GENERALITES SUR LES ALGORITHMES

INTRODUCTION

Définitions

Un algorithme est une suite d’actions ou d’instructions qui doivent être exécutées dans un ordre bien déterminé pour résoudre un problème (ou réaliser un travail) en un temps fini.

L'algorithmique est l’ensemble des règles et des techniques qui sont impliquées dans la définition et la conception d'algorithmes.

Si les instructions d'un algorithme s’exécutent les unes après les autres, l'algorithme est dit séquentiel, si elles s’exécutent en même temps, il est parallèle. Si l'algorithme exploite des tâches s’exécutant sur un réseau de processeurs on parle d’algorithme réparti, ou distribué.

Caractéristiques d’un bon algorithme

Un algorithme doit avoir les propriétés suivantes:

-clarté: il doit être facile à comprendre et à interpréter

-documenté: On doit insérer des commentaires qui étayent la compréhension du programme.

-précis: chaque élément de l’algorithme ne doit pas prêter à confusion, il est donc important de lever toute ambiguïté;

-efficacité: Les opérations doivent être suffisamment simples et s’exécuter le plus rapidement possible.

Importance de l’algorithme.

Un algorithme, traduit dans un langage compréhensible par l’ordinateur (ou langage de programmation), donne un programme informatique, qui peut ensuite être exécuté pour effectuer le traitement souhaité. Donc l’algorithme facilite l’écriture des programmes informatiques. Si un programme informatique était une dissertation, l’algorithme devait constituer le plan de cette dissertation.

L’écriture algorithmique est un travail de programmation à visée «universelle». En effet, un algorithme ne dépend pas:

-du langage dans lequel il est implanté,

-ni de la machine qui exécutera le programme correspondant.

Etapes de résolution d’un algorithme

Les trois étapes de résolution d’un algorithme sont:

-Préparation du traitement: Recherche des données nécessaires à la résolution du problème

-Traitement: résolution pas à pas, après décomposition en sous-problèmes si nécessaire

-Edition des résultats: impression à l’écran, dans un fichier, etc.

Représentation des algorithmes

On utilise généralement une série de conventions appelées LDA (Langage de Description des Algorithme), ou par un algorigramme (représentation graphique des algorithmes).

TYPES DE DONNEES UTILISEES EN ALGORITHMIQUE

Les données sont des informations nécessaires au déroulement d’un algorithme. .

Les constantes

Définition

Une constante est une donnée fixe qui ne varie pas durant l’exécution d’un algorithme.

Une constante est caractérisée par son nom et sa valeur (fixe).

Déclaration des constantes

Pour déclarer une constante, on écrit le mot-clé const, suivi du nom de la constante et de sa valeur.

Syntaxe :

const nom _Constante = valeur ;

Exemples:

const Pi=3,14;

const Max=100;

const Mois=‘Avril’;

Codification des objets

Objet

Type/Nature

Rôle

Général

Nom

Constante=valeur de la constante

Rôle

Exemple

Pi

3,14

Les variables

Définition

Une variable est un objet dont le contenu peut être modifié par une action durant l’exécution d’un algorithme.

Une variable est caractérisée par son nom, sa valeur et son type:

Exemple: age_du_visiteur =17.

Nom: pour pouvoir reconnaitre la variable (age_du_visiteur).

Valeur : c'est l'information qu'elle contient, qui peut changer. (17).

Type: entier

Remarques:

1) Le nom d’une variable doit commencer obligatoirement par une lettre. Il doit être formé d’une ou de plusieurs lettres, les chiffres sont également autorisés. Aucun espace ne doit figurer dans le nom d’une variable. Il vaut mieux remplacer les espaces par la touche (underscore) « _» du clavier. De même, il est préférable que le nom donné à une variable soit évocateur de l’information qu’elle contient.

2) On peut modifier quand on veut la valeur d’une variable, faire des opérations dessus, etc.

Les différents types de variables

Les variables sont capables de stocker différents types d'informations. On parle de types de données. Voici les principaux types à connaître :

Les types numériques:

Les types numériques les plus connus sont l’entier et le réel :

· Le type entier (int) : ce sont les nombres du type 1, 2, 3, 4, etc. On compte aussi parmi eux les nombres relatifs : -1, -2, -3...

