Informatique au lycée/Programmation et langages

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Programmation et langages
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Chapitre no 6
Leçon : Informatique au lycée
Chap. préc. :Algèbre booléenne et circuits logiques
Chap. suiv. :Structures de données avancées
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Un peu d'histoireModifier

En 1936, la publication de l’article fondateur de la science informatique « On Computable Numbers with an Application to the Entscheidungsproblem », par Alan Mathison Turing, allait donner le coup d'envoi à la création de l'ordinateur programmable. Il y présente sa machine de Turing, le premier calculateur universel programmable, et invente les concepts et les termes de programmation et de programme. En 1948, Konrad Zusee publie un article sur son langage de programmation qu’il a développé entre 1943 et 1945 : le Plankalkül. Zuse le considère comme étant le premier langage de haut niveau. C'est à partir des années 1950 que l’on verra apparaître les premiers langages de programmation modernes. Voici les créateurs des langages les plus utilisés :

Évolution des langages informatiquesModifier

On distingue aujourd’hui cinq générations de langages. La première génération est le langage machine, ou code machine. On parle aussi de langage natif. Il est composé d'instructions et de données à traiter codées en binaire. C'est le seul langage qu'un ordinateur peut traiter directement. Voici à quoi peut ressembler un programme en langage machine :

 A1 01 10 03 06 01 12 A3 01 14

Il s'agit de la représentation hexadécimale d'un programme permettant d'additionner les valeurs de deux cases mémoire et de stocker le résultat dans une troisième case. On voit immédiatement la difficulté d'un tel langage.

La deuxième génération est le langage assembleur : le code devient lisible et compréhensible par un plus grand nombre d'initiés. Il existe en fait un langage assembleur par type de processeur. Le programme précédent écrit en assembleur donnerait ceci :

MOV AX, [0110]
ADD AX, [0112]
MOV [0114], AX

Il reste utilisé dans le cadre d'optimisations, mais a été supplanté en popularité par les langages plus accessibles de troisième génération.

La troisième génération utilise une syntaxe proche de l'anglais. Proposés autour de 1960, ces langages ont permis un gain énorme en lisibilité et en productivité. Ils ne dépendent plus du processeur, comme c’était le cas des générations précédentes, mais d'un compilateur spécifique du processeur. L’idée de portabilité des programmes était lancée. La plupart des langages de programmation actuels sont de troisième génération. On trouve dans cette catégorie tous les grands langages : Ada, Algol, Basic, Cobol, Eiffel, Fortran, C, C++, Java, Perl, Pascal, Python, Ruby, ... Cette génération couvre d'ailleurs tant de langages qu'elle est souvent subdivisée en catégories, selon le paradigme particulier des langages.

Les langages de quatrième génération, abrégés L4G, souvent associée à des bases de données, se situent un niveau au-dessus, en intégrant la gestion de l'interface utilisateur et en proposant un langage moins technique, plus proche de la syntaxe naturelle. Ils sont conçus pour un travail spécifique : gestion de base de données (Microsoft Access, SQL), production graphique (Postscript), création d'interface (4D).

La cinquième génération de langages sont des langages destinés à résoudre des problèmes à l'aide de contraintes, et non d'algorithmes écrits. Ces langages reposent beaucoup sur la logique et sont particulièrement utilisés en intelligence artificielle. Parmi les plus connus, on trouve Prolog, dont voici un exemple :

frère_ou_soeur(X,Y) :- parent(Z,X), parent(Z,Y), X \= Y.
parent(X,Y) :- père(X,Y).
parent(X,Y) :- mère(X,Y).
mère(trude, sally).
père(tom, sally).
père(tom, erica).
père(mike, tom).

Il en résulte que la demande suivante est évaluée comme vraie :

?- frère_ou_soeur(sally, erica).
oui.

Ce qui signifie que Sally et Erica sont sœurs. En effet, Sally et Erica ont le même père (Tom).

Quelques langages courantsModifier

« Hello world ! »Modifier

C'est dans un memorandum interne de Brian Kernighan, Programming in C : A tutorial, écrit en 1974 dans les laboratoires Bell, que l’on trouve la première version d'un mini-programme affichant à l'écran « Hello World! ». Voici comment cela s'écrit dans divers langages :

AdaModifier

with Ada.Text_IO;
  use Ada.Text_IO;
  procedure Bonjour is
  begin -- Bonjour
    Put("Hello world!");
  end Bonjour;

Assembleur X86 sous DOSModifier

cseg segment
  assume cs:cseg, ds:cseg
  org 100h
  main proc
  jmp debut
  mess db 'Hello world!$'
  debut:
  mov dx, offset mess
  mov ah, 9
  int 21h
  ret
  main endp
  cseg ends
  end main

BASICModifier

10 PRINT "Hello world!"
20 END

CModifier

#include <stdio.h>

int main()/* ou int argc, char *argv[] */
{
  printf("Hello world!\n");
  return 0;
}

C++Modifier

#include <iostream>

int main()
{
  std::cout << "Hello world!" << std::endl;
  return 0;
}

FORTRAN 77Modifier

PROGRAM BONJOUR
WRITE (*,*) 'Hello world!'
END

JavaModifier

public class HelloWorld {
  public static void main(String[] args) {
    System.out.println("Hello world!");
  }
}

JavascriptModifier

document.write("Hello world!");

Python 1 et 2Modifier

print "Hello world!"

Python 3Modifier

print("Hello world!")

La machine de TuringModifier

Pseudo-codeModifier

ConventionsModifier

En pratiqueModifier

Exemple de pseudo-codeModifier

Transformation du code sourceModifier

CompilationModifier

InterprétationModifier

Avantages, inconvénientsModifier

ParadigmesModifier

Programmation impérativeModifier

Programmation structurée (ou procédurale)Modifier

Programmation orientée objetModifier

Programmation fonctionnelleModifier

Les notions principales de la programmationModifier

L'affectationModifier

Les testsModifier

Les bouclesModifier

Les sous-programmesModifier

La récursivitéModifier

La programmation orientée objetModifier

EncapsulationModifier

HéritageModifier

PolymorphismeModifier