Introduction à la programmation

Cours

Qu’est-ce qu’un programme ?

Un programme, ou une application, ou encore un logiciel, est un outil permettant la réalisation de tâches.

• Traitement de texte
• Envois de messages
• Prévision météorologique
• Gestion de stock
• Montage vidéo

Pour réaliser ces tâches, un programme va implémenter un ou plusieurs algorithmes dans un langage de programmation.

Qu’est-ce qu’un algorithme ?

• Un algorithme est une suite d’actions qui suivent un ordre précis.
• Cette suite d’actions représente les traitements sur les données.
• Un algorithme doit être clair et précis.
• Pour aider à concevoir la solution, un algorithme peut être traduit en ordinogramme.

Exemples d’algorithmes que vous connaissez déjà :

• Une recette de cuisine.
• Les instructions pour assembler un meuble.
• Les instructions pour préparer un café chaud avec du lait.
• La méthode pour calculer la somme des nombres de 1 à 100.
• Etc.

Qu’est-ce qu’un langage de programmation ?

Un langage de programmation est un ensemble de mots clés et des règles de syntaxe qui permettent d’écrire un programme exécutable par un système informatique.

Pour rappel, un système informatique ne comprend que le binaire (0 et 1), un langage de programmation est le meilleur moyen d’avoir un langage intelligible pour faire une interface entre l’homme et la machine (le binaire).

Le rêve ultime est d’utiliser le langage naturel (le francais par exemple) pour écrire un programme. C’est ce qu’essaye d’entreprendre certaines compagnies d’intelligence artificielle. Les résultats pour le moment restent mitigés.

En attendant la réalisation de cette promesse, voici quelques langages courramment utilisés:

• Ex: Python, C/C++, C#, java, Matlab, ….
• Langages de programmation les plus populaires : TIOBE Index - TIOBE

Cycle de développement logiciel

Le cycle de développement d’un logiciel se décompose en plusieurs étapes que nous pouvons retrouver à travers ce schéma :

Goffinet, F. (2021, 11 novembre). Concepts de développement logiciel.

Le schéma représente un cercle fermé car un logiciel n’est jamais complètement fini. Il est en constante évolution dû à des besoins utilisateurs grandissants.

Pourquoi le python ?

Ce langage est très utilisé dans la communauté scientifique, car il est facile à prendre en main et il offre une bonne compatibilité avec les autres outils scientifiques. Il est souvent défini comme une colle entre ces outils.

Il propose aussi un grand nombre de librairies d’analyse scientifique très robustes comme : numpy, pandas, matplotlib…

Python est un langage interprété orienté objet. Sa syntaxe simple offre une multitude de possibilité de développement. Il est possible de créer ses propres modules qui seront ensuite partagés à la communauté. Exemple : pipy.

C’est un langage de programmation assez classique, il propose les mécanismes standards suivants :

• Données typées : entiers, réels, booléens, chaînes de caractères.
• Structures avancées de données : listes, dictionnaires, classes.
• Séquences d’instructions : écrire et exécuter une série de commandes sans avoir à intervenir entre les instructions.
• Structures algorithmiques : branchements conditionnels et boucles.
• Programmation structurée : utiliser les procédures et fonctions pour mieux organiser son code.
• Appeler plusieurs fichiers d’extension “.py” dans d’autres programmes à l’aide de la commande “import”.

Il offre aussi l’avantage d’être un logiciel libre et open source.

Comment écrire un programme ?

VScode

Dans ce cours, nous allons utiliser un environement de développement (IDE) pour développer nos programmes d’analyse scientifiques avec Python. Il s’agit de Visual Studio Code.

• Visual Studio Code est comme un cahier de notes pour écrire du code.

• Il est gratuit et peut être utilisé avec beaucoup de langages de programmation, dont Python.

• Il a des fonctionnalités pratiques, comme :

  • aider à compléter le code.
  • executer le programme en cours de développement.
  • trouver des erreurs.
  • mettre en forme le code, etc.

• On peut aussi ajouter des extensions pour avoir plus de fonctionnalités, comme intégrer des bibliothèques scientifiques, des vérificateurs de code, des testeurs, etc.

Interface VS-code

Premier exemple de programme en pyhton

Exemple de programme simple dans python :

# Exemple d'un programme simple qui effectue la somme de 2 nombres
# Données en entrée
x = 5
y = 7

# Traitement
somme = x + y

# Affichage
print('La somme x + y est égale à : ', somme)

Remarque du jour

Lab

Exemple à télécharger

Voyons ensemble comment exécuter ce programme.