Algorithmes & Programmation - Bases

Objectifs d'apprentissage

• Comprendre les fondements de l'algorithmique et son application dans la résolution de problèmes
• Maîtriser les structures de base de la programmation (variables, conditions, boucles, fonctions)
• Développer la capacité à concevoir des algorithmes efficaces pour des tâches spécifiques
• Apprendre à traduire un algorithme en code dans un langage de programmation moderne
• Acquérir des méthodes de débogage et d'optimisation de code
• Savoir analyser la complexité algorithmique (temps d'exécution et utilisation mémoire)

Public cible

Ce cours s'adresse aux étudiants débutants en informatique, aux autodidactes souhaitant acquérir des bases solides en programmation, ainsi qu'aux professionnels désireux de formaliser leurs connaissances pratiques. Aucun prérequis en programmation n'est nécessaire, mais une familiarité avec l'utilisation d'un ordinateur est recommandée. Le contenu convient particulièrement aux futurs développeurs, ingénieurs logiciels, et à toute personne intéressée par la pensée computationnelle.

Contenu détaillé

Le cours "Algorithmique et programmation" propose une immersion complète dans l'univers de la résolution algorithmique de problèmes. Comme l'illustre l'exemple des recettes de cuisine ou des modes d'emploi, un algorithme est avant tout une méthode systématique pour accomplir une tâche. Nous explorerons comment formaliser ces processus pour les rendre exécutables par une machine.

La première partie couvre les concepts fondamentaux : variables, types de données, opérateurs, structures de contrôle (if/else, boucles), et la notion cruciale de complexité. Comme le souligne le cours, "un algorithme doit contenir uniquement des instructions compréhensibles par celui qui devra l'exécuter" - principe que nous appliquerons rigoureusement en adaptant nos solutions aux capacités de l'ordinateur.

La seconde partie aborde les paradigmes de programmation, en commençant par la programmation impérative. Vous apprendrez à décomposer des problèmes complexes en sous-tâches, à concevoir des algorithmes de tri et de recherche, et à manipuler des structures de données élémentaires (tableaux, listes). Des exercices pratiques vous permettront de mettre en œuvre ces concepts, avec des corrigés détaillés analysant les erreurs fréquentes.

La troisième partie introduit des notions avancées comme la récursivité, les algorithmes gloutons, et les premières structures de données complexes (arbres, graphes). Chaque chapitre est accompagné de citations philosophiques éclairant les concepts informatiques, comme cette réflexion sur la nature des instructions : "Dire 'résous le problème' sans autre indication relève davantage du voeu pieux que de l'algorithme efficace".

Méthodologie

L'approche pédagogique combine théorie et pratique intensive. Chaque nouveau concept est introduit par des analogies concrètes (comme le parallèle entre algorithmes et recettes de cuisine), puis formalisé mathématiquement, enfin implémenté en code. Des études de cas tirées de domaines variés (mathématiques, gestion, traitement de données) montrent l'universalité des concepts algorithmiques.

Le cours inclut plus de 50 exercices progressifs, des problèmes classiques (tour de Hanoï, algorithme d'Euclide) aux challenges contemporains (optimisation de parcours, traitement de données massives). Des projets intégrateurs permettent de consolider les acquis, comme la conception d'un mini-moteur de recherche ou d'un système de recommandation basique.

Enfin, une attention particulière est portée aux bonnes pratiques de programmation : comment écrire du code lisible, maintenable, et efficace. Comme le note malicieusement le cours, si les ordinateurs sont "strictement aussi idiots les uns que les autres", c'est au programmeur de faire preuve de rigueur et de créativité pour les faire fonctionner correctement.