dautres objets.

32 Un objet est composé de: b. Contenu dun objet caractéristiques appelées variables membres et dactions appelés méthodes Les valeurs variables membres sont uniques, et il peut effectuer les mêmes actions (c'est-à-dire utiliser les mêmes méthodes) que les autres instances du même objet. Exemple: Architecture de la classe « balle »: Variables membres: Abscisse x (position suivant laxe x). Ordonnée y (position suivant laxe y). Couleur. méthodes membres: Afficher la balle à lécran

33 2.7. La programmation événementielle (PE) La POO a donné lieu à lélaboration du concept de programmation événementielle. On définit la réaction dun objet pré-créé à un événement donné. Exemple: Un texte en petit caractère grossit lorsquon double-clique dessus La PE permet de mettre au point des applications complexes à partir dinterventions ponctuelles facilement contrôlables. Durée de vie dun programme: Un programme nait lorsquon lexécute et meurt à la fin du traitement. Programme immortel : figé sur une boucle dans lattente dun événement Exemple: Interface Homme/Machine Traitement en temps réel dun événement

34 2.8. Aide à la programmation: les outils du génie logiciel Rend la programmation plus efficaces, plus rapide et plus fiable. Exemple: ECLIPSE en JAVA PROCESSINGS facilite la programmation JAVA appliqué au traitement de linformation (visuelle, sonore…), et aux animations et dessins multidimensionnels. Ecriture automatique Débogage Exécution pas à pas pour vérifier lalgorithme

35 2.9. BILAN


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