Cours Assembleur structures algorithmique
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2. Les structures de base d’un langage de programmation
Dans ce qui suit, nous allons voir comment établir un organigramme puis en déduire le pseudo-langage correspondant et delà le programme. Nous commencerons tout d’abord par définir qu’est ce qu’un programme.
Un programme est une suite d’instructions exécutées par la machine. Une instruction est un ordre qu’on demande à la machine d’exécuter.
Ces instructions peuvent soit s’enchaîner les unes après les autres, on parle alors de SEQUENCE D ‘INSTRUCTIONS ; ou bien s’exécuter dans certains cas et pas
dans d’autres, on parle alors de STRUCTURE ALTERNATIVE ; ou se répéter plusieurs fois, on parle alors de STRUCTURE REPETITIVE.
Une instruction est une action que l’ordinateur est capable d’exécuter. Chaque langage de programmation fournit une liste d’instructions qui sont implémentées et que l’on peut donc utiliser sans les réécrire.
Dans notre pseudo-langage, nous n’aurons que la liste minimal d’instructions, nécessaire et suffisante pour les programmes que nous aurons à écrire.
Tout au long d’un programme, une variable peut subir plusieurs changements issu de certaines opérations (Affectation, Incrémentation, Decrémentation, Arithmétique ) et delà un changement de sa valeur.
Opérations
Affectation
Initialisation
Opérations Arithmétiques
Incrémentation / Decrémentation
Dans un organigramme, elles sont représentées ainsi :
Formalisme d’une Séquence d’instructions d’Opérations
Variable Valeur
Variable Val1 + Val2 * …. Variable Variable + Val Variable Variable - Val
Dans le pseudo-langage, elles s’écrivent ainsi :
Variable Valeur
Variable Val1 + Val2 * …. Variable Variable + Val Variable Variable - Val
Par exemple : A 5
S 3 + (2 * 3) / 6
B A + ( 20 * S) A A - 1
Une affectation c’est le fait de mémoriser une valeur à un endroit dans la mémoire nommé variable ou dont l’adresse est le nom de la variable.
Variable Valeur
Ce qui se lit « Variable reçoit valeur » .
Par exemple :
I 5 ; Termine Vrai
Incrémenter une variable c’est le fait de lui ajouter une valeur à sa valeur initiale. Decrémenter une variable c’est le fait de soustraire une valeur de sa valeur initiale. Cette notion est souvent utilisée dans le cas ou on a besoin de créer un compteur.
Variable Variable + Val
Par exemple :
I I + 1
J j – 2
C’est le fait de donner une valeur initiale à une variable avant de l’incrémenter ou de la decrémenter. Cette notion est souvent employée lorsqu’on utilise un compteur.
Var ValI
Par exemple :
I 0
I I + 1
Les opérations arithmétiques courantes sont l’addition, soustraction, multiplication et division. Ces opérations s’écrivent de la manière suivante :
Variable Val1 + Val2
Variable Val1 - Val2
Variable Val1 * Val2
Variable Val1 / Val2
On doit toujours affecter le résultat d’une opération dans une variable
Par exemple :
A 5 + 2 ; B A – 1 ; C (B / 2) – 1 + A
Pour permettre au programme de dialoguer avec l’utilisateur, c’est à dire d’afficher un résultat à l’écran et de lire une entrée au clavier, il faut au moins deux instructions une pour lire et l’autre pour afficher à l’écran ou pour imprimer. Dans un organigramme, elles sont représentées ainsi :
Formalisme d’une Séquence d’instructions de dialogue avec l’utilisateur
Lire Variable Afficher ’’Message’’ Afficher Variable
Imprimer Variable
Imprimer ’’Message’’
Dans le pseudo-langage, elles s’écrivent ainsi :
Lire Variable
Lire Variable1, Variable2,….
Afficher ’’Texte’’
Afficher Variable
Afficher ’’Texte’’ , Variable
Imprimer ’’Texte’’
Imprimer Variable
Imprimer ’’Texte’’ , Variable
La première lit tous les caractères qui sont saisis au clavier, jusqu’à ce que l’utilisateur appuie sur la touche entrée, et stocke le résultat dans la variable. La seconde affiche sur l’écran le ou les textes et la valeur des variables. La troisième imprime le ou les textes et la valeur des variables.