Exemple : 42

· Le type réel:

Le type réel recouvre un ensemble de nombres réels qui ne correspond pas toujours aux réels en mathématiques. Il comprend les nombres décimaux (float) qui sont des nombres à virgule, comme 14,738. Le traitement et l’affichage des données de ce type se font à virgule flottante, c’est à-dire qu’il est possible de les écrire en déplaçant le point à volonté et en utilisant une puissance appropriée dans la base choisie.

Exemple: 235.67= 0.23567.103=23467.10-2

On note aussi 0.23567E3 ou 23467E-2.

Le type booléen (bool) :

C’est un type très important qui ne permet de stocker que deux valeurs, par exemple vrai ou faux (on écrit true pour vrai, et false pour faux).

Une variable type booléen ne peut prendre que deux valeurs représentées par les identificateurs Vrai ou Faux.

Exemple: 14>5 est Vrai

14<5 est Faux …. sont des expressions booléennes.

Le type caractère:

Il appartient à l’une des catégories suivantes:

- Les chiffres de 0 à 9

- Les lettres de l’alphabet (de A à Z) majuscules et minuscules.

- Les caractères spéciaux +,-,*, /; etc. qui correspondent aux touches du clavier, y compris les touches de fonction telles que la barre d’espacement et la touche entrée.

Une variable caractère occupe un octet en mémoire. A chaque caractère correspond un code (appelé code ASCII) qui est un entier compris entre 0 et 255.

Remarques:

-Un caractère est généralement placé entre 2 guillemets.

Exemple: ‘’a‘’; ‘’g’’; ‘’128‘’.

-Un caractère vide est représenté par deux paires de guillemets‘’ ‘’

-Une variable de type caractère ne peut contenir qu’un et un seul caractère

-Tous les caractères sont ordonnés selon leur code ASCII variant de 0 à 255.

Le type chaine de caractères

Une chaine de caractère est un regroupement de plusieurs caractères. La chaîne de caractères est le nom informatique qu'on donne au texte. On peut stocker des textes courts comme de très longs textes au besoin.

Exemples:

· "Je suis un texte". Une chaîne de caractères est habituellement écrite entre guillemets ou entre apostrophes (on parle de guillemets simples) : 'Je suis un texte'. Les deux fonctionnent mais il ne faut pas les mélanger.

· «bonjour»

Attention: 234 peut désigner le nombre deux cent trente- quatre comme il peut désigner une suite de caractère 2, 3,4. Dans ce dernier cas, on écrit entre guillemets ‘’234‘’ pour faire la différence.

Déclaration d’une variable

Pour déclarer une variable, on écrit le mot-clé var, suivi du nom de la variable et du type.

Syntaxe:

var nom_de_la_variable: type;

Exemples:

var age: entier;

var a: caractère;

var nom: chaine de caractères;

var i,j,k:entiers;

Tableau de codification des objets

Objet

Type/Nature

Role

General

Nom

Type de la variable

Rôle joué par la variable

Exemple

M

Reel

INSTRUCTIONS SIMPLES

Une structure est dite simple (appelée encore une séquence), si elle ne contient que des instructions:

- d’entrée de données,

- d’affectation

- de sortie de résultats.

Instruction de lecture (ou opérations d’entrée des données)

L’instruction de lecture demande à la machine de lire une valeur saisie par un utilisateur à partir du clavier ou de lire une valeur contenue dans une mémoire de stockage. Elle se réduit au verbe LIRE. Lire est donc un ordre de traitement ou une action simple à exécuter.

Ainsi Lire une valeur«a» donne un ordre à l’utilisateur d’entrer ou de saisir cette valeur à l’aide du clavier de l’ordinateur ou à partir d’une mémoire de stockage.

Syntaxe: Lire (variable);

Exemples: Lire (note);

Lire (A, B); A et B étant des variables.

Instruction d’écriture (ou opération de sortie des résultats)

L’instruction d’écriture demande à la machine d’afficher le résultat d’un traitement à l’écran. Elle se réduit au verbe ECRIRE. Comme Lire, Ecrire est une action à exécuter, un ordre de traitement dont le sens traduit en quelque sorte l’action d’afficher un résultat ou autre chose dans une unité de sortie de l’ordinateur comme le moniteur, l’imprimante ou un support de stockage.

Syntaxe: Ecrire(variable) ;

Ecrire (‘’ message’’, variable)

Exemples: Ecrire(Résultat) ;

Ecrire ('’Le résultat est:'’, Résultat) ;

Instruction d’affectation

Cette instruction permet de ranger une valeur dans une variable. Elle se symbolise par ←.

