Introduction à l'algorithmique

1. Architecture de Von Neumann

Un ordinateur est un ensemble de circuits électroniques permettant de manipuler des informations qu’on appelle des données et capable de faire "tourner" des programmes, c’est-à-dire une suite ou séquence d’instructions programmées à l’avance et qu’il va dérouler du début à la fin dans le but d’obtenir des résultats. Pour comprendre comment un ordinateur peut dérouler un programme, il faut étudier un peu plus en détail son fonctionnement.

C’est Von Neumann qui a défini en 1944 l’architecture des ordinateurs modernes encore largement utilisée aujourd’hui (avec des variantes cependant). L’architecture de Von Neumann (issue des travaux de Turing dont il sera question plus loin) décompose l’ordinateur en quatre parties distinctes :

1. Programmer, c’est un art

Pour obtenir un résultat donné, il faut généralement suivre une méthode, une certaine logique. Sauf à être un grand pâtissier dont la science des mélanges des ingrédients est innée (ou le fruit d’une longue pratique), vous n’obtiendrez jamais un délicieux gâteau au chocolat même si vous disposez des meilleurs ingrédients et accessoires de cuisson, si vous ne connaissez pas les bonnes proportions, l’ordre dans lesquels ajouter les ingrédients, le temps de cuisson, la température : bref, la recette. De même, sans formation de mécanicien ou sans la documentation technique du moteur de votre véhicule, inutile de vous lancer dans un changement de joint de culasse : c’est la casse assurée.

Il en est de même de la programmation. Il existe plusieurs langages de programmation très simples, extrêmement simples parfois, qui peuvent donner un temps l’illusion que vous savez programmer. En entreprise même, certains employés sont bombardés développeurs pour leurs quelques connaissances confuses de Visual Basic, de Delphi ou de Windev. Le résultat risque d’être catastrophique. Les publicités sont alléchantes mais trompeuses. Les bons programmeurs, y compris les autodidactes, ont tous à un moment ou un autre eu affaire avec les algorithmes, car il existe en programmation une multitude de moyens d’arriver à un résultat, mais très peu pour obtenir le meilleur résultat possible, ce qui explique pourquoi beaucoup de programmes ayant la même fonction, se ressemblent (au niveau de la programmation) alors que ce ne sont pas les mêmes programmeurs qui les ont développés. Les débutants qui se lancent dans des projets de programmation audacieux se retrouvent parfois bloqués, ne maîtrisant pas une technique particulière de logique de programmation. Certains abandonnent, d’autres trouvent un moyen de contournement (souvent peu reluisant).

Les derniers liront peut-être un livre d’algorithmique comme celui-ci, qui à défaut de donner une solution complète à leur problème, leur fournira les bases et les techniques...

1. Quel langage ?

Il existe plusieurs centaines de langages de programmation si on tient compte de toutes les variantes possibles d’un même langage. Comme vous avez pu le lire au début de ce chapitre, l’ordinateur ne comprend nativement qu’un seul langage, le langage machine. Croyez-vous vraiment que vous allez implémenter le programme de lancer de dé directement en binaire (ou même en hexadécimal) ? Le choix du langage mérite une petite démonstration. On a coutume dans le milieu de l’informatique, de tester un langage en lui faisant afficher un message pour dire bonjour, en l’occurrence le fameux "Hello world!". Voici comment afficher ce texte dans divers langages :

En assembleur x86 sous DOS

Cseg segment 
assume cs:cseg, ds:cseg 
org 100h 
main proc 
jmp debut 
mess db 'Hello world!$' 
debut: 
mov dx, offset mess 
mov ah, 9 
int 21h 
ret 
main endp 
cseg ends 
end main 

En shell Unix

echo "Hello world!" 

En Basic originel

10 PRINT "Hello world!"  
20 END 

En COBOL

IDENTIFICATION DIVISION. 
PROGRAM-ID. HELLO-WORLD. 
ENVIRONMENT DIVISION. 
DATA DIVISION. 
PROCEDURE DIVISION. 
DISPLAY "Hello world!". 
STOP RUN. 

En langage C

#include <stdio.h> 
 
int main(int argc, char **argv) 
{ 
    printf("Hello world!\n"); 
    return 0; 
} 

En langage C++

#include <iostream> 
 
int main() 
{ 
    std::cout << "Hello world!" << std::endl; 
    return 0; 
} 

En PHP

<?php 
print ("Hello world!"); 
?> 

En Java

public class HelloWorld { 
    public static void main(String[] args) { 
        System.out.println("Hello world!"); 
    } 
} 

En Visual Basic

Sub Main() 
  MsgBox("Hello world!") 
End Sub 

En Pascal

program Bonjour; 
begin 
  WriteLn('Hello world!'); 
end. 

2. Classifications des langages

Que remarquez-vous ? Il y a autant de syntaxes différentes qu’il existe de langages. Cependant vous constatez que les langages C, C++, Java ou PHP ont de nombreuses...