Voilà une question qui doit bien vous torturer l'esprit. Alors : faut-il être un super-mathématicien qui a fait 10 ans d'études supérieures pour pouvoir commencer la programmation ?
La réponse, que je vous rassure, est non. Non, un super-niveau en maths n'est pas nécessaire. En fait tout ce que vous avez besoin de connaître, ce sont les quatre opérations de base :
l'addition ;
la soustraction ;
la multiplication ;
la division.
Ce n'est pas trop intimidant, avouez ! Je vous expliquerai dans un prochain chapitre comment l'ordinateur réalise ces opérations de base dans vos programmes.
Bref, niveau maths, il n'y a pas de difficulté insurmontable. En fait, tout dépend du programme que vous allez réaliser : si vous devez faire un logiciel de cryptage, alors oui, il vous faudra connaître des choses en maths. Si vous devez faire un programme qui fait de la 3D, oui, il vous faudra quelques connaissances en géométrie de l'espace.
Chaque cas est particulier. Mais pour apprendre le langage C lui-même, vous n'avez pas besoin de connaissances pointues en quoi que ce soit.
Mais alors, où est le piège ? Où est la difficulté ?
Il faut savoir comment un ordinateur fonctionne pour comprendre ce qu'on fait en C. De ce point de vue-là, rassurez-vous, je vous apprendrai tout au fur et à mesure.
Notez qu'un programmeur a aussi certaines qualités comme :
la patience : un programme ne marche jamais du premier coup, il faut savoir persévérer !
le sens de la logique : pas besoin d'être forts en maths certes, mais ça ne vous empêchera pas d'avoir à réfléchir. Désolé pour ceux qui pensaient que ça allait tomber tout cuit sans effort !
le calme : non, on ne tape pas sur son ordinateur avec un marteau. Ce n'est pas ça qui fera marcher votre programme.
En bref, et pour faire simple, il n'y a pas de véritables connaissances requises pour programmer. Un nul en maths peut s'en sortir sans problème, le tout est d'avoir la patience de réfléchir. Il y en a d'ailleurs beaucoup qui découvrent qu'ils adorent ça !
En résumé
Pour réaliser des programmes informatiques, on doit écrire dans un langage que l'ordinateur « comprend ».
Il existe de nombreux langages informatiques que l'on peut classer par niveau. Les langages dits de « haut niveau » sont parfois plus faciles à maîtriser au détriment souvent d'une perte de performances dans le programme final.
Le langage C que nous allons étudier dans ce livre est considéré comme étant de bas niveau. C'est un des langages de programmation les plus célèbres et les plus utilisés au monde.
Le code source est une série d'instructions écrites dans un langage informatique.
Le compilateur est un programme qui transforme votre code source en code binaire, qui peut alors être exécuté par votre processeur. Les .exe que l'on connaît sont des programmes binaires, il n'y a plus de code source à l'intérieur.
La programmation ne requiert pas en elle-même de connaissances mathématiques poussées (sauf dans quelques cas précis où votre application doit faire appel à des formules mathématiques, comme c'est le cas des logiciels de cryptage). Néanmoins, il est nécessaire d'avoir un bon sens de la logique et d'être méthodique.
Un grand groupe de scientifiques et de chercheurs travaille à développer l'ordinateur le plus rapide connue à l'homme qui fonctionnerait un peu comme le cerveau humain.
Le "Human Brain Project", qui est lancé lundi lors d'une conférence en Suisse, combine les cerveaux de 135 institutions scientifiques et des entités gouvernementales pour créer le cerveau de l'ordinateur. Le projet coûtera environ 1,6 milliards de dollars.
Le cerveau humain est la machine la plus complexe qui soit, il semble donc presque naturel que la technologie voudrait reproduire ses pouvoirs. L'ordinateur en développement serait 1000 fois plus rapides que même les plus rapides que nous utilisons aujourd'hui.
Les premières phases du projet, qui devrait durer environ dix ans, vise à mieux comprendre les fonctions du cerveau humain. Ensuite, les chercheurs espèrent comprendre comment nous apprenons, pensons, voir et entendre.
