Philippe ROLLAND
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(Starting - 1997)
Bibliographie:
Le language C. Kernigan et Ritchie. Masson
Le schéma de Von Neumann
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Données simples et
structurées Structures conditionnelles et
répétitives Pointeurs et tableaux Fonctions Variables
Part I
Part II
tableaux( et
pointeurs)
H. Problèmes divers
La quasi-totalité des machines informatiques actuellement employée fonctionnent sur le shéma de Von Neumann (John Von Neumann 1903-1957). Ce schéma peut être modélisé de la fçon suivante :
Je vais voir dans la mémoire de programme ce que je dois faire maintenant (PC : Program Counter)
Cette façon de faire, si elle s'est révélée adaptée à la solution de beaucoup de problèmes, n'est pas idéale pour obtenir la rapidité et l'efficacité d'un calcul. Par exemple, dans le cas où l'on a besoin de faire toujours le même type de calcul, il existe des modèles, des machines plus adaptées que celui de Von Neumann.
C'est ainsi qu'en traitement du signal (par exemple, pour le radar, le sonar, la parole, ...) on a besoin de calculer des transformées de Fourier. Dans ce cas on utilisera des calculateurs aux structures très différentes ; dans la mesure où elles effectueront des calculs en parallèle pour gagner du temps. On parlera alors parfois de machines SIMD (Single Instruction Multiple Data) et de de machines MIMD (Multiple Instruction Multiple Data) .
On rappelle les bases:
- instruction: Commande élémentaire interprétée et exécutée par le processeur. Il en existe 5 types : arithmétique, branchement, entrées/sorties, logique et transfert; Couramment confondu avec une ligne de code.
- MISC: Minimal Instruction Set Computer, c'est une sorte de RISC poussé à l'extrême.
- CISC. Opposé au MISC ET RISC, Complex Instruction Set Computer. processeur à jeu d'instruction complexe, comme tous les ordinateurs communs durant les années 1980, ainsi que les PC des années 1990.
- RISC. Reduced Instruction Set Computer. Processeur à jeu d'instruction réduit, plus rapide que les CISC car on peut mieux optimiser leur câblage, et parce qu'ils ont des vitesse d'horloge plus importante, leur petite taille et leur faible nombre de transistors les faisant moins chauffer
La programmation des ordinateurs par la manipulation directe du languge binaire (seul compris par la machine) s'est vite révélée fastidieuse et complexe. La première amélioration a consisté à donner aux instructions du processeur des noms faciles à retenir (mnémoniques), puis à écrire les programmes directements avec ces noms, un programme spécial se chargeant de transformer la suite de lettres en codes binaires.
Le vocabulaire des mnémoniques s'appelle l'assembleur, utilisé environ vers 1950. Le programme spécial s'appelle un un compilateur. L'écriture et l'exécution d'un programme nécessitent trois étapes :
En ajoutant à l'assembleur des noms de variable pour désigner des adresses mémoires, puis des noms de procédure pour désigner des suites d'instructions souvent utilisées (on emploi le terme de macros), on a amélioré la lisibilité des programmes et facilité leur écriture, au prix d'une plus grande complexité du compîlateur.
Pour rendre la programmation encore plus aisée, on a inventé des languages plus riches (on dit alors que l'on utilise des languages de haut niveau) où une instruction se traduit automatiquement par un grand nombre d'instructions binaires.
Tout d'abord il y eu le FORTRAN pour 'FORmula TRANSlator' destiné dans un premier temps au calcul scientifique. Peu après il y eu le COBOL pour COmmon Business Oriented Language, destiné lui à l'écriture de programme lié à la gestion.
Parallèlement fut développé une autre conception : le compilateur est remplacé par un programme spécial qui transcrit le programme en language binaire au fur et à mesure de l'exécution de celui-ci. Ce programme spécial dans ce cas est appelé un interpréteur (ou interprète). Un des language interprété le plus connu est certainement le LISP pour LIst Processing. Ce language LISP est dévolu au traitement symbolique, par exemple la manipulation d'idées ou de concepts, ce qui en fait un language privilégié de l'Intelligence Artificielle.
La multiplication des ordinateurs a introduit une nouvelle difficulté : l'écriture de programme pour plusieurs machines (on parle alors de la portabilité des programmes) : la solution consiste à disposer sur chaque machine d'un compilateur (ou d'un interpréteur) du même langage dans lequel est écrit le programme. Ce qui impose une normalisation des languages : par exemple par l'American National Standard Institut, ie la fameuse norme ANSI.
En 1980, le Professeur David Patterson de l'université de Californie à Berkeley parle pour la première fois de RISC. Alors que à cette époque un micro-processeur standard était CISC, c'est-à-dire que pour la conception d'un tel processeur on cerche à ajouter de plus en plus d'instructions en augmentant la taille du micro-code, ie la taille du programme interne. Mais à partir d'une certaine taille du micro-code ces processeurs tendent à ralentir l'execution des instructions les plus simples. Parallèlement on avait aussi prouvé que beaucoup d'instruction CISC étaient en fait fort peu utilisé dans le cas moyen.
Dans un processeur RISC, on optimise les instructions les plus simples en supprimant les instructions compliquées, ce qui a pour conséquence une programmation moins simple mais plus efficace.
Le PowerPc est un processeur RISC. Le Dec alpha 500 est un processeur
alpha
(500Mhz).
Pour rendre le C attractif, les constructeurs de compilateurs non dédié à UNIX, cherche à envelloper (et parfois surcharger)le language de spécificité pertinante. Conclusion, chaque constructeur s'éloigne de la norme ANSI, pour palier au défaut du système de la machine cible.
Exemple : le turbo-C, le turbo-Pascal (pour dos), think C et Think pascal, codeWarrior (sous Mac OS)
Conclusion : le language de départ qui devait eêtre standart pour toutes les plateformes (macos, dos, unix, ...) ne contient qu'un petit noyau commun non-mis à jour.
Avec trois Frames... Historique du langage Pascal et C
En 1984, Apple propose (Théatralement) le Macintosh, caractérisé par son interface graphique, ses icônes, ses fenêtres et ses menus déroulants ; il s'en vendra 50 000 en 74 jours (100 000 en 6 mois) !!! Un an plus tard, MicroSoft propose Windows pour les compatibles PC.
A la même période Silicon Graphics propose ses premières stations graphiques. Ces stations sont très utilisées pour le traitement d'images (publicité, trucages numériques pour le cinéma et la télévision). En 1985, Aldus propose le logiciel de mise en page (appelé logiciel pré-presse) PageMaker. ceci marque le début de l'édition électronique : unepartie du travail de l'imprimeur revient à la rédaction, imposant de profonds bouleversements dans le métiers de l'imprimerie. Adobe met au point le langage de description de page POSTSCRIPT pour la LaserWrite d'APPLE.
Internet accueille en 1984 son 1000e serveur. Ce serveur géré par des bénévoles est d'abord destiné à la communauté scientifiques (chercheurs et étudiants). Il s'ouvrira au commerce en 1991 et au grand public en 1994 par l'intermédiare de fournisseurs de services ou provider.
La première conférence sur le CD-Rom a lieu en 1986 à Seattle. Le format CD-Rom devient rapidement le format incontournable de stockage des applications et des documents (photo-CD), surtout après 1990 (fourni comme prime des magazines à partir de 1993).