Python (Chapitre1) : L'essentiel de la programmation en Python

Dans ce Chapitre, vous en apprendrez davantage sur :

•  Comment fonctionne un programme informatique ?

•  La mise en place de votre environnement de programmation ;
•  Compilation ou interprétation ;
•  Introduction à Python.

Comment fonctionne un programme informatique ? 

Ce cours a pour but de vous montrer ce qu'est le langage Python et à quoi il sert. Commençons par les bases absolues.

Un programme rend un ordinateur utilisable. Sans programme, un ordinateur, même le plus puissant, n'est rien d'autre qu'un objet. De même, sans joueur, un piano n'est rien d'autre qu'une boîte en bois.
Les ordinateurs sont capables d'effectuer des tâches très complexes, mais cette capacité n'est pas innée. La nature d'un ordinateur est tout à fait différente.
Il ne peut exécuter que des opérations extrêmement simples, par exemple, un ordinateur ne peut pas évaluer la valeur d'une fonction mathématique compliquée par lui-même, bien que cela ne soit pas au-delà du domaine du possible dans un avenir proche.
Les ordinateurs contemporains ne peuvent qu'évaluer les résultats d'opérations très fondamentales, comme l'addition ou la division, mais ils peuvent le faire très rapidement, et peuvent répéter ces actions pratiquement autant de fois que nécessaire.

Imaginez que vous vouliez connaître la vitesse moyenne que vous avez atteinte au cours d'un long voyage. Vous connaissez la distance, vous connaissez le temps, vous avez besoin de la vitesse.
Naturellement, l'ordinateur sera capable de calculer cela, mais l'ordinateur n'est pas conscient de choses telles que la distance, la vitesse ou le temps. Il est donc nécessaire de donner des instructions à l'ordinateur pour qu'il le fasse :  Accepter un nombre représentant la distance ;  Accepter un nombre représentant la durée du voyage ;  Diviser la première valeur par la seconde et stocker le résultat dans la mémoire ;  Afficher le résultat (représentant la vitesse moyenne) dans un format lisible.
Ces quatre actions simples forment un programme. Bien sûr, ces exemples ne sont pas formalisés et sont très loin de ce que l'ordinateur peut comprendre, mais ils sont suffisamment bons pour être traduits dans une langue que l'ordinateur peut accepter.
Le langage est le mot clé.

Langages naturels vs. Langages de programmation 

Une langue est un moyen (et un outil) pour exprimer et enregistrer des pensées. Il existe de nombreuses langues tout autour de nous. Certaines d'entre elles ne nécessitent ni parler ni écrire, comme le langage corporel ; il est possible d'exprimer ses sentiments les plus profonds de manière très précise sans dire un mot.
Une autre langue que vous utilisez chaque jour est votre langue maternelle, que vous utilisez pour manifester votre volonté et pour réfléchir à la réalité. Les ordinateurs ont aussi leur propre langage, appelé langage machine, qui est très rudimentaire.
Un ordinateur, même le plus sophistiqué techniquement, est dépourvu de toute intelligence. On pourrait dire qu'il est comme un chien bien entraîné - il ne répond qu'à un ensemble prédéterminé d'ordres connus.
Les commandes qu'il reconnaît sont très simples. Nous pouvons imaginer que l'ordinateur répond à des ordres tels que "prenez ce nombre, divisez-le par un autre et enregistrez le résultat".
Un ensemble complet de commandes connues est appelé une liste d'instructions, parfois abrégée en LI. Les différents types d'ordinateurs peuvent varier en fonction de la taille de leurs LI, et les instructions peuvent être complètement différentes selon les modèles.
Remarque : les langages machines sont développés par l'homme.
Aucun ordinateur n'est actuellement capable de créer un nouveau langage. Cependant, cela pourrait changer bientôt. D'autre part, les gens utilisent aussi un certain nombre de langues très différentes, mais ces langues se sont développées naturellement. De plus, elles continuent d'évoluer.
De nouveaux mots sont créés chaque jour et les anciens mots disparaissent. Ces langues sont appelées langues naturelles

Qu'est-ce qui fait un langage ?

