Programme du 2ème année Informatique

Architecture des ordinateurs

•
La machine de Von neuman. Les relations entre le processeur et la
mémoire. Le concept d’instruction et le langage machine. La
représentation des différents types de données en mémoire.

•
Architecture externe du microprocesseur 32 bits MIPS R3000 : les
registres visibles du logiciel. L’adressage et la structuration de
l’espace adressable. Le langage d’assemblage du processeur MIPS R3000.

•
La programmation structurée et les appels de procédures. L’utilisation
de la pile pour les variables locales, les sauvegardes de contextes, et
le passage des paramètres. Le rôle du compilateur et le partage des
tâches entre le matériel et le logiciel.

• Les deux modes
utilisateur / superviseur comme support matériel au fonctionnement
multi tâches et multi utilisateurs : le rôle du système d’exploitation.
Le traitement des interruptions, exceptions et trappes.

•
Architecture générale d’un ordinateur moderne. Rôle des mémoires caches
et hiérarchie mémoire. Communications entre le processeur et les
organes périphériques. Rôle du bus système et mécanismes d’E/S.

•
Algèbre de boole : simplification des sommes, des produits booléens.
Correspondance entre expressions booléennes et implantation matérielle.
Réalisation des principaux opérateurs combinatoires.

• Logique
séquentielle. Modélisation des systèmes numériques synchrones,
réalisation des registres et mémoires. Notion de temps de propagation /
temps de pré établissement / temps de maintien.

• Théorie des
automates d’état synchrones comme modèle général des systèmes
numériques synchrones. Synthèse et implantation matérielle des
automates de Moore et de Mealy.

• Architecture interne du
microprocesseur MIPS R3000 microprogrammé : décomposition entre partie
opérative et microprocesseur centralisé. Principe de la
microprogrammation.

• Description structurelle complète de la
partie opérative du processeur : registres, opérateurs de calcul, bus
de communications, en utilisant les opérateurs matériels introduits
dans la seconde partie du cours.

• Modélisation et réalisation
du micro séquenceur comme un automate d’état synchrone. Correspondance
entre microprogramme et automate. Microprogrammation effective de
quelques instructions.

Bibliographie : Architecture des ordinateurs : Interface matériel/ logiciel, Patterson – John Hennesey.

Algorithme et structures de données 1

• Notion d’algorithme et preuve d’algorithme
• Complexité d’un algorithme
• Structures séquentielles : piles, files et listes
• Structures hiérarchiques : arbres
• Structures hiérarchiques : arbres binaires de recherche
• Structures hiérarchiques : les tas
• Structure en table : hachage
• Introduction aux graphes : définitions, connexités, représentations, graphes particuliers,
• Parcours de graphes : cas des graphes non orientés, parcours particuliers, en profondeur et largeur.
• Parcours de graphes : cas des graphes orientés, parcours particuliers : en profondeur et largeur.
• Algorithme de Dijkstra.

Bibliographies :
Introduction to algorithms ; Cormen, Leiserson et Rivest ; Wiley.
Eléments d’algorithmique, Berstel, Beauquier et Chrétienne ; Masson
Types de données et algorithmes, Gaudel Froidevaux et Soria, INRIA.

Système d’information

• Définition d’une organisation
•
L’entreprise (différentes formes de structures, principales fonctions
de l’entreprise, les différents sous système de l’entreprise).
• L’entreprise et les NTIC ( parler des TIC et de leur rôle quant à l’amélioration de a qualité des systèmes).
•
Les outils d’analyse (notion d’information, représentation de
l’information, codification, contrôle, coût de stockage et de transport
de l’information, confidentialité)
• Fichiers
• Introduction aux systèmes d’information (rôle place, cycle de vie)
• Notions de méthodes d’analyse et de conception d’un S.I.

Analyse numérique

• Notion d’erreurs
• Approximations e interpolation polynomiale
• Dérivation et intégration numérique
• Résolution des systèmes linéaires
• Résolution d’équations et systèmes non linéaires

Probabilités et statistiques

1 – Théorie des probabilités
•
Introduction aux calculs de probabilités : Notion d’évènement
aléatoire, définition classique et axiomatique de la probabilité,
indépendance d’évènements et probabilité conditionnelle (probabilités
totales et formule de Bayes)
• Variables aléatoires (discrètes et
continues), densité de probabilités et fonctions de répartition,
moments (espérance mathématiques, dispersion,…). Lois de probabilités
usuelles (Binomiale, Géométrique, Poisson), approximation de la loi
binomiale par une loi de Poisson (uniforme, exponentielle, normale ou
Gauss)
• Fonctions de variables aléatoires, fonction caractéristiques, fonction génératrice, transformée de Laplace.
•
Vecteurs aléatoires : Etude élémentaire d’un couple de variables
aléatoires, lois conjointes et marginales, covariance et corrélation,
loi conditionnelle, loi normale multidimensionnelle
• Modes de convergence (en probabilité presque sure), loi des grands nombres, théorème de limite centrale.

