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ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 1 I N 1 0 1 Initiation à la programmation avec le langage Java.

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1 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 1 I N 1 0 1 Initiation à la programmation avec le langage Java

2 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 2 IN101 - Cours 1.0 - Cours 1.0 I. Présentation de l'unité II. Introduction à la programmation

3 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 3 IN101 - Cours 1.0 - I. I. Présentation de l'unité I.1. Enseignant responsable I.2. Autres intervenants I.3. Séquencement I.4. Évaluation I.5. Objectifs I.6. Approche pédagogique I.7. Votre rôle I.8. Environnement technique

4 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 4 IN101 - Cours 1.0 – I.1 I.1. Enseignant responsable Denis BUREAU 5356 D.Bureau (@esiee.fr) Aussi : responsable du bloc informatique du Tronc Commun (I1, I2, I3)

5 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 5 IN101 - Cours 1.0 – I.2 I.2. Autres intervenants Vous devez savoir qui est votre intervenant. Venez me voir sans délai en cas de problème. Permanents Vacataires Lire CoordonnéesCoordonnées

6 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 6 IN101 - Cours 1.0 – I.3 I.3. Séquencement Lire Enseignement de la programmation dans le Tronc Commun, dont la I1Tronc Commun Lire Séquencement de l'unitéSéquencement de l'unité 7 séquences IN101 + projet PR102 mêlés Ce premier cours de la séquence 1 = introduction ; le prochain rentre dans le vif du sujet ==> beaucoup plus dense.

7 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 7 IN101 - Cours 1.0 – I.4 I.4. Évaluation Partiel 1 = QCM + mini-écrit (1) Partiel 2 = QCM + écrit (2) Final = Questions ouvertes + écrit (3) Pas de rapport de TP Plutôt que de passer des heures sur les annales, relire cours et refaire les td et tp !

8 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 8 IN101 - Cours 1.0 – I.5 I.5. Objectifs bases de la programmation en langage de haut-niveau approche objet solution en français à un problème (à découper en sous-problèmes) langage Java et quelques bibliothèques ne doit pas seulement fonctionner, doit aussi être "bien" programmé expérience pratique et opérationnelle

9 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 9 IN101 - Cours 1.0 – I.6 I.6. Approche pédagogique 1/2 hypothèse de départ : personne ne sait programmer en java les objets d'abord, apprentissage incrémental (pas tout d'une notion la première fois) ne peut fonctionner qu'avec votre participation active (par exemple, lire compléments de cours sur la page web) et nécessite d'apprendre le vocabulaire en français et en Java (+ rigueur) cours, td, tp, travail personnel, post-assistance (5356/mail/PC), projet

10 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 10 IN101 - Cours 1.0 – I.6 I.6. Approche pédagogique 2/2 Après un TP, ne pas accepter de ne pas comprendre qqch de dit ou d'écrit ! - page web : retenir http://www.esiee.fr/~bureaud/unites.htm + polycopié + livre http://www.esiee.fr/~bureaud/unites.htm polycopié = aide-mémoire, autre présentation (utile, mais pas la même progression pédagogique) livre très pédagogique, non indispensable, couvre beaucoup plus de choses (3ème ou 4ème édition seulement, english is better)

11 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 11 IN101 - Cours 1.0 – I.7 I.7. Votre rôle : cours Arriver à lheure sinon attendre pause : c35mn + p5mn + c35mn + p5mn + c35mn ne pas faire de bruit (et écouter) prendre des notes (je n'écris pas tout) poser des questions relire (notes, résumé, poly) noter des questions pour les poser à la prochaine occasion

12 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 12 IN101 - Cours 1.0 – I.7 I.7. Votre rôle : td cours relu, apporter notes de cours ne pas attendre de correction / essayer poser des questions terminer seul les exercices et les essayer sur machine (meilleure préparation pour les contrôles car il faudra écrire un programme sur papier) mais différence essentielle : td = mieux vaut écrire faux que rien alors que contrôle (surtout qcm) = mieux vaut rien écrire que faux

13 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 13 IN101 - Cours 1.0 – I.7 I.7. Votre rôle : tp cours relu, apporter notes de cours et TD ne pas regarder une solution demander de l'aide, poser des questions terminer seul les exercices partager le clavier (première moitié l'un écrivain, l'autre relecteur, puis seconde moitié le contraire ; les deux sont autant responsables de chaque erreur, l'un parce qu'il l'a tapée, l'autre parce qu'il ne l'a pas signalée)

