Cours algorithme
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Informatique industrielle : L’algorithmique1. Définitions1-2. Définition d'un algorithmeC'est un ensemble de règles opératoires rigoureuses, ordonnant à un processeur d'exécuter dans un ordre déterminé un nombre fini d'opérations élémentaires. Il oblige une programmation structurée c’est à dire organisée. Un algorithme est écrit en utilisant un langage de description d'algorithme (LDA). L'algorithme ne doit pas être confondu avec le programme proprement dit.1-2. Définition d'un algorigramme C'est une représentation graphique de l'algorithme. Pour le construire, on utilise des symboles normalisés. Quelques symboles utilises dans la construction d'un algorigramme :Symbole général Sous ProgrammeOpérations ou groupe Portion de programme considéré d’opérations sur des données, comme une simple opération. instructions. (Fonction)Branchement, testSymbole de Exploitation de conditions sur des Début, fin.variables impliquant un choix parmi plusieurs.Sens conventionnel des liaisonsLe sens général des lignes de liaison doit être:De haut en basDe gauche à droiteLorsque le sens général ne peut pas être respecté, des pointes de flèche à cheval sur la ligne in diquent lesens utilisé. Lycée Louis Lachenal T° STI Génie Electronique et Informatique Industrielle Pascal Verger h http://verger-pascal.fr/ 1Informatique industrielle : L’algorithmique2. L'algorithme2-1. Le langage de description d'algorithmeCe langage ...
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Informatique industrielle : L’algorithmique
1. Définitions 1-2. Définition d'un algorithme C'est un ensemble de règles opératoires rigoureuses, ordonnant à un processeur d'exécuter dans un ordre déterminé un nombre fini d'opérations élémentaires. Il oblige une programmation structurée c’est à dire organisée. Un algorithme est écrit en utilisant un langage de description d'algorithme (LDA). L'algorithme ne doit pas être confondu avec le programme proprement dit.
1-2. Définition d'un algorigramme C'est une représentation graphique de l'algorithme. Pour le construire, on utilise des symboles normalisés. Quelques symboles utilises dans la construction d'un algorigramme :
Symbole général Opérations ou groupe d’opérations sur des données, instructions.
Symbole de Début, fin.
Sous Programme Portion de programme considéré comme une simple opération. (Fonction)
Branchement, test Exploitation de conditions sur des variables impliquant un choix parmi plusieurs.
Sens conventionnel des liaisons Le sens général des lignes de liaison doit être: De haut en bas De gauche à droite Lorsque le sens général ne peut pas être respecté, des pointes de flèche à cheval sur la ligne indiquent le sens utilisé.
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2. L'algorithme 2-1. Le langage de description d'algorithme Ce langage utilise un ensemble de mots clés et de structures permettant de décrire de manière complète, claire, l'ensemble des opérations à exécuter sur des données pour obtenir des résultats. On n'hésitera donc pas à agrémenter l'algorithme de nombreux commentaires. L'avantage d'un tel langage est de pouvoir être facilement transcrit dans un langage de programmation structuré ( Pascal, c, VBasic ...) 3. Structure d'un algorithme 3-1. Représentation Tous les mots clés sont soulignés et écrits en minuscule. L'en-tête algorithme nom de l'algorithme Les déclarations de constantes const liste des constantes variables et de fonctions var liste des variables fonc liste des fonctions débu t Le corps de l’algorithme action 1 action n fin instruction
1.L'en-tête Elle permet tout simplement d'identifier un algorithme. 2. Les déclarations C'est une liste exhaustive des objets, grandeurs utilisés et manipulés dans le corps de l'algorithme. Cette liste est placée en début d'algorithme. 3. Le corps Dans cette partie de l'algorithme, sont placées les tâches (instructions, opérations...) à exécuter . 4. les commentaires Pour permettre une interprétation aisée de l'algorithme, l'utilisation de commentaires est vivement conseillée . Mot clé : //…….. //
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4. Déclaration de constantes, de variables et de fonctions
4-1 Les constantes Elles représentent des chiffres, des nombres, des caractères, des chaînes de caractères, ... dont la valeur ne peut pas être modifiée au cours de l'exécution de l'algorithme. const REF c’est 102 CONSIGNE44 c’est 154 IMPORTANT : les constantes s’écrivent en MAJUSCULE. 4-2 Les variables Elles peuvent stocker des chiffres des nombres, des caractères, des chaÎnes de caractères,... dont la valeur peut être modifiée au cours de l'exécution de l'algorithme. var entie r : eTemp1, eTemp2 Les constantes et les variables sont définies dans la partie déclarative par deux caractéristiques essentielles, à savoir : le type : il détermine la nature de la variable ou de la constante (entier, réel, booléen, chaîne de caractères...) l'identificateur : c'est le nom de la variable ou de la constante. Il est composé de lettres et de chiffres. IMPORTANT : Les variables s’écrivent : 1° lettre pour le type de variable, la 2° lettre en majuscule pour l’identificateur et le reste en minuscule. Par exemple : eCompteur // variable Compteur de type entier (e)// rTemperature // variable Température de type réel (r)// bResultat // variable Résultat de type booléen (b)// voir paragraphe 5 page suivante.