Syntaxe: Variable ← valeur

Exemples: x ← 35 veut dire que x prend la valeur 35.

A ←2 : la variable A reçoit la valeur 2

B←A+1 : la variable B reçoit le contenu de A plus 1

Nom←'Mohamed' : la variable Nom reçoit la valeur Mohamed

LES PARTIES D’UN ALGORITHME

Le profil (en-tête)

La première ligne d’un algorithme est le profil. Elle donne essentiellement le nom de l’algorithme. Les débuts de mots sont en lettres majuscules.

Exemple: Algorithme_CalculSurface

Déclaration des variables et des constantes

Après le profil, suivent les déclarations des variables. Ces variables sont de divers ordres: les réels, les entiers, les chaines de caractère…

En général, ces variables sont des valeurs d’entrée de l’algorithme. Après traitement, ce sont les mêmes variables qui permettent d’obtenir des valeurs de sortie. Les variables d’entrée et de sortie doivent être précisées entre le profil et le délimiteur du début de l’algorithme, ensuite les constantes, les fonctions et les tableaux suivront.

Les délimiteurs de début et de fin.

Comme leur nom indique, les délimiteurs représentent le début et la fin de l’algorithme.

Le corps de l’algorithme

Le corps de l’algorithme représente la zone où les différentes actions de l’algorithme se situent. En général, le patron d’un algorithme ou structure peut se résumer par les lignes suivantes.

Algorithme Nom_ Algorithme.

Variables

Entrée

Sortie.

Début

Action1

Action2

Action n

Fin

← profil

← variable d’entrée

←variable de sortie
← délimiteur de début

← différentes actions

← délimiteur de fin

Les commentaires

Les commentaires sont souvent utilisés pour permettre une interprétation aisée de l’algorithme. On les place entre /* et */ ou (ou entre co et fco).

1-Ecrire («Entrer la valeur de l’entier a:»);

2- Lire (a); /* on saisit la valeur de l’entier a au clavier */

3-Ecrire («Entrer la valeur de l’entier b:»);

4- Lire(b); /* on saisit la valeur de l’entier b au clavier */

4-S← a+b;

5-Ecrire (« La somme S est:», S); /* On affiche le résultat à l’écran */

OPERATEURS ET EXPRESSIONS

OPERATEUR

Un opérateur est un signe qui relie deux valeurs, pour produire un résultat.

Les opérateurs possibles dépendent du type des valeurs qui sont en jeu.

Opérateurs numériques

Ce sont les quatre opérations arithmétiques et tout ce qu’il y a de classique.

+: addition

-: soustraction

*: multiplication

/: division

^: qui signifie «puissance». 45 au carré s’écrira donc 45 ^ 2.

DIV (A, B): donne le quotient de la division entière de A par B

MOD (A, B): donne le reste de la division entière de A par B

Exemples: A=5 et B=2

A/B=2.5

DIV(5,2)=2;

MOD(5,2)=1.

Operateurs de comparaison

<strictement inférieur > strictement supérieur

<= inférieur ou égal >= supérieur ou égal

= égal <> différent de

Opérateur alphanumérique: &

Cet opérateur permet de concaténer, autrement dit d’agglomérer, deux chaînes de caractères.

Exemples
. Variable: A; B; C en caractères

A← ‘’Michel’’

B←‘’ Amougou’’

C← A &B

//La valeur de C à la fin de l’algorithme est "MichelAmougou"

Opérateurs logiques

Il s’agit du ET, du OU, du NON et de XOR.

Opérateurs de type booléen

Ils sont de la forme:

-VRAI ou FAUX

-OUI ou NON

On obtient un résultat de type booléen quand on est amené à comparer des expressions entre elles, au moyen des opérateurs de comparaison.

EXPRESSION

Une expression est un ensemble de valeurs, reliées par des opérateurs, et équivalent à une seule valeur. Par exemple, voici quelques expressions de type numérique :

7
5+4
123-45+844
Toto-12+5-Riri

…sont toutes des expressions valides, pour peu que Toto et Riri soient bien des nombres car dans le cas contraire, la quatrième expression n’a pas de sens.

Expression

Résultat

20>4

Vrai

12<=5

Faux

30>5 et 5<3

Faux

Priorité des opérateurs

Pour les opérateurs arithmétiques donnés ci-dessus, l’ordre de priorité est le suivant (du plus prioritaire au moins prioritaire).

( ): Les parenthèses.