14 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 14 IN101 - Cours 1.0 – I.7 I.7. Votre rôle : entre les séances Relire notes de cours et suppléments de cours => noter des questions Poser les questions par mail ou en 5356 Terminer les exercices td et tp En cas de doute ou de blocage, les envoyer par mail ou venir les montrer (un PC est à votre disposition en 5356, vous pouvez vous loger sur votre compte)

15 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 15 IN101 - Cours 1.0 – I.8 I.8. Environnement technique PC sous Linux Java 6 (pas 7 !) BlueJ 3.0.x chez soi : Windows ou MacOS OK (tout gratuit)

16 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 16 IN101 - Cours 1.0 - I. I. Présentation de l'unité I.1. Enseignant responsable I.2. Autres intervenants I.3. Séquencement I.4. Évaluation I.5. Objectifs I.6. Approche pédagogique I.7. Votre rôle I.8. Environnement technique

17 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 17 IN101 - Cours 1.0 – II. II. Introduction à la programmation II.1 Informatique (différents "métiers") II.2. Performances du matériel II.3. Langages de programmation II.4. Algorithme

18 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 18 IN101 - Cours 1.0 – II.1 II.1 Informatique (différents "métiers") utilisateur (bureautique ?) utilisateur avancé technico-commercial, technicien/dépanneur, programmeur* concepteur* / analyste chercheur / théoricien Lire au moins les 19 premières pages du premier chapitre de ce long poly19 premières pages

19 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 19 Performances du matériel II.2 Performances du matériel micro-processeur : 1GHz (à 4) ==> environ mémoire RAM : 1Go (à 8), environ 10ns (à 70) ==>, (+ cache, - multi-processeurs, + multi-accès...) disque dur : 1To (à 2), environ 10ms ==> même les SSD sont 10000 x plus lents que la RAM (et sont limités à 512 Go pour linstant) Lire Description d'un ordinateurDescription d'un ordinateur IN101 - Cours 1.0 – II.2 1ns 10x plus lent 1 million x plus lent (==> charger, traiter, sauvegarder)

20 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 20 IN101 - Cours 1.0 – II.3 II.3 Langages de programmation II.3.1. Il y en a beaucoup ! II.3.2. Niveaux II.3.3. Traducteurs II.3.4. "Philosophies" II.3.5. Exemples II.3.6. Historique (C, C++, Java) II.3.7. Pourquoi Java ?

21 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 21 IN101 - Cours 1.0 – II.3.1 II.3.1 Il y en a beaucoup ! étude du D.O.D. en 1980 400 langages / dialectes appel doffres, langage universel, Ada on en invente presque ttes les semaines ! mais seuls quelques importants

22 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 22 IN101 - Cours 1.0 – II.3.2 II.3.2 Niveaux bas niveau : machine (binaire, 0/1) 00111001 01100011 10110010 assemblage / assembleur (ex: 68k, macro) MOV R1, @(R2+R3) BNZ R1, 0x1F8A haut niveau (ex: C, C++, Java, php, …) X = Y+Z+1 IF X > 0 THEN R = SQRT( X )

23 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 23 IN101 - Cours 1.0 – II.3.3 II.3.3 Traducteurs assembleur assemblage -> binaire exécutable compilateur (tout le programme) haut niveau -> binaire exécutable interpréteur (ligne par ligne) haut niveau -> compile / exécute Java : compilateur et interpréteur !

24 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 24 IN101 - Cours 1.0 – II.3.4 II.3.4 "Philosophies" impératif ou déclaratif (rare) fonctionnel script structuré ou non (rare, vieux) Orienté Objet ou non (classique)

25 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 25 IN101 - Cours 1.0 – II.3.5 II.3.5 Exemples (voir index TIOBE)index TIOBE Java et C (environ 17%) C# (.net) et C++ (8 à 9%) Objective-C (iPhone) et Php (6 à 7%) Visual Basic (MS Office) (4 à 5%) Python, Perl, JavaScript (2 à 3%) lisp/scheme, camL, prolog, shell, ruby, groovy, tcl/tk (outils en électronique), pascal/delphi, ada, logo, fortran, cobol,...

