Cours d Algorithmique et programmation

Algorithmique et programmation

Cours d'algorithmique illustré par des exemples pour le picbasic

Même s'il est possible d'écrire un programme petit à petit par touches successives, le résultat est souvent décevant, la mise au point délicate et la maintenance difficile, un minimum de méthode et de rigueurs sont nécessaires.

La programmation structurée

Un programme doit être construit par niveaux du général au particulier.

A l'intérieur de chaque grand logiciel, il existe un petit logiciel qui ne demande qu'à sortir

Structure d'un programme mal écrit. Tous les    Programme structuré, chaque module est modules sont dépendants. l'écriture et la            décomposé en modules plus petits et maintenance sont difficiles.           indépendants.

L'analyse descendante

La programmation est avant tout une méthode d'analyse et non l'apprentissage d'un langage. Une bonne méthode permet

-  Une conception aisée

-  Une meilleure efficacité du programme (moins d'erreurs)

-  Une maintenance aisée

Un programme est un système complexe qu'il n'est pas possible d'aborder dans son ensemble. Il faut le décomposer en petits modules indépendants.

Exemple de la gestion d'un chauffage

Le programme est construit par niveaux, chaque niveau définit plus précisément le précédent. Le dernier niveau est celui de la machine.

Exemple d'algorithme

Les variables

Les variables sont des éléments fondamentaux d'un programme, elles décrivent l'état du système à un instant donné. Affecter une valeur à une variable consiste à lui associer cette valeur jusqu'à une nouvelle affectation. Si une variable doit toujours avoir la même valeur, nous utilisons une constante.

Soit la variable température de type entier, cette variable peut changer de valeur régulièrement au fil du temps

Pour affecter une valeur à la variable

Pour simplifier nous écrivons température nous pouvons écrire

temperature prend pour valeur 21                            temperature  21

Une variable peut aussi prendre pour valeur une expression écrite avec les opérateurs du langage

                         A         (B + 2 ) / F

X         X + 1(incrémentation)

EnButee         port5 and 64 (opération logique)

Notion de type

Les objets que nous utiliserons seront exploités de différentes manières selon leur type

Soit un objet de type texte nommé couleur, cet objet peut prendre les valeurs "rouge", "vert" ou "bleu"

Soit un objet de type entier nommé longueur, cet objet est une valeur numérique comprise entre 0 et 100

Nous pouvons écrire vitesse longueur /

temp                                                                      longueur est un nombre avec lequel on peut

Mais nous ne pouvons pas écrire bidule =           faire des calculs mais pas couleur. couleur + 2

Les types courants sont

Les bits ou booléens : 0 ou 1, vrai ou faux

Les octets (byte) : 0 à 255

Les entiers (integer) : 5, 10, -4, 456 etc.

Les réels (real) : -12.3, 4.5, 0.9 etc.

Les caractères (char) : A, b, ), ? etc.

Les chaînes de caractères (string) : "bonjour", "rouge", "ceci est une chaîne" etc.

L'algorithme

C'est l'outil que nous utilisons pour décrire le comportement d'un programme. Un algorithme est la description du comportement à l'aide d'actions élémentaires sur des objets connus.

Programmer c'est

Algorithme CalculSurface

-  Définir précisément le problème à résoudre

-  Décrire peu à peu la solution par un algorithme

-  Traduire l'algorithme en utilisant un langage de programmation

Les actions sont : Lire, Afficher et ( qui signifie prend pour valeur)

Les objets manipulés sont : longueur, largeur et surface

Dans le programme les actions correspondent à des instructions et les objets à des variables

Formalisme algorithmique (règles d'écriture)

L'algorithme est écrit en langage courant compréhensible par toute personne

Les commentaires

Pour être exploitable, un programme doit être commenté même si cela peut sembler superflu au premier abord. Les commentaires sont de trois ordres.

•    L'algorithme en français doit être joint au programme pour en faciliter la lecture

•    Des commentaires doivent apparaître dans le programme lui même pour définir précisément ce qui s'y passe (titre, remarques etc. ). Indiquer à quoi correspondent les différentes variables et utiliser si possible des identificateur clairs. (heure est plus clair que h, temperature_four est plus clair que tf)

•    Une notice d'utilisation peur être jointe au programme.

Rq : Un programme mal commenté est très difficile à lire par une autre personne et même par son auteur quelques semaines après sa rédaction.

Les blocs

Un algorithme sera décrit sous forme de blocs qui décrivent les différentes parties du programme

On peut également décrire un algorithme avec un langage graphique mais cette description devient rapidement lourde à manipuler et ne facilite par une bonne structuration des programmes.

Les symboles utilisés dans ce cas sont les suivants.

Les structures de contrôle

L'écriture d'un algorithme ou d'un programme consiste à décrire de façon statique (du texte) le comportement dynamique d'un système (microcontrôleur par exemple). Nous disposons pour cela de trois possibilités

•    Enchaîner les actions (exécution séquentielle)

•    Choisir entre plusieurs solutions en faisant des tests

•    Répéter des actions avec des boucles

                                                                            Ici trois lignes commandent des centaines d'opérations

Enchaînement

                                                                                              Algorithme

Les actions sont exécutées les unes à la suite des autres dans l'ordre d'écriture. Exemple de programme

DIM tension AS BYTE

DIM temperature AS BYTE

SET PICBUS HIGH LCDINIT tension = ADIN(4) temperature = tension / 5

PRINT DEC (temperature)

Sélection

                                                                                              Algorithme

Si la condition est vraie alors l'action est exécutée, sinon elle ne l'est pas.

Exemple de programme

Sélection (suite)

                                                                                              Algorithme

Si la condition est vraie alors l'action1 est exécutée, sinon c'est l'action 2 qui sera exécutée. Exemple de programme

Choix multiples

                                                                                              Algorithme

Cette structure de contrôle n'existe pas avec le picbasic, il faut donc la programmer avec les instructions de saut disponibles.

Exemple de programme

Boucle TANT QUE

Algorithme

Rq : une boucle TANT QUE n'est pas exécutée si la condition est fausse au début

Cette structure de contrôle n'existe pas avec le picbasic, il faut donc la programmer avec les instructions de saut disponibles. Exemple de programme

Boucle REPETER

Algorithme

Rq : Contrairement à la boucle tant que, l'action est ici exécutée au moins une fois.

Cette structure de contrôle n'existe pas avec le picbasic, il faut donc la programmer avec les instructions de saut disponibles. Exemple de programme

Boucle POUR

                                                                                              Algorithme

Cette boucle est utilisée quand le nombre de boucles à exécuter est connu avant. Exemple de programme

Auteur : Mise à jour le 12 03 2003