Par exemple : Cette séquence d’instructions va permettre de dialoguer avec l’utilisateur. En organigramme elle sera représentée comme suit :
Afficher ’’Quel est ton nom ?’’ Lire Nom
Afficher ’’Ton nom est :’’ , Nom
Afficher ’’Le mien est Khalil’’
En pseudo-langage :
Afficher ’’Quel est ton nom ? : ’’
Lire Nom
Afficher ’’Ton nom est :’’ , Nom
Afficher ’’Le mien est Khalil’’
Il est souvent nécessaire lorsque l’on écrit un programme de distinguer entre plusieurs cas conditionnant l’exécution de telles ou telles instructions. Pour ce faire, on utilise une structure alternative (Conditionnelle) : Si on est dans tel cas on fait cela sinon on fait ceci. Le formalisme de cette structure dans un organigramme sera comme suit :
Formalisme d’une Structure alternative
Non
Condition Oui
Actions 2
Actions 1
La syntaxe de cette structure en pseudo-langage est la suivante :
SI Condition ALORS Actions1 [ SINON Actions2 ] FINSI
NB : Les crochets signifient que la partie sinon est facultative.
Les actions
Les actions qui suivent le Sinon ou le Alors peuvent être :
Une simple instruction
Une suite d’instructions
Une autre structure alternative
Une autre structure répétitive
Les conditions
Pour exprimer les conditions on utilise les opérateurs conditionnels suivants :
= égal ; < Inférieur ; > Supérieur ; <= Inférieur ou égal ; >= Supérieur ou égal ;
<> différents ;
Par exemple :
(A<1) (A<=B) ……..
On peut combiner des conditions à l'aide des opérateurs logiques suivant : Ou ; Et ;
XOR;
Par exemple : (A<>B) ET (A>=5)
((A<0) ET ((B=0) OU (C<>A)) XOR (D=1))
Lorsque l’on écrit de telles conditions, il est recommandé de mettre toutes les parenthèses afin d’éviter les erreurs.
Par exemple : Programme permettant de calculer la valeur absolue d’un nombre : Organigramme :
Non
A<0 Oui
ABS A
ABS A*(-1)
Ce qui donnera en pseudo-langage :
Si (A<0) Alors ABS A* (-1) Sinon ABS A FINSI
Un programme a presque toujours pour rôle de répéter la même action un certain nombre de fois. Pour ce faire, on utilise une structure permettant de dire
«Exécuter telles actions jusqu’à ce que telle condition soit remplie » .
Bien qu’une seule soit nécessaire, la plupart des langages de programmation proposent trois types de structures répétitives. Voici celles de notre pseudo-langage.
Le formalisme de cette structure dans un organigramme sera comme suit :
Formalisme d’une Boucle TantQue
Non
Condition
Oui
Actions
La syntaxe de cette structure en pseudo-langage est la suivante :
TantQue Condition Faire
Actions
Fin TantQue
Ce qui signifie tant que la condition est vraie, on exécute les actions.
Par exemple : Ceci est un programme qui va permettre de calculer la somme des nombres entiers Inférieurs à N :
Organigramme :
Lire N
S 0
I 0
Afficher S
Non
I < N
Oui
I I+1
S S+I
Algorithme (Pseudo-langage) :
Lire n
I 0
S 0
TantQue ( I< n ) Faire
I I+1
S S+ I
FinTQ Afficher S
Cette boucle va pouvoir exécuter les actions au moins une fois la vérification de la condition se fait à la fin de la boucle contrairement à la boucle tant que.
Formalisme d’une Boucle Répéter jusqu’à
Actions
Condition Non
Oui
La syntaxe de cette structure en pseudo-langage est la suivante
Répéter
Actions
Jusqu’à Condition
Ce qui signifie que l’on exécute les actions jusqu’à ce que la condition soit vraie.
Par exemple : Le même exemple avec la boucle répéter jusqu’à : Organigramme :
Lire N
S S + I I I + 1
I >= N Non
Oui
Afficher S
Algorithme ou pseudo-langage :
Lire n
I 0
S 0
Répéter
S S + I
I I+1
Jusqu’à ( I >= n )
Afficher S
Très souvent, on utilise une structure répétitive avec un compteur et on s’arrête lorsque le compteur a atteint sa valeur finale.
