Livre_silo 30 août 2013 16:32 Page 15
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C o p y r i g h t E y r o l l e s
XV
Avant-propos
Structure de l’ouvrage
Le contenu de ce manuel se veut fidèle au programme officiel des deux années de classes
préparatoires aux grandes écoles scientifiques. Il aborde les différentes notions qui sont
pertinentes dans une formation scientifique, toujours avec la préoccupation de les replacer
dans le contexte plus général de la science informatique. L’ensemble du contenu a vocation
à être réutilisé pour le développement des Travaux d’Initiative Personnelle Encadrés.
• Dans la première partie Architecture matérielle et logicielle, on aborde les mécanismes
internes d’un ordinateur. On présente les modèles théoriques qui régissent son fonctionnement, le système d’exploitation qui en permet l’usage quotidien, et les grands principes d’un environnement de programmation (chapitre 1). On donne ensuite un premier
aperçu de la traduction numérique de l’information via la représentation des nombres en
machine (chapitre 2), qui aura des conséquences importantes lorsqu’on voudra effectuer
du calcul numérique.
• Dans la deuxième partie Algorithmique et programmation, on présente les notions
clés de l’algorithmique (chapitres 3 et 4) en s’attachant systématiquement à démontrer
que les algorithmes que l’on écrit produisent le résultat attendu. On aborde également la
traduction de ces algorithmes sous forme de programmes. On présente ensuite la notion
de fonction (chapitre 5) qui permet d’organiser les programmes et leur développement.
Ce chapitre présente également les fonctions récursives, qui font partie du programme
de deuxième année. On montre enfin comment évaluer l’efficacité d’un algorithme, et
on présente une première structure de données : les tableaux (chapitre 6).
• Dans la troisième partie Ingénierie numérique et simulation, on étudie la traduction
dans un langage de programmation d’algorithmes numériques abordés en cours de mathématiques : le pivot de Gauss pour la résolution de systèmes linéaires (chapitre 7),
les méthodes de dichotomie et de Newton pour la résolution d’équations sur les
réels (chapitre 8) et la méthode d’Euler pour la résolution d’équations différentielles
(chapitre 9). Ces méthodes numériques mettent en lumière les limitations introduites
par le passage sur machine. On présente enfin une utilisation raisonnée de bibliothèques
de calcul.
• Dans la quatrième partie Bases de données, on s’intéresse à une représentation de l’information à la fois plus complexe et plus en lien avec les applications industrielles, par
le biais du modèle relationnel des bases de données. On montre comment exprimer,
dans le langage de l’algèbre relationnelle, des requêtes de recherche d’abord simples
(chapitre 10), puis faisant intervenir plusieurs relations (chapitre 11) et on aborde la
traduction de ces requêtes dans le langage SQL.
• La cinquième partie Algorithmique et programmation avancées couvre, avec la section sur les fonctions récursives du chapitre 5, le programme de deuxième année. On y
montre qu’il existe d’autres structures de données comme la pile (chapitre 12) et on y
compare plusieurs algorithmes de tri (chapitre 13) du point de vue de leurs complexités.
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XV
Avant-propos
Structure de l’ouvrage
Le contenu de ce manuel se veut fidèle au programme officiel des deux années de classes
préparatoires aux grandes écoles scientifiques. Il aborde les différentes notions qui sont
pertinentes dans une formation scientifique, toujours avec la préoccupation de les replacer
dans le contexte plus général de la science informatique. L’ensemble du contenu a vocation
à être réutilisé pour le développement des Travaux d’Initiative Personnelle Encadrés.
• Dans la première partie Architecture matérielle et logicielle, on aborde les mécanismes
internes d’un ordinateur. On présente les modèles théoriques qui régissent son fonctionnement, le système d’exploitation qui en permet l’usage quotidien, et les grands principes d’un environnement de programmation (chapitre 1). On donne ensuite un premier
aperçu de la traduction numérique de l’information via la représentation des nombres en
machine (chapitre 2), qui aura des conséquences importantes lorsqu’on voudra effectuer
du calcul numérique.
• Dans la deuxième partie Algorithmique et programmation, on présente les notions
clés de l’algorithmique (chapitres 3 et 4) en s’attachant systématiquement à démontrer
que les algorithmes que l’on écrit produisent le résultat attendu. On aborde également la
traduction de ces algorithmes sous forme de programmes. On présente ensuite la notion
de fonction (chapitre 5) qui permet d’organiser les programmes et leur développement.
Ce chapitre présente également les fonctions récursives, qui font partie du programme
de deuxième année. On montre enfin comment évaluer l’efficacité d’un algorithme, et
on présente une première structure de données : les tableaux (chapitre 6).
• Dans la troisième partie Ingénierie numérique et simulation, on étudie la traduction
dans un langage de programmation d’algorithmes numériques abordés en cours de mathématiques : le pivot de Gauss pour la résolution de systèmes linéaires (chapitre 7),
les méthodes de dichotomie et de Newton pour la résolution d’équations sur les
réels (chapitre 8) et la méthode d’Euler pour la résolution d’équations différentielles
(chapitre 9). Ces méthodes numériques mettent en lumière les limitations introduites
par le passage sur machine. On présente enfin une utilisation raisonnée de bibliothèques
de calcul.
• Dans la quatrième partie Bases de données, on s’intéresse à une représentation de l’information à la fois plus complexe et plus en lien avec les applications industrielles, par
le biais du modèle relationnel des bases de données. On montre comment exprimer,
dans le langage de l’algèbre relationnelle, des requêtes de recherche d’abord simples
(chapitre 10), puis faisant intervenir plusieurs relations (chapitre 11) et on aborde la
traduction de ces requêtes dans le langage SQL.
• La cinquième partie Algorithmique et programmation avancées couvre, avec la section sur les fonctions récursives du chapitre 5, le programme de deuxième année. On y
montre qu’il existe d’autres structures de données comme la pile (chapitre 12) et on y
compare plusieurs algorithmes de tri (chapitre 13) du point de vue de leurs complexités.