Introduction à l’informatique 1ère année Génie Informatique Dr Daouda Traoré Université de Ségou email: daoudatr2008@gmail.com

Présentation de l’enseignement Objectifs: Introduire les concepts importants de l’informatique et de la programmation dans le cadre d’une initiation à travers l’utilisation d’un langage. L’étudiant doit maîtriser à la fin du cours les éléments suivants: - Concepts matériel et système outils pour la programmation les notions de bases algorithmiques programmation de base à travers une initiation au langage C - Environnement Système Windows et environnement internet Outils d’édition de texte (Word) Outils de développement d’applications (éditeurs de programmes) Initiation à l’informatique et à la programmation

Organisation du cours Cours théoriques (environ 20h) Travaux dirigés (environ 30h) Travaux pratiques (environ 25h) Contrôles continus (rapports des séances de TP) Devoir surveillé (2 à 3h) Examen final (2h à 3h)

Plan des cours théoriques Introduction à l’informatique Informatique : sa définition, son histoire L’ordinateur : ses composants (unité central, mémoire, processeurs) La représentation des informations (codage) Les systèmes d’exploitation Les réseaux Les virus et les anti-virus Langage et programmation Introduction à l’algorithmique et à la programmation (types, variables, condition et itération) Introduction au langage C

Plan des travaux dirigés Représentation des informations (2h) Introduction l’algorithmique et à la programmation C (23h)

Plan des travaux pratiques Initiation au word à l’internet (4h) Initiation à la programmation C (26h)

Usagers de l’informatique Développeurs Concepteur Utilisateurs

Qu’est ce que l’informatique Science du traitement automatique de l’information au moyen d’ordinateurs. Théorie et traitement de l’information à l’aide de programmes mis en œuvre sur ordinateur. Science du traitement automatique et rationnel de l’information en tant que support des connaissances et des communications; ensemble de cette science mettant en œuvre des matériel (ordinateurs) et des logiciels. Science qui s’occupe de l’automatisation de procédures de calcul en vues de les faire exécuter par des machines (le Logiciel ou Software). Elle s’occupe aussi de définir la structure de ces machines (le Matériel ou Hardware)

Qu’est ce qu’un ordinateur Machine automatique de traitement de l’information, obéissant à des programmes formés par des suites d’opérations arithmétiques et logiques. Machine électronique possédant une certaine architecture matérielle (hardware) lui permettant d’exécuter des programmes, ou logiciels (software). Machine : appareil ou ensemble d’appareils capable d’effectuer un certain travail ou de remplir une certaine fonction, soit sous la conduite d’un operateur, soit d’une manière autonome. => Un ordinateur est une machine généraliste capable d’imiter le comportement d’une machine spécialisée (une machine à écrire, une calculatrice…) grâce à l’introduction d’informations décrivant le fonctionnement de cette dernière. C’est enfin une machine régie par les seuls lois de la logique formelle.

Utilisation de l’informatique L’informatique est utilisée : Dans la gestion (banques) Dans l’enseignement Dans la communication (facebook par exemple) Dans la recherche (simulation biologique par exemple)

Utilisation de l’informatique L’informatique est utilisée : L’aéronautique Dans les industries En médecine

Schéma du traitement de l’information par l’ordinateur Problème + données Résultats Analyse programmation Formalisation + entrées Sorties Interprétation résolution Monde réel Monde formalisé

Les caractéristiques d’un ordinateur Les fonctions et les caractéristiques attendues d’un ordinateur sont les suivantes : Traiter avec rapidité et fiabilité des données Mémoriser de grandes quantités d’informations d’une grande diversité Contrôler des enchaînements de traitement Interagir avec l’extérieur (l’homme, l’environnement, d’autres ordinateurs)

Schéma simplifié d’un ordinateur Unité centrale Ecran Clavier

Schéma d’autres périphériques

Les principaux composants d’un ordinateur Unité centrale : est composée par L’UAL (l’Unité Arithmétique et Logique) qui réalise les calculs élémentaires: addition, comparaison, multiplication L’UT (Unité de traitement) est le chef d’orchestre, responsable du bon déroulement des opérations, il est synchronisé par l’horloge. La mémoire centrale qui permet de stocker les données liées aux traitements On distingue ROM et RAM Les bus permettant de lier les composants qui véhiculent les informations (données ou adresses)

Ce que peuvent les ordinateurs Ils peuvent résoudre des problèmes complexes Ils peuvent aider les experts à analyser et à concevoir Certains programmes sont conçu pour assister les médecins dans leur analyse de certains types de maladiesn(infections bactériennes). Interprétation de circuits électronique Circuits électronique Diagnostic médical

Ce que peuvent les ordinateurs Ils peuvent comprendre des images simples Ils peuvent aider à la fabrication de produits Reliées à des caméras de télévision, les ordinateurs ont une perception suffisante de certains univers restreints. Ainsi, à partir de dessins d’un univers constitué de blocs un ordinateur peut déduire les types d’objet présents, les relations qui les lient et les groupes qu’ils constituent. Par chance, les ordinateurs peuvent parfois se charger de travaux dont personne ne veut, qu’ils soient salissants, dangereux, dévalorisants, répétitifs à l’ennui ou bien très mal payés. Le progrès social commande que de telles tâches soient accomplies par des robots adaptables et intelligents.