^: Élévation à la puissance

*,/:multiplication, division.

+,-: addition, soustraction

En cas de besoin, on utilise les parenthèses pour indiquer les opérations à effectuer en priorité. A priorité égale, l’évaluation de l’expression se fait de la gauche vers la droite.

Exemples:

1+ (2*3)=7

1*(2+3)=5 /* les parenthèses sont prioritaires */

1*2+3=5

1+2*3=7 . /* la multiplication est prioritaire sur l’addition */

3*3^2=27

3^3*2=54 /* la puissance est prioritaire sur la multiplication */

1+3-2=2

1-3+2=0 /* à priorité égale, l’évaluation se fait de la gauche vers la droite*/

On a le droit d’utiliser les parenthèses, avec les mêmes règles qu’en mathématiques. La multiplication et la division ont «naturellement» priorité sur l’addition et la soustraction. Les parenthèses ne sont ainsi utiles que pour modifier cette priorité naturelle.

Cela signifie qu’en informatique, 12 * 3 + 5 et (12 * 3) + 5 valent strictement la même chose, à savoir 41

En revanche, 12 * (3 + 5) vaut 12 * 8 soit 96.

LES ALGORIGRAMMES

Définition

C’est la représentation graphique des algorithmes avec des figures géométriques (rectangles, parallélogrammes, losanges, etc.). On les appelle souvent logigramme, organigramme et rarement ordinogramme.

Symboles


Marque le début ou la fin d’un algorithme.

Marque les instructions de lecture ou d’écriture


Marque une action simple à exécuter.


Représente un sous-programme

C


Marque une question posée par l’évaluation d’une condition C qui a la valeur soit «vrai», soit «faux».

O

Anneau numéroté utilisé pour les algorithmes longs de plus d’une page. Il permet de repérer la fin de la première page et le début de la seconde.

Flèche de connexion pour indiquer le sens de lecture

Exemple:

EXERCICES

.

EXERCICE I: soit l’algorithme ci-dessous:

Algorithme

Var nb, pht, ttva ; pttc: Numérique;

Début

Ecrire‘’Entrez le prix hors taxes:’’;

Lire (pht);

Ecrire (‘’Entrez le nombre d’article:’’);

Lire (nb);

Ecrire (‘’Entrez le taux de TVA:’’);

Lire (ttva);

pttc⃪nb*pht*(1+ttva);

Ecrire (‘’ Le prix toutes taxes confondues est:’’, pttc);

Fin

Questions:

1.1-Que vaut pttc lorsque nb=5, pht=7500 fcfa et ttva=7% ?

1.2-Que fait cet algorithme?

EXERCICE II:

Votre grand-père détient une parcelle sous forme rectangulaire au village. Il sollicite votre aide pour connaitre la superficie de son terrain

  1. Analyse du problème

a-Identifier le(s) éléments en entrée

b-Quels sont les opérations (traitements)

c-Identifier le(s) éléments en sortie

  1. Faire un tableau récapitulatif des objets (nom de l’objet, type/nature et le rôle joué par chaque objet) nécessaire à la réalisation de ces opérations.
  2. Ecrire un algorithme qui permet de résoudre ce problème

EXERCICES III:

1-On se propose de déterminer l’allongement Δl d’un ressort de raideur K sur lequel est accrochée une masse m. Sachant que:

Δl *K=m*g avec g=9,8 N/Kg.

2-Faire un tableau récapitulatif des différents objets (nom de l’objet, type/nature, rôle joué par l’objet.

3-Faire la déclaration des différents objets.

4-En déduire l’algorithme qui permet de calculer l’allongement de ce ressort.

EXERCICES IV:

1-Ecrire un algorithme permettant de calculer la surface d’un cercle de rayon R.

2-Concevez un algorithme qui calcule le carré d’un nombre qu’on lui fournit.

3-Ecrire un algorithme qui calcule le prix TTC (toutes taxes comprises) lorsqu’on lui fournit le prix HT (Hors taxes) lorsqu’on connait le taux de la TVA.

On rappelle que le prix TTC=prix HT + prix HT*TVA/100=prix HT*(1 + TVA/100).

4-Ecrire un algorithme qui permet de Calculer et afficher le quotient et le reste de la division de A par B, A et B étant des réels entiers non nuls

Avez-vous un exercice à proposer au Forum?Cliquez-ici

CORRIGES

Merci de votre visite
Laissez un commentaire