Cours Algorithme

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En cours de rédactionNotes du cours 2-22 du MPRI, année 2010–2011Version du 27 février 2013Alin BostanFrédéric ChyzakMarc GiustiRomain LebretonBruno SalvyÉric Schost Table ...
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Présentation

Un algorithme est une méthode de résolution de problèmes étape par étape. Il est couramment utilisé pour le traitement de données, le calcul et d'autres opérations informatiques et mathématiques connexes. Il est également utilisé pour manipuler les données de différentes manières, telles que l'insertion d'un nouvel élément, la recherche d'un élément particulier ou le tri de plusieurs éléments.


Donc, un algorithme est une série détaillée d'instructions permettant d’effectuer une opération ou résoudre un problème. Dans une approche non technique, nous utilisons des algorithmes dans les tâches quotidiennes, comme une recette pour faire un gâteau ou un manuel de bricolage. Techniquement, les ordinateurs utilisent des algorithmes afin de répertorier les instructions détaillées pour effectuer une opération. Par exemple, pour calculer la TVA, l'ordinateur utilise un algorithme bien conçu pour cette opération. Afin d’accomplir cette tâche, les données appropriées doivent être entrées dans le système, et si l’algorithme utilisé est bien adapté, le système fournit un résultat exact.

En termes d'efficacité, différents algorithmes sont capables d'accomplir des opérations ou de résoudre des problèmes facilement et rapidement. La façon de réaliser ou de créer un algorithme diffère d’une personne à une autre, c’est normal, car chacun a sa propre manière d’analyse et de traduction d’un problème réel à une suite d’instructions qui mène à résoudre ce problème à l’aide de la machine.

Objectifs

Il existe des tas de problèmes qui nécessitent l’intervention de la machine pour être résolus, mais l’analyse et la conception humaine restent indispensables. Dans ce cours, on se contentera de vous présenter les principales manières de concevoir, analyser et traduire un problème réel en une suite d’instructions. De cette façon, vous n’aurez plus à vous casser la tête avec trop de calcul et surtout s’il est répétitif.

Pouvoir écrire un algorithme « correct » n’est pas le seul challenge, car plusieurs facteurs entrent en jeu lors de cette écriture, par exemple son niveau de complexité, son temps d’exécution, etc. Ces éléments sont très importants pour une efficacité optimale d’un algorithme.

Ce cours aura donc pour but de vous initier au monde de l’algorithmique d’une part, et de vous montrer les bonnes pratiques d’une autre part. Une fois les bases sont acquises, vous serez capable de réaliser des algorithmes plus complexes d’une manière très efficace.

Vous devez noter que les algorithmes sont aussi la base de la programmation, une fois maîtrisés, tout langage de programmation vous sera très facile à apprendre. Pourquoi ? Tout simplement, parce que l’algorithme est la méthode de diviser le problème à plusieurs étapes unitaires, tandis qu’un langage de programmation est tout simplement la syntaxe avec laquelle notre algorithme sera représenté sur la machine. Autrement dit, c’est la manière d’’expliquer à l’ordinateur ce qu’il est censé faire.

Exemples d’application

Les algorithmes sont employés quotidiennement par chacun de nous. Imaginez maintenant qu’il fait tard le soir, vous vous dirigez vers la cuisine, vous avez tous les ingrédients et les outils nécessaires (four, assiettes…), mais malheureusement vous ne savez pas cuisiner ! En effet, ce qui vous manque réellement c’est la recette. Cette dernière est une suite d’étapes à suivre (mélange d’ingrédients...) pour donner un résultat donné (votre sandwich :D). C’est le cas des algorithmes vis-à-vis de la programmation.
Vous avez maintenant compris l’importance des algorithmes et à quoi ils servent. Cependant, l’utilisation de l’algorithmique n’est pas restreinte à un domaine précis ou un champ d’application particulier. Vous les trouverez presque partout, ce sont en effet une « façon de penser ».

Pour résoudre, par exemple, une équation du premier degré en mathématiques, vous aurez besoin d’un algorithme, et une fois ce dernier implémenté vous ne vous soucierez plus de faire les calculs vous-même, parce que c’est votre machine qui va s’en occuper. Génial ! n’est-ce pas ?

Prérequis

Comme nous l’avons déjà précisé en haut, l’algorithme est la base de la programmation, donc si vous êtes débutant ou novice, ne vous inquiétez pas, ce cours est fait pour vous, vous serez guidé pas à pas pour apprendre à faire des algorithmes. Or, si vous avez plutôt des notions de base en algorithme, ce cours vous aidera à approfondir vos connaissances ainsi que d’avancer vers des méthodes plus complexes et plus efficaces pour résoudre vos problèmes. 

La durée d’apprentissage dépendra essentiellement de vous, de votre motivation et de votre engagement. Généralement, une vingtaine d’heures est suffisante pour pouvoir être en mesure d’écrire des algorithmes pour la majorité de vos problèmes à l’aide de la machine. En fur et à mesure de la pratique, vous deviendrez des experts en la matière. 

Tout savoir sur l’algorithmique

L’algorithmique représente les processus systématiques de résolution d’un problème, lesquels offrent la possibilité de décrire de façon précise les étapes pour résoudre un problème algorithmique. Il faut savoir que la maîtrise des bases d’un langage de programmation semble indispensable pour n’importe quel apprenti programmeur. Ceci lui permettra d’avoir de meilleurs résultats et d’être plus rapide dans son travail. Les cours permettront aux développeurs d’être en mesure de comprendre, corriger et de concevoir des programmes beaucoup plus efficaces. La rédaction préalable d’algorithmes présente un grand nombre d’avantages qui sont loin d’être négligeables. On fera allusion dans ce cas au fait de devenir plus compréhensible, de mieux cerner le langage du programme, de rester focalisé sur la logique du programme (plutôt que sur les particularités du langage utilisé), de vérifier la complexité du programme et de pouvoir l’optimiser par conséquent, mais aussi, de faire ressortir de façon compréhensible les cas d’utilisation. La maîtrise de l’algorithmique est donc indispensable pour parvenir à communiquer avec la machine. Il s’agit avant tout d’un premier pas vers la programmation traditionnelle.

Des cours complets pour apprendre l’algorithmique

En tant que développeur, l’apprentissage de l’algorithmique est avant tout nécessaire. Les cours vous permettront d’améliorer vos connaissances et de développer vos compétences. Tous les domaines en rapport avec l’algorithmique et l’algorithme seront parfaitement bien traités. L’individu parviendra à apprendre le concept d’algorigrammes. Il s’agit d’un outil visuel pour décrire un algorithme. Le cours permettra aussi d’apprendre la théorie des graphes, de même que les algorithmes les plus connus qui leur sont associés. Vous pourrez apprendre les bases de l’algorithmique, les règles d’or de la programmation, les concepts fondamentaux de l’algorithmique et d’autres possibilités encore. Le fait d’avoir une bonne maîtrise de son outil de travail (en l’occurrence sa machine) vous permettra toujours de réaliser n’importe quelle opération. C’est d’ailleurs la raison pour laquelle on dit que l’algorithme peut prendre plusieurs formes (recette cuisine, mode d’emploi, notice de montage, texte de loi, etc.). Dans toute chose, avoir une bonne maîtrise des bases semble indispensable pour bien s’en sortir. On ne peut lancer une programmation si on a du mal à communiquer avec la machine. L’apprentissage de l’algorithmique vous invitera à être à l’aise avec les variables, fonctions, conditions, boucles, etc.