Le code ASCII et le langage machine

Le code ASCII

• Permet l'encodage de tous les caractères selon une norme standardisée
• Permet le stockage des caractères sur 8 bits
• Permet le stockage de 256 caractères possibles
  • De 0 à 31: caractères de contrôle (retour à la ligne, tabulation, shift, cancel, escape, etc.)
  • De 48 à 57 : les chiffres (de 0 à 9)
  • De 65 à 90 : les majuscules (A, B, C, etc.)
  • De 97 à 122: les minuscules (a, b, c, etc.)

Le langage machine

• Le langage machine est complexe et difficile à comprendre pour les humains
• Le code ASCII est utilisé pour représenter les caractères en langage machine
• Le code ASCII permet de représenter chaque caractère par une séquence de bits

L'assembleur

• Langage informatique de bas niveau, plus facile à comprendre que le langage machine
• Les instructions assembleur sont traduites en langage machine
• L’assembleur est moins portable que les langages de haut niveau (dépend du type de machine)
• L'assembleur est trop simple pour les projets complexes
• L’assembleur permet d’écrire des instructions élémentaires qui correspondent à des processus du langage machine

Les langages structurés et évolués

• Ont été créés pour pallier aux limites de l'assembleur
• Langages de programmation de haut niveau, plus faciles à apprendre et à utiliser
• Langages plus portables que l'assembleur
• Exemples de langages évolués: C, Fortran, Cobol, Pascal, Basic, etc.

L'historique du langage C

• Le langage C a été conçu en 1972 par Dennis Ritchie et Brian Kernighan
• Développé dans les "Bell laboratories" pour le système d'exploitation Unix
• La première définition standard du langage C a été publiée en 1978 dans le livre "The C programming language"
• Le langage C est rapidement devenu populaire et a été utilisé dans de nombreuses applications

La compilation et l'exécution

• Le compilateur C est GCC (GNU Compiler Collection)
• Le compilateur GCC est à l'origine destiné au système Linux
• Il existe des versions spécifiques du compilateur GCC conçues pour Windows
• Les fichiers sources C ont l'extension .c
• Le préprocesseur C traite les fichiers sources et les transforme en fichiers .i
• L'assembleur C transforme les fichiers .i en fichiers assembleur .s
• Le compilateur C transforme les fichiers assembleur .s en fichiers objet .o
• Le programme C est exécuté à partir du fichier objet .o

La structure d'un programme C

• Les programmes C sont généralement composés de plusieurs parties
  • Les directives du préprocesseur (#include, #define, etc.)
  • La création de types (struct, union, enum, typedef)
  • La déclaration de variables externes et de fonctions
  • La fonction main()
    • Déclaration de variables internes
    • Instructions
• La fonction main() est la fonction principale d'un programme C
• La fonction main() retourne la valeur 0 pour indiquer que le programme s'est terminé avec succès

Les composants élémentaires

• Variables et identificateurs
  • Les variables sont utilisées pour stocker des données temporaires
  • Les variables doivent être déclarées avant d'être utilisées
  • Un identificateur est un nom donné à une variable, une fonction, un type prédéfini ou une constante
  • Il est constitué de lettres sans accent, de chiffres et du caractère _
• Les mots clés réservés
  • Mots clés utilisés pour les instructions de contrôle, les spécifications de types, les qualifications de types, les spécifications de stockage
• Les types fondamentaux
  • Types de données qui spécifient l'ensemble des valeurs qu'une variable peut prendre.
  • En langage C, les types de données sont "typés".
  • Les types de données définissent la taille de la mémoire allouée à une variable
  • Exemples de types fondamentaux: int, char, float, double
• Les constantes
  • Valeurs fixes qui ne peuvent pas être modifiées pendant l'exécution du programme
  • Types de constantes: entières, réelles, caractères

Les types entiers

• Types de données utilisés pour représenter des nombres entiers
• Exemples: int, short, long, unsigned short, unsigned long, char
• Le type char est un dérivé de l'entier car il représente le code ASCII d'un caractère
• Le type char utilise 1 octet (8 bits) pour stocker un caractère
• Le type char peut représenter les valeurs entre -128 et 127

Les types flottants

• Types de données utilisés pour représenter des nombres à virgule flottante
• Exemples: float, double, long double
  • float: simple précision
  • double: double précision
  • long double: quadruple précision

La déclaration de variables

• Déclarer une variable signifie lui attribuer un type et un nom
• Syntaxe de la déclaration d'une variable: [type] [nomVariable];
• On peut déclarer et initialiser une variable en même temps:
  • int a = 5;
  • double b = 3.14;
• On peut déclarer plusieurs variables dans la même ligne (séparées par des virgules):
  • float f1, f2, f3;
  • int x, y = 2;
• Le type char s'utilise comme suit:
  • char c1;
  • char c2 = 'D';

Les constantes

• Valeurs fixes qui ne peuvent pas être modifiées pendant l'exécution du programme
• Types de constantes: entières, réelles, caractères

Les constantes entières

• Représentées de 3 manières différentes: décimale, octale et hexadécimale
  • Décimale: forme usuelle d'un entier (ex: 0, 35, 274)
  • Octale: forme d'un entier en base 8 (ex: 033)
  • Hexadécimale: forme d'un entier en base 16 (ex: 0x 1B)

Les constantes réelles

• Représentées en notation décimale ou exponentielle
  • Notation décimale: 14.56, 3.4567
  • Notation exponentielle: 12.3e-4, 13.5E+2

Les constantes caractères

• Représentées par un unique caractère entre apostrophes
  • 'a', 'R'
• Les caractères non imprimables sont représentés par un backslash suivi d'un caractère de contrôle
  • \n: nouvelle ligne
  • \t: tabulation horizontale
  • \v: tabulation verticale
  • \b: retour arrière
  • \r: retour chariot
  • \f: saut de page
  • \a: signal sonore

Les commentaires

• Utilisés pour expliquer le code ou pour ignorer une partie du code
• Commencent par // pour une ligne de commentaire ou par /* */ pour plusieurs lignes de comentaires

Les fonctions d'entrées/sorties

• Permettent au programme de communiquer avec l'utilisateur (clavier, écran)
• Fonction d'entrée: lit des données saisies par l'utilisateur (scanf)
• Fonction de sortie: affiche des données à l'écran (printf)
• Les fonctions d'entrées/sorties sont définies dans la bibliothèque standard (stdio.h)

La fonction de sortie printf

• affiche des données à l'écran
• Syntaxe de la fonction printf: printf("texte spécificateur de format", expressions);
• Les spécificateurs de format permettent de préciser le format de données à afficher
• Exemples de spécificateurs de format: %d (entier), %f (flottant), %c (caractère)

La fonction d'entrée scanf

• lit les données saisies au clavier par l'utilisateur
• Syntaxe de la fonction scanf: scanf("spécificateurs de format", &variable);
• Les spécificateurs de format sont les mêmes utilisés dans printf(): %d, %f, %c, …
• Exemple: scanf("%f", &a); &a fait référence à l'adresse de la variable a

Les directives du préprocesseur

• Permettent de modifier le code source avant la compilation
• Les directives commencent par le caractère #
• Exemples: #include (inclure un fichier d'en-tête), #define (définir une constante)