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<title>Outils Informatiques : Introduction Globale</title>
<meta name="cours-n" content="1">
<meta name="author" content="Rémi Emonet">
<meta name="venue" content="L1MIPC">
<meta name="date" content="2017">
<meta name="affiliation" content="Université Jean Monnet − Laboratoire Hubert Curien">
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<div class="deck-container">
<div class="deck-loading-splash" style="background: black; color: chartreuse;"><span class="vcenter" style="font-size: 30px; font-family: Arial; ">Please wait, while our marmots are preparing the hot chocolate…</span></div>
<section class="smart">
# @chunk: chunks/title.md
# @chunk: chunks/objectives.md
# avant de commencer… {no-print}
## Sondage {no-print libyli}
- Qui a déjà programmé ?
- Langage Python ?
- Langage C ?
- Autre langage ?
- Qui veux programmer… {libyli}
- des simulations ?
- des jeux ?
- des analyses de données ?
- des robots ?
- autre ?
## Logistique <a class="then" href="http://learn.heeere.com/2017-info-6a42/"> http://learn.heeere.com/2017-info-6a42/</a>
- Intervenants
- Cours (en général, mardi 8h) : Rémi Emonet
- TD et TP : intervenants selon les groupes et créneaux
- Autres intervenants principaux : *VOUS* {slide}
- posez des questions,
- interrompez en cas de problème,
- proposez des directions etc.
// rappel: but: vous convaincre
- Règles du jeu {c4 slide left}
- travaillez régulièrement
- participez
- questionnez
- interrompez
- Évaluation {c8 slide right}
- assiduité, examen(s)
- utilisation régulière de la plateforme
- note pratique : participation, rendu TP
- *@chunk: chunks/tp-implies-ok.md* {no}
- @anim: .then
- Références {c8 slide right}
- Voir la page du cours (lien sur Claroline)
- « poly », banque d'exercices, vidéos
<!-- Plan -->
## Outils Informatiques <span>{var-cours-n}</span> : Plan {#plan overview no-print}
- Introduction
- Ordinateurs, programmes, langages {context}
- Pourquoi un cours de programmation ? {why}
- Structure du cours de programmation {choix}
- Tirer partie de ce cours {success}
# @copy:#plan: %+class:inred:.context
<!-- Qu'est ce que ce cours -->
# Outils Informatiques ? {no-print}
## Outils Informatiques ?
- Informatique : deux facettes complémentaires {libyli}
- *…le traitement automatique de l'information par l'exécution de programmes informatiques par des machines… {citation}*
- *…deux branches, {citation}*
- *l'une, théorique, qui concerne la définition de concepts et modèles, {citation}*
- *l'une, pratique, qui s'intéresse aux techniques concrètes de mise en œuvre {citation}*
- Comparaison avec les autres cours {slide libyli}
- Ce cours
- découvrir la programmation (impérative)
- apprendre et pratiquer le langage Python
- Semestre 1, « Informatique »
- vue d'ensemble des principes
- dont la facette plus théorique
- Semestre 1, « Outils Logiciels »
- apprendre à utiliser certains logiciels
- (ce n'est pas de l'informatique)
<!-- Introduction, langages, etc -->
# Qu'est ce que la programmation impérative ?
## Programmation Impérative
- Impérative = donner des ordres
- ordres = instructions
- mission = suite d'instructions = programme
- Exemple : aller en cours {slide}
- se lever
- se doucher
- s'il pleut prendre le vélo {slide anim-continue}
- sinon prendre le bus{slide}
// chaque étape peut être décomposée, on s'arrête à ce que la personne comprend
// tant que… pas en vu de l'arrêt, marcher
- Dire à l'ordinateur ce qu'il doit faire{slide}
// lui donner une mission
# Qu'est ce qu'un ordinateur ?
## Ordinateur = Grosse Calculatrice {media-right}
<img src="media/computer/calculator.jpg" style="height:470px"/> {media}
- Calculatrice{slide}
- nombres
- opérations : +, -, ×, ÷, …
- mémoire : M+, MR, MC, …
- Des ordinateurs partout {slide} // computer (= qui calcule)
- calculatrice
- téléphone
// smart ou non
- ordinateur portable
- voiture
- machine à laver
- ...