Par exemple :
Lire n
I 0
S 0
Répéter
S S + I
I I+1
Jusqu’à ( I >= n )
Afficher S
C’est pourquoi la plupart des langages de programmation offrent une structure permettant d’écrire cette répétitive plus simplement. Dans le pseudo-langage c’est la structure POUR. L’organigramme de cette structure peut être représenter comme suit :
Formalisme d’une Boucle Pour
POUR Variable Allant de Valeur initiale A Valeur finale [PAS Valeur du pas] Faire
Actions
Suivant Variable
La syntaxe de cette structure en pseudo-langage est la suivante
POUR Variable Allant de Valeur initiale A Valeur finale [PAS Valeur du pas] Faire
Actions
Suivant Variable
Lorsque le pas est Omis, il est supposé égale à (+1).
Par exemple : Ceci est un programme qui va permettre de calculer la somme des nombres entiers Inférieurs à N :
Organigramme :
POUR I Allant de 0 A N faire
S S + I
Suivant I
Afficher s
Algorithme ou pseudo-langage :
Lire n
S 0
Pour I Allant de 0 A N Faire
S S + I Suivant I Afficher S
Un programme est composé de deux parties :
PROGRAMME
DECLARATION DES DONNEES
STRUCTURES ET INSTRUCTIONS
La partie instruction contient les instructions à exécuter.
La partie données contient toutes les variables utilisées par le programme.
Un programme exécutable est chargé dans la mémoire centrale de l’ordinateur, les valeurs que l’on a affectées aux variables doivent être conservées tout le temps du déroulement du programme. Par conséquent il faut que le programme soit capable de réserver la place nécessaire aux variables.
Pour ce faire, les variables doivent être déclarées afin que le compilateur sache quelle place elles vont occuper.
Les variables que l’on utilise dans le programme ne sont pas toutes de même nature, il y a des nombres, des caractères, … on dit que les variables sont typées.
Il est nécessaire de donner un type aux variables, car cela permet d’une part de contrôler leur utilisation ( on ne peut pas deviser un caractère par un nombre) et
d’autre part cela indique quelle place il faut réserver pour la variable.
Généralement les variables peuvent être des types suivants :
Entier
Il s’agit des variables destinées à contenir un nombre entier positif ou négatif. Dans notre Pseudo-langage, on écrira la déclaration des variables de type entier comme suit :
Variable1, Variable2… : Entier
Généralement un entier occupe deux octets, ce qui limite les valeurs de –32768 à +32768. Cependant cela dépend des machines, des compilateurs et des langages. Certains langages distinguent les entiers courts (1 octets ), les entiers longs (4 octets) et les entiers simples (2 octets).
Variable1, Variable2… : Entier Simple
Variable1, Variable2… : Entier Long
REEL
Il s’agit des variables numériques qui ne sont pas des entiers, c’est à dire qui comporte des décimales. Généralement un nombre réel est codé sur 4 octets. Il existe deux types de réel : simple et double. Dans notre pseudo-langage, la déclaration des variables de ce type sera comme suit :
Variable1, Variable2,… : REEL
Variable1, Variable2,… : Réel Double
CARACTERE
Les variables de type caractère contiennent des caractères alphabétiques ou numériques (de 0 à 9 ), mais dans ce cas ils ne sont pas considérés comme étant des nombres et on ne peut pas faire d’opérations dessus. Un caractère occupe 1 octet.
Dans notre pseudo-langage, une variable de type caractère de déclare ainsi :
Variable1, Variable2,… : CAR
Chaîne de caractères
Ce type de variable peut contenir plusieurs caractères. Dans le pseudo-langage, on le déclarera ainsi :
Variable1, Variable2,… : Chaîne
BOOLEEN
Il est souvent nécessaire lorsque l’on écrit un programme d’introduire des variables qui prennent les valeurs Vrai ou Faux ou les valeurs Oui ou Non.
Pour cela Il Existe un type particulier dont les variables ne peuvent prendre que 2 valeurs : Vrai ou Faux.
Dans notre pseudo-langage Ce type de variable se déclare de la manière suivante.