Actuellement, le matériel à l'intérieur d'un ordinateur atteint des vitesses de performance d'un quadrillion opérations par seconde. Mais Henry Markram, le directeur du Human Brain Project, a ses yeux rivés encore plus élevé.
Ces ordinateurs incroyablement rapides auront besoin de nouvelles formes de scientifiques de la mémoire et de la force à développer de nouvelles techniques de stockage.
Les conséquences vont au-delà de la technologie; Une telle simulation peut nous aider à apprendre comment guérir le cerveau humain, qui nous donne un modèle concrète de ses fonctions. To learn more about the project, visit HumanBrainProject.eu.
Votre ordinateur est une machine bizarre, c'est le moins que l'on puisse dire. On ne peut s'adresser à lui qu'en lui envoyant des 0 et des 1. Ainsi, si je traduis « Fais le calcul 3 + 5 » en langage informatique, ça pourrait donner quelque chose comme (j'invente, je ne connais quand même pas la traduction informatique par cœur) :
0010110110010011010011110
Ce que vous voyez là, c'est le langage informatique de votre ordinateur, appelé langage binaire(retenez bien ce mot !). Votre ordinateur ne connaît que ce langage-là et, comme vous pouvez le constater, c'est absolument incompréhensible.
Donc voilà notre premier vrai problème :
Comment parler à l'ordinateur plus simplement qu'en binaire avec des 0 et des 1 ?
Votre ordinateur ne parle pas l'anglais et encore moins le français. Pourtant, il est inconcevable d'écrire un programme en langage binaire. Même les informaticiens les plus fous ne le font pas, c'est vous dire !
Eh bien l'idée que les informaticiens ont eue, c'est d'inventer de nouveaux langages qui seraient ensuite traduits en binaire pour l'ordinateur. Le plus dur à faire, c'est de réaliser le programme qui fait la « traduction ». Heureusement, ce programme a déjà été écrit par des informaticiens et nous n'aurons pas à le refaire (ouf !). On va au contraire s'en servir pour écrire des phrases comme : « Fais le calcul 3 + 5 » qui seront traduites par le programme de « traduction » en quelque chose comme : «0010110110010011010011110».
Le schéma suivante résume ce que je viens de vous expliquer.
Un peu de vocabulaire
Là j'ai parlé avec des mots simples, mais il faut savoir qu'en informatique il existe un mot pour chacune de ces choses-là. Tout au long de ce cours, vous allez d'ailleurs apprendre à utiliser un vocabulaire approprié. Non seulement vous aurez l'air de savoir de quoi vous parlez, mais si un jour (et ça arrivera) vous devez parler à un autre programmeur, vous saurez vous faire comprendre. Certes, les gens autour de vous vous regarderont comme si vous êtiez des extra-terrestres, mais ça il ne faudra pas y faire attention !
Reprenons le schéma que l'on vient de voir. La première case est « Votre programme est écrit dans un langage simplifié ». Ce fameux « langage simplifié » est appelé en fait langage de haut niveau. Il existe plusieurs niveaux de langages. Plus un langage est haut niveau, plus il est proche de votre vraie langue (comme le français). Un langage de haut niveau est donc facile à utiliser, mais cela a aussi quelques petits défauts comme nous le verrons plus tard.
Il existe de nombreux langages de plus ou moins haut niveau en informatique dans lesquels vous pouvez écrire vos programmes. En voici quelques-uns par exemple :
le C ;
le C++ ;
Java ;
Visual Basic ;
Delphi ;
etc.
Notez que je ne les ai pas classés par « niveau de langage », n'allez donc pas vous imaginer que le premier de la liste est plus facile que le dernier ou l'inverse. Ce sont juste quelques exemples. D'avance désolé pour tous les autres langages qui existent, mais faire une liste complète serait vraiment trop long !
Certains de ces langages sont plus haut niveau que d'autres (donc en théorie un peu plus faciles à utiliser).
Un autre mot de vocabulaire à retenir est code source. Ce qu'on appelle le code source, c'est tout simplement le code de votre programme écrit dans un langage de haut niveau. C'est donc vous qui écrivez le code source, qui sera ensuite traduit en binaire.