26 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 26 IN101 - Cours 1.0 – II.3.6 II.3.6 Historique (C, C++, Java) II.3.6.a. C : 1972, Bell Labs AT&T, (pour écrire Unix, ancêtre de Linux) ANSI-C 1983 ISO-C 1990 puis 1999 « bas niveau », non OO, compilé, idéal pour accéder au matériel, non adapté à de grosses applications

27 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 27 IN101 - Cours 1.0 – II.3.6 II.3.6 Historique (C, C++, Java) II.3.6.b. C++ : 1983, Bell Labs AT&T, C O.O., compatible ANSI-C ISO-C++ 1998 puis 2003 mieux, mais bas niveau existe toujours, O.O. et N.O.O., compilé peut être appris seul si on connaît Java et C

28 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 28 IN101 - Cours 1.0 – II.3.6 II.3.6 Historique (C, C++, Java) II.3.6.c. Java : 1995, Sun MicroSystems (rachetée par Oracle) O.O. mais Java non OO = C++ non OO = C, pas de bas niveau inventé pour internet, multiples versions, processeur virtuel = JVM source compilé en bytecode, puis interprété avantages = indépendance matérielle, code très petit, bibliothèque énorme inconvénients = lenteur (relative, 20x, <2x, temps réel, militaire), JVM très grosse, lente à démarrer (pas un problème pour les serveurs)

29 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 29 IN101 - Cours 1.0 – II.3.6 II.3.6 Historique (C, C++, Java) II.3.6.d. Les éditions : SE (Standard) EE (Enterprise) ME (Micro) Card (cartes à puce) Google/Androïd : Dalvik

30 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 30 IN101 - Cours 1.0 – II.3.6 II.3.6 Historique (C, C++, Java) II.3.6.e. Les versions de SE : 1.0.. 1.4.2 | 1.5 1.6 | 1.7 (open source) grosses modifications du langage entre 1.4.2 et 1.5, petites entre 1.6 et 1.7 JRE = Java Runtime Environment (=JVM, utilisation seulement) JDK = Java Development Kit (aussi développement) nombre de classes = 200 (v1) à 3700 (v6)

31 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 31 IN101 - Cours 1.0 – II.3.7 II.3.7 Pourquoi Java ? langage adapté à l'apprentissage (plus propre, moins permissif, signalement d'erreur, graphique, bibliothèque énorme, les objets dabord) non OO identique à C/C++ (mais C reste indispensable sur certains kits et pour certaines applications) demandé dans les offres d'emploi (standard pour développements web=JEE et Androïd=Dalvik) Java et C ==> se mettre à C++ (3ème langage moins difficile que 2ème) Lire le chapitre 2 (pages 4 et 5)chapitre 2

32 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 32 IN101 - Cours 1.0 – II.4 II.4 Algorithmes II.4.1. Définition II.4.2. Exemple : compromis espace/temps II.4.3. Exemple de la multiplication

33 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 33 IN101 - Cours 1.0 – II.4.1 II.4.1 Définition méthode systématique pour résoudre un problème en un temps fini différence avec les maths ? analogie culinaire : ingrédients, étapes, solutions multiples plusieurs algorithmes pour résoudre le même problème ==> choix, coût : performance / mémoire / matériel / lisibilité

34 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 34 IN101 - Cours 1.0 – II.4.2 II.4.2 Exemple 1 Lire le compromis espace / temps : plus rapide ou moins de mémoire ?compromis espace / temps

35 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 35 IN101 - Cours 1.0 – II.4.3 II.4.3 Exemple 2 : la multiplication (par un nombre à plusieurs chiffres) II.4.3.a. Algorithme classique II.4.3.b. Algorithme "à la Russe" II.4.3.c. Avantages II.4.3.d. Optimisation II.4.3.e. Spécification II.4.3.f. Traductions g, h, i :

36 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 36 IN101 - Cours 1.0 – II.4.3 II.4.3.a Algorithme classique « à la française » 45 x 19 1) multiplier successivement le 1er nb ---- par chaque chiffre du 2e nb 405 45. 2) additionner les résultats en tenant ---- compte des décalages nécessaires 855 Reste un problème si on ne dispose que d'un additionneur : comment faire 9 x 45 ?