4.3 Les fonctions L’exécution d'une fonction est provoquée par la simple évocation de son nom. fonc CapterTemperature TraitementSurface Les fonctions sont des groupes de tâches à effectuer. L'intérêt de grouper ces tâches est de permettre une lecture plus facile de l'algorithme principal(appelé également ordonnancement). de développer de manière indépendante des parties d'algorithmes dont l'emploi multiple au sein de l'algorithme principal est ainsi rendu plus aisé.
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5. Les différents types de variables Nous avons vu qu'une des deux caractéristiques des constantes et des variables était leur type. Nous considérerons cinq types de base: L'entier (e) 45, 36, -564, …. en décimal Mot clé : entier Le réel (r) -3.67, 4.2569, -564.0,18.36 10 e-6..o Mot clé : réel Le booléen (b) Il ne peut prendre que deux états: VRAI ou FAUX Mot clé : booléen Le caractère (c) 'a', 'A','*','7','z',' !'.... Mot clé : car La chaÎne de caractères (ch) 'électronique', 'cd ROM de 80mn’ Mot clé : chaine
6. Les opérateurs Opérateurs sur les entiers et les réels Arithmétiques + Addition - Soustraction * Multiplication / Division î Puissance Comparaisons > Supérieur < Inférieur >= Supérieur ou égal <= Inférieur ou égal = Egal =/ Différent
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Opérateurs sur les booléens Fonctions logiques et Fonction ET ou Fonction oux Fonction non Fonction nonet Fonction nonou Fonction >> Décalage à droite << Décalage à gauche = Egal =/ Différent Affectation Elle permet d'affecter une valeur à une variable. L'affectation se fait toujours en deux temps : rTemp 2*3+5 - Evaluation de l'expression située à droite du symbole : 11 - Affectation du résultat à l'identificateur de variable : rTemp porte la valeur de 11 L'expression est une suite d'opérations sur des constantes ou des variables déjà déclarées.
7. Les structures algorithmiques fondamentales Les opérations élémentaires relatives à la résolution d'un problème peuvent, en fonction de leur enchaÎnement être organisées suivant trois familles de structures algorithmiques fondamentales. · structures linéaires · structures de choix · structures de boucle ( ou répétitives)
7-1 La structure linéaire La structure linéaire se caractérise par une suite d'actions à exécuter successivement dans l'ordre énoncé. Action 1 Action 2 Action n Remarque : Bouclage d’un programme sans conditions : faire toujours … … fin de faire toujours
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Informatique industrielle : L’algorithmique 7-2 Les structures de choix Ces structures offrent plusieurs issues exclusives à la poursuite de l'algorithme.
7-2-1 Structure si - sinon – fin de si ( choix simple ) Dans cette structure l'exécution d'un des deux traitements distincts ne dépend que du résultat d'un test effectué sur la condition qui peut être une variable ou un événement. Si la condition est vérifiée, seul le premier traitement est exécuté. Si la condition n'est pas vérifiée seul est effectué le second traitement.
si condition VRAIE alors action1 sinon action2 fin de si
Condit ion
Act ion1 Act ion2
Le sinon est facultatif. Ici seule la situation correspondant à la condition entraîne l'exécution du traitement, l'autre situation conduisant systématiquement à la sortie de la structure.
si condition VRAIE alors action1 fin de si
Condit ion
Act ion1
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7-2-2 La structure selon – fin de selon ( choix multiple ) La structure de choix permet, en fonction de plusieurs conditions de type booléen, d'effectuer des actions différentes suivant les valeurs que peut prendre une même variable. C’est la structure selon qui simplifie l’écriture de plusieurs si – fin de si imbriqués.