Venons-en justement au « programme de traduction » qui traduit notre langage de haut niveau (comme le C ou le C++) en binaire. Ce programme a un nom : on l'appelle le compilateur. La traduction, elle, s'appelle la compilation.
Très important : il existe un compilateur différent pour chaque langage de haut niveau. C'est d'ailleurs tout à fait logique : les langages étant différents, on ne traduit pas le C de la même manière qu'on traduit le Delphi.
Enfin, le programme binaire créé par le compilateur est appelé l'exécutable. C'est d'ailleurs pour cette raison que les programmes (tout du moins sous Windows) ont l'extension « .exe » comme EXEcutable.
Reprenons notre schéma précédent, et utilisons cette fois des vrais mots tordus d'informaticien (fig. suivante).
Pourquoi choisir d'apprendre le C ?
Comme je vous l'ai dit plus haut, il existe de très nombreux langages de haut niveau. Doit-on commencer par l'un d'entre eux en particulier ? Grande question.
Pourtant, il faut bien faire un choix, commencer la programmation à un moment ou à un autre. Et là, vous avez en fait le choix entre :
un langage très haut niveau : c'est facile à utiliser, plutôt « grand public ». Parmi eux, on compte Python, Ruby, Visual Basic et bien d'autres. Ces langages permettent d'écrire des programmes plus rapidement, en règle générale. Ils nécessitent toutefois d'être accompagnés de fichiers pour qu'ils puissent s'exécuter (comme un interpréteur) ;
un langage un peu plus bas niveau (mais pas trop quand même !) : ils sont peut-être un peu plus difficiles certes, mais avec un langage comme le C, vous allez en apprendre beaucoup plus sur la programmation et sur le fonctionnement de votre ordinateur. Vous serez ensuite largement capables d'apprendre un autre langage de programmation si vous le désirez. Vous serez donc plus autonomes.
Par ailleurs, le C est un langage très populaire. Il est utilisé pour programmer une grande partie des logiciels que vous connaissez.
Enfin, le langage C est un des langages les plus connus et les plus utilisés qui existent. Il est très fréquent qu'il soit enseigné lors d'études supérieures en informatique.
Voilà les raisons qui m'incitent à vous apprendre le langage C plutôt qu'un autre. Je ne dis pas qu'ilfaut commencer par ça, mais je vous dis plutôt que c'est un bon choix qui va vous donner de solides connaissances.
Je vais supposer tout au long de ce cours que c'est votre premier langage de programmation, que vous n'avez jamais fait de programmation avant. Si par hasard, vous avez déjà un peu programmé, ça ne pourra pas vous faire de mal de reprendre à zéro.
Il y a quelque chose que je ne comprends pas… Quelle est la différence entre le langage « C » et cet autre langage dont on parle, le langage « C++ » ?
Le langage C et le langage C++ sont très similaires. Ils sont tous les deux toujours très utilisés. Pour bien comprendre comment ils sont nés, il faut faire un peu d'histoire.
Au tout début, à l'époque où les ordinateurs pesaient des tonnes et faisaient la taille de votre maison, on a commencé à inventer un langage de programmation appelé l'Algol.
Les choses évoluant, on a créé un nouveau langage appelé le CPL, qui évolua lui-même enBCPL, qui prit ensuite le nom de langage B.
Puis un beau jour, on en est arrivé à créer un autre langage encore, qu'on a appelé… lelangage C. Ce langage, s'il a subi quelques modifications, reste encore un des plus utilisés aujourd'hui.
Un peu plus tard, on a proposé d'ajouter des choses au langage C. Une sorte d'amélioration si vous voulez. Ce nouveau langage, que l'on a appelé « C++ », est entièrement basé sur le C. Le langage C++ n'est en fait rien d'autre que le langage C avec des ajouts permettant de programmer d'une façon différente.
Ce n'est PAS parce que le C++ est une « évolution » du C qu'il faut absolument faire du C++ pour réaliser des programmes. Le langage C n'est pas un « vieux langage oublié » : au contraire, il est encore très utilisé aujourd'hui. Il est à la base des plus grands systèmes d'exploitation tels Unix (et donc Linux et Mac OS) ou Windows.