On peut dire que chaque langue (qu'elle soit mécanique ou naturelle, peu importe) est composée des éléments suivants :
UN ALPHABET 
Un ensemble de symboles utilisés pour construire les mots d'une certaine langue (par exemple, l'alphabet latin pour l'anglais, l'alphabet cyrillique pour le russe, le kanji pour le japonais, etc.).
UN LEXIS 
Chaque langage de programmation a son dictionnaire et vous devez le maîtriser ; heureusement, il est beaucoup plus simple et plus petit que le dictionnaire de n'importe quel langage naturel ;
SYNTAXIQUEMENT 
Chaque langue a ses règles et celles-ci doivent être respectées ;
SÉMANTIQUEMENT 
Le programme doit avoir un sens.

Malheureusement, un programmeur peut aussi faire des erreurs avec chacun des quatre sens mentionnés ci-dessus. Chacun d'entre eux peut rendre le programme complètement inutile.

Supposons que vous ayez écrit un programme avec succès. Comment persuader l'ordinateur de l’exécuter ? Vous devez traduire votre programme en langage machine. Heureusement, la traduction peut être effectuée par l'ordinateur lui-même, ce qui rend le processus rapide et efficace.
Il existe deux façons différentes de transformer un programme d'un langage de programmation de haut niveau en langage machine : 

1- LA COMPILATION 

Le programme source est traduit une fois (cependant, cet acte doit être répété chaque fois que vous modifiez le code source) en obtenant un fichier (par exemple, un fichier .exe si le code est destiné à être exécuté sous MS Windows) contenant le code machine ; vous pouvez maintenant distribuer le fichier dans le monde entier ; le programme qui effectue cette traduction est appelé un compilateur ou un traducteur ;

2- INTERPRÉTATION 

Vous (ou tout utilisateur du code) pouvez traduire le programme source chaque fois qu'il doit être exécuté ; le programme effectuant ce type de transformation est appelé un interprète, car il interprète le code chaque fois qu'il doit être exécuté ; cela signifie également que vous ne pouvez pas simplement distribuer le code source tel quel, car l'utilisateur final a également besoin de l'interprète pour l'exécuter.

Pour des raisons très fondamentales, un langage de programmation de haut niveau particulier est conçu pour entrer dans l'une de ces deux catégories. 

Il y a très peu de langages qui peuvent être à la fois compilés et interprétés. Habituellement, un langage de programmation est projeté avec ce facteur dans l'esprit de ses constructeurs - sera-t-il compilé ou interprété ?

Que fait réellement l'interprète ? 

Supposons encore une fois que vous ayez écrit un programme. Or, il existe sous la forme d'un fichier informatique : un programme informatique est en fait un morceau de texte, de sorte que le code source est généralement placé dans des fichiers texte. Remarque : il doit s'agir de texte pur, sans aucune décoration comme des polices, des couleurs, des images intégrées ou d'autres supports différents. Vous devez maintenant invoquer l'interpréteur et le laisser lire votre fichier source. 

L'interpréteur lit le code source d'une manière qui est courante dans la culture occidentale : de haut en bas et de gauche à droite. Il y a quelques exceptions - elles seront abordées plus tard dans le cours. 

Tout d'abord, l'interpréteur vérifie si toutes les lignes ultérieures sont correctes (en utilisant les quatre aspects couverts précédemment). 

Si le compilateur trouve une erreur, il termine son travail immédiatement. Dans ce cas, le seul résultat est un message d'erreur. L'interpréteur vous indiquera où se trouve l'erreur et quelle en est la cause. Toutefois, ces messages peuvent être trompeurs, car l'interpréteur n'est pas en mesure de suivre vos intentions exactes et peut détecter les erreurs à une certaine distance de leurs causes réelles. 

Par exemple, si vous essayez d'utiliser une entité d'un nom inconnu, cela provoquera une erreur, mais l'erreur sera découverte à l'endroit où on essaie d'utiliser l'entité, et non à l'endroit où le nom de la nouvelle entité a été introduite. 

En d'autres termes, la raison réelle est généralement située un peu plus tôt dans le code, par exemple à l'endroit où vous avez dû informer l'interpréteur que vous alliez utiliser l'entité du nom. 

Il est également possible qu'une partie importante du code soit exécutée avec succès avant que l'interprète ne trouve une erreur. C'est un comportement normal dans ce modèle d'exécution. 

Vous pouvez vous demander maintenant : qu'est-ce qui est le mieux ? Le modèle de "compilation" ou le modèle d'"interprétation" ? Il n'y a pas de réponse évidente. S'il y avait eu une réponse, l'un de ces modèles aurait cessé d'exister depuis longtemps. Les deux modèles ont leurs avantages et leurs inconvénients. 