## Anatomie d'un Ordinateur
@svg: media/computer/computer.svg 800px 500px
@anim: #cpuimage | #registers | #operations | #program | %viewbox:#zfull | #gram | #ramimage | #load | #save | #proginmem | #periph | #periphismem
## Tout Binaire
<img style="float:right; margin-right: 20px;" src="media/computer/binary.jpg"/>
- Stockage binaire
- 1 bit : 0 ou 1
- 1 octet (ou <em>byte</em>) : 8 bits
- 1 ko (ou <em>KB</em>) : 1024 octets
- …
- Encodage binaire (base 2){slide}
- Entiers{monospacelist slide}
- 1 → 00000001
- 2 → 00000010
- 3 → 00000011
- 18 → 00010010
// faire une activité sur du binaire, bien dire qu'il est utile de comprendre (mais pas plus)
- Caractères{monospacelist slide}
- 'A' → 01000001 (65) (0x41)
- 'B' → 01000010 (66) (0x42)
- 'a' → 01100010 (97) (0x62)
- Chaîne de caractères, exemple "bonjour" {slide}
- 0110001001101111011011100110101001101111011101010111001000000000 {monospace dense}
// une suite de caractères
- Flottant (nombre à virgule flottante) : …{slide}
// compliqué: plus gros forcement, en plusieurs parties
## Un Programme vu de l'Ordinateur ?
@svg: media/computer/computer.svg 300px 200px {right}
- Suite d'instructions
- venant de la mémoire ou d'un fichier
- chaque instruction a un code binaire
- Calculs sur les registres{slide}
- initialisation, ex : <tt>MOV 18,R1</tt>
- opérations, ex : <tt>MUL R1,R2</tt>
- Accès mémoire{slide}
- mémoire → registres, ex : <tt>MOV 0x6014(R1),R2</tt>
- registres → mémoire, ex : <tt>MOV R2,0x6014(R1)</tt>
- Accès périphérique{slide}
- vu comme de la mémoire
- Langage assembleur (MOV, MUL, ...){slide}
- correspondance directe avec le code binaire
- très, très laborieux
# Qu'est ce qu'un langage
# Exercice {no-print}
// avant de parler de ce qu'est un langage, faisons un exercice
- L'idée est ici de les faire décrire, par écrit, une tâche assez simple pour une personne à l'autre bout de la salle. {comment}
- La description doit se formuler en 6 à 10 ordres. {comment}
// Prendre un exemple et distribuer des feuilles de tâche/ordre
## Qu'est ce qu'un langage
- Un moyen de communiquer
- Des règles de bases{slide}
- quels sont les éléments de base (ponctuation, mots, ...){slide}
- quel est le sens de chaque élément ("chat", "stylo", "il", "ça", ...) <br/> aussi appelée la *sémantique*{slide}
// contextualité du pronom "il" multimodalité de "ça"
- quelles structures peuvent être utilisées (phrase, ...) et leur sens ("sujet négation verbe complément", ...) {slide}
# Langages de Programmation
<!-- 2013: 667, 2014: 687, 2015: 696 -->
## <span class="later">696</span> Langages Notables // 687 en 2014
<blockquote style="font-size: 30px">
<p>
The aim of this list … is to include all notable programming languages in existence, …, except for dialects of BASIC and esoteric programming languages.
</p>
<p><cite><a href="https://en.wikipedia.org/wiki/List of programming languages">https://en.wikipedia.org/wiki/List of programming languages</a></cite></p>
</blockquote>
- Combien selon vous ?{howmany}
// occasion de faire une pause mentale, aller sur wikipedia et demander "comment compter ces langages ?" {twolines}