Retenez donc : le C et le C++ ne sont pas des langages concurrents, on peut faire autant de choses avec l'un qu'avec l'autre. Ce sont juste deux manières de programmer assez différentes.
On commence par la question la plus simple qui soit, la plus basique de toutes les questions basiques. Si vous avez l'impression de déjà savoir tout ça, je vous conseille de lire quand même, ça ne peut pas vous faire de mal ! Je pars de zéro pour ce cours, donc je vais devoir répondre à la question :
Que signifie le mot "PROGRAMMER" ?
Bon, je vais éviter de vous faire comme mon prof de français : je ne vais pas vous donner l'origine du mot "programmer". Et puis de toute façon si je vous disais que ça vient du latin programmeus je crois que vous auriez un peu de mal à me croire. Simplement, programmer signifie réaliser des "programmes informatiques". Les programmes demandent à l'ordinateur d'effectuer des actions.
Votre ordinateur est rempli de programmes en tous genres :
La calculatrice est un programme
Votre traitement de texte est un programme
Votre logiciel de « Chat » est un programme
Les jeux vidéo sont des programmes
En bref, les programmes sont partout et permettent de faire à priori tout et n'importe quoi sur un ordinateur. Vous pouvez inventer un logiciel de cryptage révolutionnaire si ça vous chante, ou réaliser un jeu de combat en 3D sur Internet, peu importe. Votre ordinateur peut tout faire (sauf le café, mais j'y travaille ).
Le célèbre jeu Half-Life 2, programmé en C++
Attention ! Je n'ai pas dit que réaliser un jeu vidéo se faisait en claquant des doigts. J'ai simplement dit que tout cela était possible, mais soyez sûrs que ça demande beaucoup de travail.
Comme vous débutez, nous n'allons pas commencer par voir comment réaliser un jeu 3D. Ce serait du pur suicide. Nous allons devoir passer par des choses très simples. Une des premières choses que nous verrons estcomment afficher un message à l'écran. Oui, je sais ça n'a rien de très transcendant, mais rien que ça croyez-moi, c'est pas si facile que ça en a l'air.
Bon, c'est vrai que ça impressionne moins les copains, mais on va bien devoir passer par là. Petit à petit, vous apprendrez suffisamment de choses pour commencer à réaliser des programmes de plus en plus complexes. Le but de ce cours est que vous soyez capables de vous débrouiller tous seuls dans n'importe quel programme écrit en C ou C++.
Mais tenez au fait, vous savez ce que c'est vous, cette histoire de "C / C++" ?
PHP est un langage interprété (un langage de script) exécuté du côté serveur (comme les scripts CGI, ASP, ...) et non du côté client (un script écrit en Javascript ou une applet Java s'exécute sur votre ordinateur...). La syntaxe du langage provient de celles du langage C, du Perl et de Java. Ses principaux atouts sont :
Une grande communauté de développeurs partageant des centaines de milliers d'exemples de script PHP ;
La gratuité et la disponibilité du code source (PHP est distribué sous licence GNU GPL) ;
La simplicité d'écriture de scripts ;
La possibilité d'inclure le script PHP au sein d'une page HTML(contrairement aux scripts CGi, pour lesquels il faut écrire des lignes de code pour afficher chaque ligne en langage HTML) ;
La simplicité d'interfaçage avec des bases de données (de nombreux SGBD sont supportés, mais le plus utilisé avec ce langage est MySQL, un SGBD gratuit disponible sur de nombreuses plateformes : Unix, Linux, Windows, MacOs X, Solaris, etc...) ;
L'intégration au sein de nombreux serveurs web (Apache, Microsoft IIS, etc.).
Origines de PHP
Le langage PHP a été mis au point au début d'automne 1994 par Rasmus Lerdorf. Ce langage de script lui permettait de conserver la trace des utilisateurs venant consulter son CV sur son site, grâce à l'accès à une base de données par l'intermédiaire de requêtes SQL. Ainsi, étant donné que de nombreux internautes lui demandèrent ce programme, Rasmus Lerdorf mit en ligne en 1995 la première version de ce programme qu'il baptisa Personal Sommaire Page Tools, puis Personal Home Page v1.0 (traduisez page personnelle version 1.0).