Compilation vs. Interprétation - avantages et inconvénients 

	Compilation	Interprétation
Avantages	ü  L'exécution du code traduit est généralement plus rapide ; ü  Seul l'utilisateur doit disposer du compilateur - l'utilisateur final peut utiliser le code sans celui-ci ; ü  Le code traduit est stocké en langage machine - comme il est très difficile à comprendre, vos propres inventions et astuces de programmation resteront probablement votre secret.	ü  Vous pouvez lancer le code dès que vous l'avez termine- il n'y a pas de phases de traduction supplémentaires; ü  le code est stocké en utilisant le langage de programmation et non le langage machine - cela signifie qu'il peut être exécuté sur des ordinateurs utilisant différents langages machine ; vous ne compilez pas votre code séparément pour chaque architecture différente.
Inconvénients	ü  La compilation elle-même peut être un processus très long - il se peut que vous ne puissiez pas exécuter votre code immédiatement après une modification ; ü  Vous devez disposer d'autant de compilateurs que de plates-formes matérielles sur lesquelles vous voulez que votre code soit exécuté.	ü  Ne vous attendez pas à ce que l'interprétation fasse passer votre code à grande vitesse - votre code partagera la puissance de l'ordinateur avec l'interpréteur, donc il ne peut pas être vraiment rapide ; ü  Vous et l'utilisateur final devez disposer de l'interpréteur pour exécuter votre code.

Qu'est-ce que tout cela signifie pour vous ? 

• Python est un langage interprété. Cela signifie qu'il hérite de tous les avantages et inconvénients décrits. Bien entendu, il ajoute certaines de ses caractéristiques uniques aux deux ensembles. 

• Si vous voulez programmer en Python, vous aurez besoin de l'interpréteur Python. Vous ne pourrez pas exécuter votre code sans lui. Heureusement, Python est gratuit. C'est l'un de ses plus importants avantages. 

Pour des raisons historiques, les langages conçus pour être utilisés à la manière de l'interprétation sont souvent appelés langages de script, tandis que les programmes sources encodés à l'aide de ces derniers sont appelés scripts. 

Qu'est-ce que Python ?

Python est un langage de programmation de haut niveau, largement utilisé, interprété et orienté objet, avec une sémantique dynamique, utilisé pour la programmation générale. 

Et si vous connaissez le python comme un grand serpent, le nom du langage de programmation Python vient d'une ancienne série de sketchs comiques de la BBC intitulée Monty Python's Flying Circus. 

Au plus fort de son succès, l'équipe des Monty Python présentait ses sketches en direct à des publics du monde entier, notamment au Hollywood Bowl. 

Comme Monty Python est considéré comme l'un des deux nutriments fondamentaux pour un programmeur (l'autre étant la pizza), le créateur de Python a nommé le langage en l'honneur de la série télévisée. 

Qui a créé Python ? 

L'une des caractéristiques étonnantes de Python est le fait qu'il s'agit en fait du travail d'une seule personne. Habituellement, les nouveaux langages de programmation sont développés et publiés par de grandes entreprises employant de nombreux professionnels, et en raison des règles de copyright, il est très difficile de nommer les personnes impliquées dans le projet.

Python est une exception. Il n'y a pas beaucoup de langages dont les auteurs sont connus par leur nom. Python a été créé par Guido van Rossum, né en 1956 à Haarlem, aux Pays-Bas.

Bien entendu, Guido van Rossum n'a pas développé et fait évoluer lui-même tous les composants de Python. La rapidité avec laquelle Python s'est répandu dans le monde est le résultat du travail continu de milliers de programmeurs (très souvent anonymes), de testeurs, d'utilisateurs (dont beaucoup ne sont pas des spécialistes de l'informatique) et d'enthousiastes, mais il faut dire que la toute première idée (la graine dont Python a germé) est venue à une tête - celle de Guido.

 Les objectifs de Python

En 1999, Guido van Rossum a défini ses objectifs pour Python :

•  Un langage facile et intuitif tout aussi puissant que ceux des principaux concurrents ; 
•  Une source ouverte, afin que chacun puisse contribuer à son développement ; 
•  Un code aussi compréhensible qu'un simple anglais ; 
•  Adapté aux tâches quotidiennes, permettant des temps de développement courts

Qu'est-ce qui rend Python si spécial ?