Variable1, Variable2,… : BOOLEEN
Les TABLEAUX
On peut regrouper plusieurs variables sous un même nom, chacune étant alors repérée par un numéro. C’est ce que l’on appelle un tableau. On peut faire un tableau avec des variables de n’importe quel type.
Dans tous les cas le ième élément d’un tableau appelé TAB sera adressé par TAB(i). Généralement on fait des tableaux à une dimension, mais il existe également des
tableaux à deux dimensions, dans ce cas TAB(i,j) représente la jème colonne et la ième ligne. Dans notre pseudo-langage un tableau est déclarer de la manière suivante :
Variable : TABLEAU [ Longeur ] Type
Variable : TABLEAU [ nb_ligne , nb_col ] Type
Par exemple :
mot : TABLEAU [10] CAR
Liste_nbr : TABLEAU [25]
Mots : TABLEAU [10,20] CAR
Lorsque l’algorithme devient trop compliqué, on aura envie de le découper, de manière à ce que chaque partie soit plus simple et donc plus lisible.
De même lorsqu’une partie de code doit être exécutée plusieurs fois, à des endroits différents, ou réutilisée ultérieurement on pourra ne l’écrire qu’une fois et lui donner un nom en faisant une Fonction ou une Procédure.
Une procédure est une suite d’instructions servant à réaliser une tâche précise en fonction d’un certain nombre de paramètres. Les paramètres sont de deux types.
Les paramètres de type Val : il contienne une valeur qui sera utilisée dans la procédure.
Les paramètres de type Var : ils représentent une variable du programme appelant qui pourra être lue et modifiée si nécessaire.
Dans notre pseudo-langage une procédure se déclare de la manière suivante :
Procedure Nom_Procedure [ (Val Variable : Type , ……, Var Variable : Type ) ] Déclaration des Variables Locales
Début Procedure
Actions
Fin Procedure
Les variables que l’on déclare localement dans la procédure ne sont connues que dans cette procédure.
Pour utiliser ou appeler cette procédure à partir d’un programme, on écrit :
Nom_Procedure [ ( Variable1, Valeur1, ……) ]
A chaque paramètre de type VAR on associe un nom de variable connue dans le programme appelant, à chaque paramètre de type Val, on associe une variable ou une valeur.
Par exemple :
Procedure Remplir_Chaine ( Val Longueur : Entier , Val Caractere : CAR , Var
Chaine : TABLEAU [MAXCAR] CAR )
I, long : Entier
Début Procédure
Si Longueur > MAXCAR Alors
Long =MAXCAR
Sinon
Long = Longueur
FinSI
Pour I allant de 1 à long Faire
Chaîne(i) =Caractère
FinPour
Fin Procédure
On l’utilise ainsi :
Remplir_Chaine (12, ’’*’’, Ligne) Ou
Remplir_Chaine(longmot, rep, message)
Une fonction est une procédure dont le but est de déterminer une valeur et de la retourner au programme appelant.
Dans notre pseudo-langage, elle se déclare de la manière suivante :
Fonction Nom_Fonction (Val Variable : Type , ……, Var Variable : Type ) : Type
Déclaration des variables locales
Début Fonction
Actions
Nom_Fonction = Valeur
Fin Fonction
Les même remarques pour la procédure s’applique pour une fonction. De plus il faut noter que la fonction retourne une valeur (ou le contenu d’une variable), donc on doit indiquer son type.
L’appel d’une fonction s’écrit :
Variable = Nom_Fonction (Variable, ……, Valeur )
Une fonction ne peut donc pas retourner un tableau.
Par exemple :
Fonction Valeur_Absolue ( Val nombre : Entier ) : Entier
Début Fonction
Si (nombre<0) Alors
Valeur_Absolue = (nombre*(-1))
Sinon
Valeur_Absolue = nombre
FinSi
Fin Fonction
On l’utilise ainsi :
I = Valeur_Absolue(I)
L= Valeur_Absolue(-120)
III. Les Règles de programmation
Un programme doit être le plus lisible possible, de manière à ce qu’en le lisant n’importe qui d’autre que l’auteur soit capable de comprendre ce qu’il fait rien qu’en le lisant. Pour cela il faut suivre les quelques règles suivantes :
Le nom des variables doit être significatif, c’est à dire indiquer clairement à quoi elles servent.
Un algorithme ne doit pas être trop long (une page d’écran). S’il est trop long il faut le découper en fonctions et procédures.
