Cours Scheme

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Scheme (prononcer « skiim' ») est un langage de programmation dérivé du langage fonctionnel Lisp, créé dans les années 1970 au Massachusetts Institute of Technology (MIT) par Gerald Jay Sussman et Guy L. Steele.

Le choix initial est celui du langage Scheme (dont nous n'utilisons qu'un sous-ensemble, réduit à l'application de fonction et quelques formes spéciales), avec un style de programmation fonctionnel. Le choix de Scheme permet d'évacuer les problèmes d'entrées/sorties et de gestion de la mémoire.

Une des grandes forces de Scheme est sa syntaxe, des plus simples et des plus régulières que l'on puisse imaginer puisqu'à base de trois marqueurs seulement les parenthèses et l'espace, et totalement parenthésée. Scheme n'a quasiment aucune restriction sémantique : toutes les valeurs mauipulées peuvent être passées en argument de fonction, en résultat de fonction, stockées en vecteurs, listes, etc. Le modèle d'évaluation du sous-ensemble de Scheme enseigné est le modèle par substitution. La récursivité de contrôle qu'il procure s'accorde avec la récursivité des données mauipulées ce qui permet de traiter des exercices algorithmiquement intéressants sur des structures complexes.

La puissance d'expression du langage Scheme est la même que celle de tous les autres langages de programmation. Mais l'une des caractéristiques essentielles de Scheme est d'avoir éliminé tous les traits divers et variés déductibles des principes de base, ce qui permet d'en donner une description simple et courte. La norme de Scheme tient en une cinquantaine de pages, alors que les autres langages en nécessitent généralement au moins dix fois plus. Le rapport de taille est encore plus favorable à Scheme en ce qui concerne l'auto-évaluation, puisque c'est le seul langage normalisé permettant de décrire son propre interprète en une centaine de lignes.

Scheme est utilisé ici dans le contexte de DrScheme, un environnement de programmation pour Scheme développé par le Programming Language Team mené par Matthias Felleisen. Cet environnement est interactif: on écrit son programme et l'on obtient sa valeur quasiment instantanément. Les erreurs sont clairement indiquées dans le texte. Toutes ces caractéristiques rendent rapide l'acquisition du langage.

Cette categorie propose un double but: enseigner la programmation avec Scheme et utiliser ce langage pour décrire les concepts de base en programmation. Autrement dit, le langage Scheme est à la fois objet de l'étude et outil pour l'explication. Il nous semble important de ne pas séparer la pratique de la programmation de ses fondements.

Scheme est un langage adapté à la description des concepts et outils de la programmation, c'est-à-dire un langage de manipulations symboliques. C'est précisément l'une des spécificités des langages de la famille Lisp. Pourquoi avoir choisi Scheme dans cette famille? La conception même de Scheme nous le désignait comme support idéal pour l'enseignement. C'est un langage réduit à l'essentiel et pourtant fortement expressif. Le mieux est de laisser la parole à ceux qui ont défini la norme de ce langage

Signalons que scheme a été choisi vers 1980 par des enseignants du MIT et depuis il n'a fait que gagner des adeptes aux Etats-Unis. Ce mouvement a maintenant atteint les premiers et deuxièmes cycles des universités françaises. En utilisant Scheme, on reste lisible par les adeptes des différents dialectes Lisp. Dans ce but, on a utilisé de préférence une syntaxe proche du style Lisp tout en employant de temps en temps la syntaxe favorite des «purs Schemeurs».

Ajoutons un avantage pratique, non négligeable pour l'utilisateur, c'est un langage disponible sur les principaux systèmes d'exploitation et la plupart des machines. Il y a un grand nombre d'implantations gratuites de très bonne qualité. De plus, sa petite taille permet de l'utiliser sur des machines avec des configurations modestes.

Au début, la niche écologique de Scheme était l'enseignement et la recherche en informatique, son utilisation déborde maintenant de ce cadre. Il tend de plus en plus à être aussi utilisé comme langage de commande dans des systèmes interactifs (éditeurs de texte, générateurs d'interface homme-machine, systèmes graphiques,...).

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