• Il est facile à apprendre - le temps nécessaire pour apprendre Python est plus court que pour de nombreux autres langages ; cela signifie qu'il est possible de commencer la programmation proprement dite plus rapideme
• Il est facile à enseigner - la charge de travail est plus faible que celle des autres langages ; cela signifie que l'enseignant peut mettre davantage l'accent sur les techniques de programmation générales (indépendantes du langage), en ne gaspillant pas son énergie à des tours exotiques, des exceptions étranges et des règles incompréhensibles ;
•  Il est facile à utiliser pour écrire de nouveaux logiciels - il est souvent possible d'écrire du code plus rapidement en utilisant Python ;
• Il est facile à comprendre - il est aussi souvent plus facile de comprendre plus rapidement le code de quelqu'un d'autre s'il est écrit en Python ;
•  Il est facile à obtenir, à installer et à déployer - Python est gratuit, ouvert et multiplateformes ; tous les langages ne peuvent pas se vanter de cela

Les rivaux de Python ?

Python a deux concurrents directs, avec des propriétés et des prédispositions comparables. Ce sont :

• Perl 
• Ruby

Pourquoi pas Python ?

Malgré la popularité croissante de Python, il existe encore quelques niches où le python est absent, ou rarement vu :

• La programmation de bas niveau (parfois appelée programmation "proche du métal") : si vous souhaitez mettre en œuvre un pilote ou un moteur graphique extrêmement efficace, vous n'utiliserez pas Python ;
• Les applications pour les appareils mobiles : bien que ce territoire attende encore d'être conquis par Python, cela arrivera très probablement un jour.

Il y a plus d'un python

Il existe deux principaux types de Python, appelés Python 2 et Python 3

• Python 2 est une version plus ancienne du Python original
• Python 3 est la version la plus récente (pour être précis, la version actuelle) du langage. Il suit son propre chemin d'évolution, créant ses propres normes et habitudes

Python alias CPython

En plus de Python 2 et Python 3, il existe plus d'une version de chacun.

Tous les Pythons provenant de la (Python Software Foundation) sont écrits en langage "C". Cette approche a de nombreuses raisons et de nombreuses conséquences. L'une d'entre elles,Python peut être facilement porté et migré vers toutes les plates-formes avec la possibilité de 9 compiler et d'exécuter des programmes en langage "C". C'est pourquoi la mise en œuvre du PSF est souvent appelée CPython

Cython

Un autre membre de la famille Python est Cython.
beaucoup plus facilement qu'en "C" ou tout autre langage traditionnel.C'est ce que Cython est censé faire - traduire automatiquement le code Python (propre et clair, mais pas trop rapide) en code "C" (compliqué et bavard, mais agile).

Jython

Une autre version de Python s'appelle Jython.
"J" est pour "Java". Imaginez un Python écrit en Java au lieu de C.Jython peut communiquer plus efficacement avec l'infrastructure Java existante. C'est pourquoi certains projets le trouvent utilisable et nécessaire.

Remarque: l'implémentation actuelle de Jython suit les standards de Python 2. Il n'y a pas de Jython conforme à Python 3, jusqu'à présent.


PyPy et RPython

Il représente un environnement Python écrit dans un langage similaire au Python appelé RPython (Restricted Python). Le code source de PyPy n'est pas exécuté à la manière de l'interprétation, mais est plutôt traduit dans le langage de programmation C et ensuite exécuté séparément.

Comment obtenir Python et comment l'utiliser ?
Il existe plusieurs façons d'obtenir votre propre copie de Python 3, en fonction du système d'exploitation que vous utilisez.
Tous les utilisateurs non-Linux peuvent en télécharger une copie à l'adresse : https://www.python.org/downloads/ téléchargez et installez intuitivement… Et c’est parti !


Comme le navigateur indique au site de téléchargement que vous êtes entré dans le système d'exploitation que vous utilisez, la seule chose que vous devez faire est de cliquer sur la version Python appropriée que vous souhaitez. Dans ce cas, sélectionnez Python 3.
Le site vous propose toujours la dernière version.

Commencer votre travail avec Python

Maintenant que vous avez installé Python 3, il est temps de vérifier s'il fonctionne et d'en faire la toute première utilisation