- @anim: .howmany | .later
## Pourquoi Tant de Langages ?
- Assembleur : laborieux
- Un bon programmeur est un curieux fainéant{slide}
- ⇒ Apprenez à programmer par fainéantise ! {slide no}
// veut apprendre ! travail laborieux → travail pour rendre le travail moins laborieux
- But des langages{slide}
- faire plus, plus facilement
- augmenter le niveau d'abstraction
## Différences Entre Langages
<!--img class="horse floatright" src="media/computer/duke-horse.jpg" width="300px"/-->
- Types
- langages compilés
- langages interprétés {forbashpython}
- langages mixtes
- Paradigmes{slide}
- programmation impérative {forbashpython}
// pour ce cours {forbashpython}
- programmation déclarative // ex de la courbe y = 12*x + 3
- programmation fonctionnelle
- programmation objet
- <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Paradigme_%28programmation%29">https://fr.wikipedia.org/wiki/Paradigme_(programmation)</a>
- La plupart des langages sont à cheval entre ces appellations {horse}
- @anim: %+class:inred:.forbashpython | .horse
## Compilation ou Interprétation
- Langage compilé (C, C++, Ada, …){slide}
- écriture du programme dans un fichier{slide}
- lancement du *compilateur* sur ce fichier{slide}
- lecture du fichier
- transformation vers du langage machine
- sauvegarde dans un nouvel exécutable
- lancement de l'exécutable créé{slide}
- Langage interprété (Python, bash, PERL, …){slide}
- écriture du programme dans un fichier{slide}
- lancement de l'interpréteur sur ce fichier{slide}
// l'interpréteur est utilisé à chaque fois que l'on veut exécuter le programme
- Machine virtuelle (Java, …){slide}
- écriture du programme dans un fichier
- compilation vers un langage intermédiaire
- lancement d'un interpréteur (machine virtuelle) du langage intermédiaire
<!-- Pourquoi la prog -->
# @copy:#plan: %+class:inred: .why
// utilisé partout, mieux comprendre le monde
## Calculs et Estimations {image-fit bottom-left darkened /black-bg /no-status no-print}
<div class="img" style="background-image: url('media/web/simu-pi.gif')" data-attribution="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pi_30K.gif" data-attribution-content="wikipedia" data-scale=""></div>
## Physique des Particules {image-full bottom-left darkened /black-bg /no-status no-print}
<div class="img" style="background-image: url('media/web/lhcb-1.jpg')" data-attribution="https://www.flickr.com/photos/29477734@N07/16284718232/sizes/h/" data-attribution-content="CC by x70tjw (Flickr)" data-scale=""></div>
## Simulation en chimie {image-full bottom-left darkened /black-bg /no-status no-print}
<div class="img" style="background-image: url('media/web/simu-chem-1.jpg')" data-attribution="https://www.flickr.com/photos/argonne/6240914617/sizes/o/" data-attribution-content="CC by Argonne National Laborato
ry (Flickr)" data-scale=""></div>
## Simulation physique {image-full bottom-left darkened /black-bg /no-status no-print}
<div class="img" style="background-image: url('media/web/simu-shuttle-1.jpg')" data-attribution="https://www.flickr.com/photos/nasa_nas/6679914847/sizes/l" data-attribution-content="CC by NASA Advanced Supercom
puting (Flickr)" data-scale=""></div>
<!--
## Mécanique des Fluides {image-fit bottom-left darkened /black-bg /no-status no-print}
<div class="img" style="background-image: url('media/web/simu-racing-1.jpg')" data-attribution="https://www.flickr.com/photos/royversteeg/14876902390/sizes/l" data-attribution-content="CC by roy_skate (Flickr)" data-scale=""></div>
-->
## Visualisation de Données {image-fit bottom-left darkened /no-status no-print}
<div class="img" style="background-image: url('media/web/plot-multivar-ttm.jpg')" data-attribution="https://www.flickr.com/photos/walkingsf/5341944218/sizes/l" data-attribution-content="CC by Eric Fischer (Flickr)" data-scale=""></div>
## Visualisation de Données {image-fit bottom-left darkened /black-bg /no-status no-print}
<div class="img" style="background-image: url('media/web/hydrogen-waves.jpg')" data-attribution="https://www.flickr.com/photos/oskay/4498896878/sizes/l" data-attribution-content="CC by oskay (Flickr)" data-scale=""></div>
## Applications (web) {image-full top-right darkened /black-bg /no-status no-print}
<div class="img" style="background-image: url('media/unsplash/webapp.jpg')" data-scale=""></div>
## Applications Mobiles {image-full bottom-left darkened /black-bg /no-status no-print}
<div class="img" style="background-image: url('media/pixabay/pokemon-go.jpg')" data-scale=""></div>
## Robotique {image-full top-right darkened /black-bg /no-status no-print}
<div class="img" style="background-image: url('media/pixabay/wall-e.jpg')" data-scale=""></div>
<!-- Objectif de ce cours, bash, python -->
# @copy:#plan: %+class:inred: .choix
## Cours d'Outils Info. : Objectifs
- Résolution de problème
- réflexion algorithmique
- implantation sous forme d'un programme
- Apprendre les bases de programmation {slide}
- concepts de bases
- bonnes pratiques
- Approcher ces concepts dans deux langages {slide}
// cela permet de s'abstraire du langage => utile mais plus difficile !!! distinguer les deux
- Bash: spécialisé dans le lancement d'autres programmes {slide}
- Python: langage tous usages (scientifique, scripts, serveur web, ...){slide}
## Premier Langage : bash {bashtr}
- Spécialisé dans le lancement d'autres programmes
- ordre (principal) = lancer un programme
- outil de base sous Linux et Mac{slide anim-continue}
- facile à installer sous Windows{slide}
- Plus efficace qu'un explorateur graphique{slide}
// ça peut prendre un peu de temps de se convaincre :)
- Exemple{slide}
- appliquer un traitement sur un ensemble de fichiers
// wav vers mp3
- déplacer ou renommer des fichiers en masse{slide}
// 1.mp3 => Stromae-1.mp3 , ...