Ce que peuvent les ordinateurs Ils peuvent dialoguer entre eux pour résoudre des problèmes complexes

Histoire de l’informatique 1652 : la Pascaline fut inventée par Blaise Pascal. Elle fut la première machine qui a permis d’effectuer les quatre opérations arithmétiques. La seconde moitié du xxè siècle a connu, avec l’ordinateur et l’informatique, l’avènement de ce que certains appellent « la troisième révolution industrielle ». Aujourd’hui, il n’est pas de lieu habité sur Terre qui soit touché – directement ou indirectement – par les changements économiques et sociaux que ces machines « universelles », interconnectées en un véritable réseau planétaire, ont provoqués dans la culture mondiale.

Histoire de l’informatique 1834 : Charles Babbage décrit une machine analytique. Cette machine est décrite comme un ordinateur mécanique programmable fonctionnant à la vapeur et utilisant des cartes perforées pour ses données et ses instructions Obstacles: manque de pièces mécaniques, manque de financement Composants de la machine: - Moulin : pour faire des calculs - Magasin : pour stocker des chiffres - Les résultats pouvaient être imprimés - La machine devait être commandées par des instructions sur les cartes perforées Prototype inachevé

Histoire de l’informatique 1942 : la ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) est le premier ordinateur entièrement électronique. Il a été conçue par l’armée américaine pendant la deuxième guerre mondiale afin d’effectuer des calculs balistiques. Poids: plus de 30 tonnes Surface occupée : 72m2

Histoire de l’informatique 1963-1973 : Apparition microprocesseurs à circuits intégrés et des ordinateurs personnels

Histoire de l’informatique Vers 1995: utilisation de l’internet par plus de monde

Histoire de l’informatique Vers 2000: Apparition des ordinateurs portables

Histoire de l’informatique Vers 2005: Apparition des ordinateurs personnels avec plusieurs processeurs ou coeurs

Histoire de l’informatique Vers 2005: Apparition des ordinateurs personnels avec écrans plats

Histoire de l’informatique Vers 2010: Apparition des tablettes, des iphones, et des micro-ordinateurs

Histoire de l’informatique De 1946 à maintenant

Introduction à la programmation L’objectif de la programmation est de fournir une solution informatique à un problème réel. La première étape du développement d’une application consiste donc à analyser le problème, c’est-à-dire à en cerner les limites et à le mettre en forme dans un langage descriptif, on parle généralement d’analyse pour décrire le processus par le lequel un programme est formalisé. Le langage de description utilisé pour écrire le résultat de l’analyse est appelé algorithme . Il s’agit de la description, dans un langage proche du langage naturel, compréhensible de tous, de l’ensemble des actions permettant de répondre au problème. L’étape suivante consiste à traduire l’algorithme dans un langage de programmation spécifique, il s’agit de la phase de programmation. Le langage de programmation représente un langage intermédiaire entre l’humain et la machine, il permet d’écrire dans un langage proche de la machine, mais intelligible par l’humain, les opérations que l’ordinateur doit effectuer. Ainsi, étant donné que le langage de programmation est destiné à l’ordinateur, il doit donc respecter une syntaxe stricte. Le programme informatique est ensuite transformé en langage machine lors d’une étape appelée compilation La compilation est une phase réalisée par l’ordinateur lui-même grâce à un autre programme appelé compilateur (ou interpréteur). La phase suivante s’appelle l’édition de liens, elle consiste à lier le programme avec tous les éléments externes (généralement des librairies auxquels il fait référence).

Définitions : Algorithme, Langage, programme Un algorithme est un moyen pour un humain de présenter son approche du problème à d’autres personnes. En effet, un algorithme est l’énoncé dans un langage bien défini d’une suite d’opérations permettant de répondre au problème. Si l’eau est chauffée, mettre du café et ensuite faire la vaisselle. On appelle langage informatique un langage destiné à décrire l’ensemble des actions consécutives qu’un ordinateur doit exécuter. Un langage informatique est ainsi de façon pratique pour les humains de formaliser les instructions que l’ordinateur doit exécuter. Les langages de programmation permettent d’implémenter des algorithmes. Il existe des dizaines de langages informatiques adaptés, ou non, à des domaines spécifiques Le langage machine n’étant pas compréhensible par l’être humain, des langages intermédiaires, compréhensibles par l’homme, ont été mis au point. Le code écrit dans ce type de langage est transformé en langage machine pour être exploitable par le processeur. Un programme informatique est une suite d’instructions exécutables par l’ordinateur. Avantage d’un langage informatique : -> facilement compréhensible que le langage machine; -> permet une grande portabilité, c’est-à-dire une plus grande facilité d’adaptation sur des machines de types différents.