Etant donné le succès de PHP 1.0, Rasmus Lerdorf décida d'améliorer ce langage en y intégrant des structures plus avancées telles que des boucles, des structures conditionnelles, et y intégra un package permettant d'interpréter les formulaires qu'il avait développé (FI, Form Interpreter) ainsi que le support de mSQL. C'est de cette façon que la version 2 du langage, baptisée pour l'occasion PHP/FI version 2, vit le jour durant l'été 1995. Il fut rapidement utilisé sur de nombreux sites (15000 fin 1996, puis 50000 en milieu d'année 1997).
A partir de 1997, Zeev Suraski et Andi Gurmans rejoignirent Rasmus pour former une équipe de programmeurs afin de mettre au point PHP 3 (Stig Bakken, Shane Caraveo et Jim Winstead les rejoignirent par la suite). C'est ainsi que la version 3.0 de PHP fut disponible le 6 juin 1998.
A la fin de l'année 1999 la version 4.0 de PHP, baptisée PHP4, est apparue. PHP en est aujourd'hui à sa cinquième version.
SGBD supportés par PHP
PHP permet un interfaçage simple avec de nombreux systèmes de gestion de bases de données (SGBD), parmi lesquels :
Java est un langage de programmation objet, dont la syntaxe ressemble au langage C++. Il a été mis au point à partir de 1990 par la firme Sun Microsystems et officiellement présenté en 1995. Le but de Java à l'époque était de constituer un langage de programmation pouvant être intégré dans les appareils électroménagers, afin de pouvoir les contrôler, de les rendre interactifs, et surtout de permettre une communication entre les appareils. Ce programme de développement se situait dans un projet appelé Green, visant à créer une télécommande universelle (Star 7, présentée en 1992) comprenant un système d'exploitation capable de gérer l'ensemble des appareils électroménagers de la maison. Etant donné que le langage C++ comportait trop de difficultés, James Gosling, un des acteurs du projet (considéré désormais comme le père de Java) décida de créer un langage orienté objet reprenant les caractéristiques principales du C++, en éliminant ses points difficiles, et en le rendant moins encombrant et plus portable (il devait pouvoir être intégré dans n'importe quel appareil...). Ainsi, ce langage fut baptisé dans un premier tempsOak (Oak signifiant chêne). Toutefois, puisque ce nom était déjà utilisé, il fut rebaptisé Java en l'honneur de la boisson préférée des programmeurs, c'est-à-dire le café, dont une partie de la production provient de l'île Java.
A la même époque, le Web faisait son apparition, or Java possèdait toutes les caractéristiques faisant de lui un langage approprié pour le Web :
Le réseau des réseaux rassemblant sur une même structure des machines différentes, il fallait un langage capable de fonctionner sur chacune d'entre-elles: Java était conçu pour être portable
Le web était limité en bande passante: Java était conçu pour être petit
Ainsi, en 1994, l'équipe décida de mettre au point un navigateur (baptiséHotJava) intégrant Java et capable de faire fonctionner des applets (des petites applications fonctionnant dans un navigateur). C'est ainsi que fin 1995 Java eut un terrible essor avec le soutien de Netscape, qui ne tarda pas à inclure Java dans son navigateur...
Comparaison de Java et de C++
Le langage Java a une syntaxe très proche du langage C++ mais est beaucoup plus orienté programmation objet. Certaines caractéristiques critiques du langage C++ (celles qui sont à l'origine des principales erreurs) n'ont donc pas été reprises. Cela comprend :
Les pointeurs
La surcharge d'opérateurs
L'héritage multiple (remplacé par la notion d'interface)
En revanche :
La libération de mémoire est transparente pour l'utilisateur (grâce à un ramasse-miettes)
La gestion des exceptions est beaucoup plus rigoureuse
Les chaines et les tableaux sont des objets faisant partie intégrante du langage
Toutefois Java est moins rapide que le langage C++, car il est interprété par une machine virtuelle. Il perd donc en rapidité ce qu'il gagne en portabilité...