- rechercher des fichiers ou du contenu{slide}
- répéter une succession d'actions{slide}
// aller dans le dossier photo, sélectionner et couper/coller les .mp4 vers le dossier video
- Langage interprété{slide}
- exécuté par un interpréteur (un exécutable) appelé "bash"
- Souvent utilisé dans un "terminal" {slide}
// expliquer le concept (re-insister lors de la démo)
- Démonstration{slide}
// se baser sur preparation/demos/cours-1-demo-bash-structure.sh
## Second Langage : Python (version 3) {pytr}
- Langage tous usages
- ordre (principal) = manipuler des variables
- simple à apprendre mais complet{slide}
- disponible sur Linux, Mac, Windows{slide anim-continue}
- beaucoup de "bibliothèques"{slide}
// donner une idée de ce qu'est une bibliothèque
- Exemple {slide}
- faire des calculs, des statistiques
- interfaces graphiques
- jeux
- sites webs
- Langage interprété {slide}
- exécuté par un interpréteur (un exécutable) appelé "python"
- Démonstration {slide}
// suivre le reste de la démo, ne pas hésiter à aller plus loin
## Motivation Globale du Cours
- Apprendre les bases de programmation
- utile dans de nombreux domaines (surtout pour vous)
- rester ouvert à tous les langages de programmation
// vous ferez du C et C++ par la suite
- Apprendre à formaliser les choses{slide}
- mais différemment des maths
- ⇒ algorithmique
- Apprendre à créer des programmes{slide}
// créativité
- exploiter les choses existantes
- pour créer des choses nouvelles
<!-- Comment réussir -->
# @copy:#plan: %+class:inred: .success
# Réussir ce Cours {no-print}
## Au sujet de ce cours {libyli}
- Programmer n'est pas facile
- programmation, comme apprendre une nouvelle langue
- nouvelle culture / façon de penser
- tout en anglais en plus...
- Cette compétence est à votre portée, en travaillant (bien)
- éviter le par cœur
- chercher à comprendre
- pratiquer et essayer des choses
- Rythme du cours
- selon les cas, au début, « perdus » ou « cours trop lent » // le DIRE
- cette différence peut disparaître
- Participer, faire des retours
## Bien Apprendre (en général) {libyli}
- Travail régulier plutôt que d'un bloc
- répéter les exercices
- pratiquer, refaire (pas juste lire)
- Être super-concentré lors du travail personnel
- limiter les interruptions
- se fixer une durée (blocs de 25 minutes)
- … mais faire des vraies pauses
- se dégourdir
- faire du sport
- bien dormir
## Bien Réussir ce Cours
- Accepter de faire des choses “simple”, juste pour apprendre : « solve it yourself first »
- Amener des idées, questions ⇒ la motivation est le meilleur facteur de succès
- Chercher de l'information (moi, les autres, ...)
- Pratiquer !
- installation sur votre ordinateur pour travailler
- faire les exercices automatiques
- *@chunk: chunks/tp-implies-ok.md* {no}
# Divers {no-print}
- Papiers de couleurs <a href="cours-quizz.html" target="_blank">clickers</a>
- soit un questionnaire sur ce qu'ils veulent créer etc... {comment}
- soit un autre exercice de description (e.g., description de comment retracer une figure géométrique) {comment}
- puis clickers [click](../../2014-prog-imperative/public/cours/quizz-1.html) {comment}
## Points Clés {key deck-status-fake-end}
- Objectif global du cours
- comprendre le pourquoi des langages de programmation
- apprendre les bases de la programmation
- appliquer ces principes en « Python » (et « bash »)
- comprendre qu'il est utile de savoir programmer
- Ordinateur
- machine qui exécute des ordres
- langage = moyen de donner des ordres
- Voir la page du cours (lien sur _Claroline{inred}_)
- <a href="http://learn.heeere.com/2017-info-6a42/"> http://learn.heeere.com/2017-info-6a42/</a>
</section>
<!-- deck.status snippet -->
<p class="deck-status deck-progress-10"> <span class="deck-status-current"></span> / <span class="deck-status-total"></span> − <span class="var-author">will be replaced by the author</span> − <span class="var-title">will be replaced by the title</span></p>
<a data-progress-size=": spe.top(15, 555); height: 45*designRatio; left: slide.right - 90*designRatio; width: 90*designRatio" class="ccby" href="http://en.wikipedia.org/wiki/Creative_Commons_license" title="This work is under CC-BY licence." target="_blank"></a>
<a class="ujm" data-progress-size=": spe.top(15, 525); height: 65*designRatio; left: slide.left; width: 130*designRatio" target="_blank"></a>
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