Evolution des langages paradigme Autres langages style 1 PASCAL, C impératif ou actionnel Fortran, ADA, JAVA “Fais ¸ca” 2 LISP, SCHEME applicatif ou fonctionnel Caml, ML “´Evalue ¸ca” 3 Prolog déclaratif ou relationnel C-prolog, Prolog3, SQL “que penses tu de ça ?” -> langage impératif : organise le programme sous forme d’une série d’instructions, regroupées par blocs et comprenant des sauts conditionnels permettant de revenir à un bloc d’instruction si la condition est réalisée. -> langage fonctionnel est un langage dans lequel le programme est construit par fonctions, retournant un nouvel état en sortie et prenant en entrée la sortie d’autres fonctions.

Comparaison des langages paradigme Le programme est Son exécution consiste à 1 impératif ou actionnel un ensemble d’actions séquentielles déclencher les actions et modifier l’´etat de variables 2 applicatif ou fonctionnel une fonction (composition) évaluation de la fonction avec des paramètres effectifs 3 déclaratif ou relationnel un ensemble de règles et de faits lancer une résolution en tenant compte des règles et de l’état de la base de faits

Génie Logiciel Plusieurs sortes logiciels existent Un logiciel est un ensemble de programmes destiné à un ordinateur ou à un système informatique pour effectuer une tâche ou une fonction particulière. Le terme génie logiciel (software engineering) désigne l’ensemble des méthodes, des techniques et outils concourant à la production d’un logiciel, au-delà de la seule activité de programmation. Le choix du terme « génie » fait directement référence à celui du génie civil, désignant l’art de la construction. Plusieurs sortes logiciels existent applications Outils de développement Systèmes d’exploitation Pilotes de périphériques matériel

Génie Logiciel Cycle de développement d’un logiciel

Les logiciels malveillants Le cheval de troie (torjan horse) : désigne tout code malveillant caché dans un logiciel ou toute page téléchargée volontairement. Virus : est un programme qui se reproduit en accolant son code à un autre programme, tout comme le font les virus biologiques. En outre, il peut accomplir d’autres actions que celle de se reproduire. Vers : sont comme des virus, mais ils se reproduisent eux-mêmes. Logiciels malveillants => logiciels qui effectuent des actions malveillantes. => Des millions de dollars de pertes ont été causées par ces logiciels malveillants et nombre de personnes ont perdu des données importantes. Un grand nombre de logiciels malveillants sont écrits pour se propager très rapidement sur l’internet et infecter le plus possible de machines. => Comment cibler des millions de personnes et installer le code sur leur machine. Ecrire un programme vraiment utile de cacher le code malveillant à l’intérieur est une pratique courante. Les jeux, les lecteur de musique, les visionneuses spéciales (pour contenu pornographique) ou tout logiciel avec beaucoup de graphiques clinquants sont de très bons candidats. Les personnes doivent volontairement télécharger et installer ces programmes. =>Cheval de troie : analogie avec le cheval de bois rempli de soldats grecs décrit par Homère dans l’Odyssée. Après l’installation de l’exécutable, le code malveillant peut réaliser tous les dégats dans lesquels il a été conçu, comme détruire, modifier ou chiffrer les fichiers de la machine. La beauté d’une attaque par cheval de troie est qu’elle ne nécessite pas la présence de l’auteur du cheval pour s’introduire dans l’ordinateur de la victime. C’est la victime qui fait tout le travail.

Réseau informatique Un réseau est un ensemble d’équipement reliés entre eux pour échanger des informations.

Système d’exploitation Un système d’exploitation est un logiciel destiné à faciliter et à simplifier l’utilisation d’un ordinateur. Il assure l’interface entre le matériel et l’utilisateur en mettant à sa disposition tout un éventuel de services le déchargeant des spécificités d’accès complexes du matériel. Exemple : Windows xp, Windows 7, Linux, Unix, …. Le succès des ordinateurs de ces dernières années tient en partie au développement de systèmes d’exploitation plus conviviaux, plus simples à mettre en œuvre notamment grâce à l’utilisation du graphisme.

Métiers Informatiques Dépend du secteur d’activité, de l’expérience, du niveau de formation, de l’intérêt Métiers type : Informaticien «logiciel» développeur puis chef de projet, architecte, resp. d’affaire, consultant... Informaticien «système» Resp. d’applications, admin. systèmes/réseaux puis resp. de sites, ingénieur sécurité… Informaticien «maintenance» Réparateur d’ordinateurs Informaticien «scientifique» Type d’entreprises SSII : sociétés de services en Informatique Services informatique de grande entreprise Laboratoire de recherche