37 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 37 IN101 - Cours 1.0 – II.4.3 II.4.3.b Algorithme « à la russe » 1/2 45|19 1) écrire les 2 nbs chacun en | haut d'une colonne 22|38 11|76 2) diviser successivement le nb | de la colonne de gauche par 2 5|152 2|304 3) multiplier successivement le nb | de la colonne de droite par 2 1|608 STOP=>STOP 4) s'arrêter lorsque 1 apparaît dans la colonne de gauche

38 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 38 II.4.3.b Algorithme « à la russe » 2/2 45| 19 5) rayer dans la colonne de droite 22| 38 les nbs en face d'un nb pair 11| 76 de la colonne de gauche 5|152 2|304 6) additionner les nbs restant 1|608 dans la colonne de droite ---|--- |855 Commentaires : simple ou compliqué ? IN101 - Cours 1.0 – II.4.3

39 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 39 IN101 - Cours 1.0 – II.4.3 II.4.3.c Avantages division par 2 => décalage d'un bit vers la droite multiplication par 2 => décalage d'un bit vers la gauche test de parité => test du bit de poids faible Électroniquement ?

40 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 40 II.4.3.d Optimisation 19| 45 0) écrire le plus petit nb 9| 90 dans la colonne de gauche 4|180 et le plus grand nb 2|360 dans la colonne de droite 1|720 ---|--- |855... IN101 - Cours 1.0 – II.4.3

41 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 41 II.4.3.e Spécification 1/2 Cette étape de formalisation n'est pas évidente mais est nécessaire pour pouvoir ensuite passer à l'étape de traduction dans un langage de programmation. Cela peut donner ça : Soient A et B les 2 entiers positifs à multiplier. [Obtenir leur valeur] Soit R le résultat. SI A est impair ALORS initialiser R à la valeur de B SINON initialiser R à 0 FINSI IN101 - Cours 1.0 – II.4.3 TANTQUE A > 1 FAIRE - diviser A par 2 (sans reste) - multiplier B par 2 - SI A est impair ALORS ajouter B à R FINSI FINTANTQUE [Afficher le résultat R]

42 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 42 II.4.3.e Spécification 2/2 ou bien, de façon moins verbeuse : A,B,R : entiers naturels Lire A Lire B SI reste(A/2)=1 ALORS R <- B SINON R <- 0 FINSI IN101 - Cours 1.0 – II.4.3 TANTQUE A > 1 FAIRE A <- A / 2 B <- B * 2 SI reste(A/2)=1 ALORS R <- R + B FINSI FINTANTQUE Afficher R

43 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 43 II.4.3.f Traduction en Java (incomplète) début du programme { début de la partie principale { int A = récupération du premier nombre ; int B = récupération du deuxième nombre ; int R; if ( A > B ) { // échange R = B; B = A; A = R; } // if IN101 - Cours 1.0 – II.4.3 if ( A % 2 == 0 ) R = 0; // liberté du programmeur else R = B; while ( A > 1 ) { A /= 2; B += B; if ( A%2 != 0 ) R += B; } // while affichage sous la forme A * B = R ; } // fin de la partie principale } // fin du programme

44 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 44 II.4.3.g Traduction en Java (complète et compilable) public class Russe { public static void main( String[] inutilise ) { java.util.Scanner clavier = new java.util.Scanner( System.in ); System.out.print( "A ? " ); int A = clavier.nextInt(); System.out.print( "B ? " ); int B = clavier.nextInt(); int R; if ( A > B ) { // échange R = B; B = A; A = R; } // if IN101 - Cours 1.0 – II.4.3 if ( A % 2 == 1 ) R = B; // plus clair else R = 0; while ( A > 1 ) { A = A / 2; // plus clair B = B * 2; // plus clair if ( A%2 == 1 )// plus clair R = R + B; // plus clair } // while System.out.println( A + "*" + B + " = " + R ); } // main(.) } // Russe Pour les curieux : II.4.3.h Traduction en C++ II.4.3.i Traduction en C

45 ESIEE Paris © Denis BUREAU 2012 45 IN101 - Cours 1.0 Conclusion Lire le poly (Memento de syntaxe Java) : pages situées avant le chapitre 1 et annexes 6 & 7 Attention ! Beaucoup de nouveaux concepts dans le prochain cours


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