Les versions de Java
Le langage Java n'est pas fixé dans le temps, il évolue, des ajouts au langage sont régulièrement proposés, et l'API standard s'enrichie continuellement passant de 200 classes à près de 4000 entre la première et la "dernière" version :
JDK 1.0 (1996) : C'est la première version stable du langage, de ce fait la totalité des navigateurs la supporte
JDK 1.1 (1997) : Elle apporte des améliorations syntaxiques ainsi que des progrès au niveau de l'interface utilisateur AWT et de la gestion des exceptions.
J2SE 1.2 (1998) : La version "2" apporte des améliorations multimédias. Elle permet par exemple l'utilisation d'interface utilisateur graphique avancée avec Swing, ainsi que la possibilité d'interagir avec elle par le moyen de glisser-déposer
J2SE 1.3 (2000) : L'amélioration multimédia se poursuit avec l'apparition de l'API Java Sound.
J2SE 1.4 (2002) : Multimédia toujours, avec une bibliothèque de gestion d'images.
J2SE 5.0 (2004) : Ajouts de nouvelles fonctionnalités au langage, comme les annotations, les énumérations, la boucle "for each", les nombre d'arguments variables (vargs), ou la conversion automatique entre les types primitifs et leurs classes enveloppes.
Le langage C a été mis au point par D.Ritchie et B.W.Kernighan au début des années 70. Leur but était de permettre de développer un langage qui permettrait d'obtenir un système d'exploitation de type UNIX portable. D.Ritchie et B.W.Kernighan se sont inspirés des langages B et BCPL, pour créer un nouveau langage : le langage C.
La première définition de ce langage a été donnée dans leur livre commun « The C programming language ».
Toutefois, suite à l'apparition de nombreux compilateurs C, l'ANSI (abréviation de American National Standards Institute) a décidé de normaliser ce langage pour donner ce que l'on appelle le C-ANSI. Suite à cette norme, Ritchie et Kernighan ont sorti une deuxième édition du livre en intégrant les modifications apportées par l'ANSI.
Les atouts du C
Le langage C reste un des langages les plus utilisés actuellement. Cela est dû au fait que le langage C est un langage comportant des instructions et des structures de haut niveau (contrairement à l'assembleur par exemple) tout en générant un code très rapide grâce à un compilateur très performant.
Un des principaux intérêts du C est que c'est un langage très portable. Un programme écrit en C en respectant la norme ANSI est portable sans modifications sur n'importe quel système d'exploitation disposant d'un compilateur C : Windows, UNIX, VMS (système des VAX) ou encore OS/390 ou z/Os (l'OS des mainframes IBM).
La rapidité des programmes écrits en C est en grande partie due au fait que le compilateur présuppose que le programmeur sait ce qu'il fait : il génère un code ne contenant pas de vérifications sur la validité des pointeurs, l'espace d'adressage, etc. Ainsi, les programmes en C sont très compacts.
De plus, une des caractéristiques du C est qu'il est un langage « faiblement typé » : les types de données qu'il manipule sont très restreints, et proches de la représentation interne par le processeur : par exemple, le type 'Chaîne de caractères' n'existe pas en C. A l'inverse, comparer un entier et un caractère a un sens en C car un caractère est bien représenté en interne par le processeur par une valeur de type entier (le code ASCII ou le code EBCDIC).
Enfin et pour conclure, il est inexact que le C est un langage difficile à apprendre ! Au contraire : le C dispose de peu d'instructions, les structures de données sont limitées, etc. Le C est un langage concis et son apprentissage est beaucoup moins ardu que ne peut l'être celui du Pascal par exemple.
L'apprentissage du C est ainsi nécessaire pour quiconque s'intéresse à la programmation, et cet apprentissage en vaut la peine !
Le C++ par rapport au C
Le C++ est un langage basé sur le langage C, auquel on a rajouté des éléments de telle manière à intégrer le concept objet. C'est Bjarne Stroustrupqui a créé la première version de ce langage, appelé C++.
Je pars de zéro pour ce cours, donc je vais devoir répondre à la question :
).