Les structures de contrôles doivent être indenter, c’est à dire, par exemple, que les instructions qui suivent le Alors doivent toutes être alignées et décalées d’une tabulation par rapport au SI. Il en est de même pour les répétitives.
A chaque imbrication d’une structure de contrôle, on décale d’une tabulation.
Mal écrit
Mieux Ecrit
Si (A<0) Alors ABS A* (-1) Sinon
ABS A
FINSI
Si (A<0) Alors
ABS A* (-1)
Sinon
ABS A
FINSI
En ce qui concerne les fonctions et procédures, il y’ a aussi des règles à respecter :
On doit toujours être capable de donner un nom significatif à une procédure ou à une fonction.
Le nombre de paramètres ne doit pas être trop grand (en général inférieur à 5) car cela nuit à la lisibilité du programme.
Une procédure ou une fonction doit être la plus générale possible de manière à pouvoir être réutilisée dans d’autres circonstances.
Si le but d’une procédure et de calculer une valeur simple, il est préférable d’en faire une fonction.
Il est souvent plus claire d’écrire une fonction booléenne plutôt qu’une condition complexe.
Un langage de programmation sert à écrire des programmes de manière à les exécuter. Des outils, appelés Compilateurs, permettant de traduire le langage écrit par le programmeur en langage machine. Il fonctionne de la manière suivante :
Bibliothèque
Programme Externe
Fichier Source Langage de Instructi on1…….. Instruction2..
Editeur de Lien
Fichier
Objet
Fichier Exécutable (Langage Machine)
Programmation
Erreurs de Syntaxe
(Erreurs de compilation)
Erreurs de Compilation
Révision et Correction du Programme Erreurs d’Exécution
Révision et Correction du Programme
Le compilateur analyse le langage source afin de vérifier la syntaxe et de générer un fichier objet en langage intermédiaire assez proche du langage machine. Tant qu’il y a des erreurs de syntaxe, le compilateur est incapable de générer le fichier objet.
Souvent on utilise dans un programme des fonctions qui soit, on été écrite par quelqu’un d’autre soit sont fournies dans une bibliothèque (Sous forme de Fichier). Dans ce cas, le compilateur ne les connaît pas et ne peut donc pas générer le langage intermédiaire correspondant.
C’est le travail de l’éditeur de liens que d’aller résoudre les références non résolues. C’est à dire que lorsqu’il y a appel dans le fichier objet à des fonctions, procédures ou variables externes, l’éditeur de liens recherche les objets ou bibliothèque concernés et génère l’exécutable. Lorsque l’éditeur de liens ne trouve pas ces références il se produit une erreur.
Structure Générale d’un Algorithme
Programme Nom_Programme
Déclarations des Variables Globales : Nom_Var : Type
Nom_Tab : Tableau [ i ,J ] Type
(Type = Entier, Réel, Car, Chaîne ou Booléen )
Déclarations
Déclaration Des Fonctions :
Fonction Nom_Fonction ( Val nom : Type , Var nom : Type ) : Type
Déclaration de variables Locales
Début Fonction
Actions
Fin Fonction
Déclarations des Procédures :
Procédure Nom_Fonction ( Val nom : Type , Var nom : Type )
Début Programme
Actions
Fin Programme
Déclaration de variables Locales
Début Procédure
Actions
Fin Procédure
Suite d’Instructions :
Opérations (Arithmétique , Incémentation,.….) Instructions d’Entrée / Sortie (Lire , Afficher ..)
Appel de procédure ou de Fonction
- Nom_Procedure
- Var Nom_Fonction (Vars ou Vals,…)
Structure :
Structure Alternative
Si Condition Alors Action1 Sinon Action2 FinSi
Structure répétitive
Répéter Actions Jusqu'à Condition
TantQue Condition Faire Actions FinTQ
Pour Var Allant de Vali à Valf [Pas de Val]
Faire Actions Suivant Var
Structure Complexe ( Combine les deux )
Condition :
Condition Operateur_Logique Condition
Variable Opérateur_Conditionnel Valeur
Variable Opérateur_Conditionnel Variable
Opérateurs Logiques : Et , Ou , Non , Xor
Opérateurs Conditionnels : =, < , > , >= , >= , <>