selon variable faire cas valeur1 : Action1 cas valeur2 : Action2 … autres cas : ActionAutre fin de selon
valeur 1
valeur 2
valeur N
A ctionN+1
A ction N
A ction 2
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A ction1
Informatique industrielle : L’algorithmique 7-3 Les structures de boucle Ces structures répètent l'exécution d'une opération ou d'un traitement. On considérera 2 cas:
7-3-1 Le nombre de répétitions n'est pas connu ou est variable répéter jusqu’à… Dans cette structure, le traitement est exécuté une première fois puis sa répétition se poursuit jusqu'à ce que la condition soit vérifie. L'action est toujours exécutée au moins une fois . Par traitement on entend : soit une structure isolée, soit une succession d’instructions . Act ion1 Condit ion
répéter action1 mise à jour de la variable (condition) jusqu'à condition vraie
tant que……. faire……. Dans cette structure, on commence par tester la condition, si elle est vérifiée, le traitement est exécuté. L'action peut ne jamais être exécutée.
tant que condition vraie faire action1 mise à jour de la variable (condition) fin tant que
Condit ion
Act ion1
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Informatique industrielle : L’algorithmique 7-3-2 Le nombre de répétitions est connu pour…de…à…faire Dans cette structure, la sortie de la boucle s'effectue lorsque le nombre souhaité de répétition est atteint. On utilise donc une variable (ou indice) de contrôle d'itération caractérisée par sa valeur initiale et sa valeur finale. Cette structure s’occupe de la gestion de l’indice : initialisation, test et évolution. Il ne faut donc pas que l’action modifie l’indice.
pour Var de V_INIT à V_FIN faire action fin de pour
Var V INIT _
Var V FIN > _
act ion
Var Var+1
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Informatique industrielle : L’algorithmique 8. Exercices 8-1 Les variables 1. Reconnaître le type de eJourDuMois, rTension , bRelais1. 2. Choisir le nom de variable pour "l'age du capitaine", "le jour de la semaine" ( valeurs = lundi, mardi... ), "commande relais". 3. Corriger l'écriture de "intensité" 8-2 Etude d’un déroulement temporel d’un algorithme Remplir le tableau temporel d’exécution de l’algorithme et établir l’algorigramme. 1° exemple 1 … 2 eVar 1 3 s i eVar=5 alors 4 eVar eVar*2 sinon 5 eVar eVar+2 finsi 6 … N° ligne exécutée 1 2 3 5 6 Valeur de eVar après ? exécution
2° exemple const : _ V INIT c’est 1 V FIN c’est 3 _ 1 … 2 rCapteur41 10 3 pour eVar de V_INIT à V_FIN faire 4 rCapteur41 rCapteur41+2 5 fin de pour 6 … N° ligne exécutée 1 2 3 4 5 Valeur de eVar après ? exécution Valeur de rCapteur41 ? après exécution
// test de sortie de boucle// // mise à jour de l’indice (dans notre cas : +1)//
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Informatique industrielle : L’algorithmique 8-3 Mise en marche d'un équipement industriel Avant de procéder à un traitement, il est nécessaire d'effectuer un certains nombre d'opérations indispensables à son bon fonctionnement. a) montée en température: mise en route de l'accélérateur de chauffage AC b) distribution d'air comprimé : ouverture de l'électrovanne d'admission EV. c) mise en route du dispositif de lubrification : pompe d'arrosage P sous tension. · Complétez l'algorithme suivant: · Etablissez l’algorigramme correspondant algorithme : Mise en service d'un équipement **********************// Déclarations //*********************** const // vide : il n’y a pas de constantes dans cet ex // var //vide : il n’y a pas de variables dans cet ex // fonc Chauffer // activer le chauffage// Aircomp // activer l’air comprimé// Lubrifier // activer la lubrification// Autoriser // autoriser la mise en route// *********************// Instructions //*************************** début … faire toujours Traitement fin de Faire toujours fin instructions 8-4 Tri de sacs de ciment A la sortie de l'atelier de conditionnement d'une usine de fabrication de ciment, un même convoyeur à bande transporte indifféremment des sacs de 25 kg et des sacs de 35 kg. Un dispositif de tri automatique dirige ces sacs vers deux zones distinctes de stockage Z25 et Z35. · Complétez l'algorithme suivant. · Etablissez l’algorigramme correspondant . · algorithme Tri automatique : **********************// Déclarations //*********************** const REFMASSE c'est 30 var entier : eMasse // variable représentant la masse d’un sac après sa mesure // booleen : bZone // variable désignant la zone : 0 zone Z25kg 1 zone Z35kg// fonc Aiguiller // fonction d’aiguiller en zone Z25 ou zone Z35// AcquérirMasse // fonction d’acquisition de masse// *********************// Instructions //*************************** début faire toujours … fin de faire toujours fin instructions
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