2 – Statistique inférentielle

• Echantillonnage : constitution d’échantillon, moments empiriques, distributions d’échantillonnage .
•
Estimation : estimation ponctuelle (qualité d’un estimateur,
construction d’estimateurs par la méthode des moments et la méthode du
maximum de vraisemblance ), intervalles de confiance.
• Tests
d’hypothèses : principe de construction de tests basé sur les
intervalles de confiance, test de comparaison de moyennes et de
proportions, test de la variance, test de Khi-deux (d’ajustement et
d’indépendance).

3 – Logique mathématique

1 – Calculabilité
• les fonctions récursives et les fonctions primitives récursives
• les machines de Turing
• Le test de Church
2 – Calcul proportionnel
• le langage
• déduction de Gentzen
• la sémantique
• théorème de consistance et de complétude
• algorithme de réfutation
calcul des prédicats
• langage
• déduction
• interprétation
• forme prénexe et forme de Skolem

Anglais 3

Techniques d’expression orale : exposé, soutenance et communication en groupes

Cognition
1 - Science cognitive
• nature de la science cognitive
• ordinateurs dans la science cognitive
• science cognitive appliquée
• nature pluridiciplianaire de la science cognitive

2 – Intelligence artificielle
La nature de l’IA
Représentation des connaissances
Extraction des connaissances

3 – IA : Recherche, contrôle et apprentissage
Recherche et contrôle,
Techniques de recherche des heuristiques
Apprentissage

3 – Linguistique : représentation du langage
Etude de la connaissance linguistique
Syntaxes
Grammaires

4 – Résolution de problèmes

5 – Langage naturel

6 – Vision assistée par ordinateur

Bases de données

• Introduction :
•
besoin de SGBD ans les applications, objectifs des SGBD, modélisation
des données et niveaux d’abstraction, modélisation Entité Association,
modèle relationnel.
• Les langages relationnels : l’algèbre
relationnelle, langages prédicatifs et SQL (interrogation d’une BDD en
SQL :requêtes simples, requêtes imbriquées, agrégats et groupement).
•
Conception et optimisation de schéma relationnel : notion de
redondance, dépendance fonctionnelle, déduction (axiome d’Armstrong) et
couverture minimale, formes normales.
• Architecture :
o Introduction : différentes étapes de l’analyse d’une requête (interprétation, optimisation).
o Définition et modification d’une BDD en SQL
o Création de tables, insertion, suppression et MAJ de données
o Création d’index primaires et secondaires, accès en B-arbre
o Contraintes d’intégrité : typologie, vérification, Triggers, définition (évènement, condition et accès).
o
Contrôle de concurrence : notion de transaction, sérialisabilité,
verrouillage de phases, interblocages, ordonnancement par estampillage.
o Les reprises après pannes (journalisation, validation, reprise à froid et à chaud).

Bibliographie :
Georges gardarin : Bases de données, objet et relationnel, Eyrolles 1999
Raghu Ramakrishman, Johannes Gehrke. Database Management Systems, 2nd édition , Mc Graw Hill, 1999
Tamer Ozsu, Patrick Valduriez.Principles of distributed Databases systems, 2nd edition, Prentice Hall 1999

Algorithmique et structures de données 2

• Rappels des notions de base (types simples, structure d’un programme, écriture de programmes simples…)
• Structuration d’un programme. Procédures et fonctions. Récursivité In-lining
• Types tableaux et types articles « record ». Notion de paquetage
• Notion de type abstrait. Protection avec les types (privés, publics, etc…). Contrôle de la visibilité en Ada et en C.
• Pointeurs et gestion de la mémoire dynamique (tas). Structures de données récursives.
• Echappement et gestion des erreurs par exception
• Debugger d’un programme
• Généricité
• Vers les mécanismes objets. Présentation de la notion de fichiers.
• Notions avancées de structuration.

Bibliographie :
« Progammer en Pascal » , Addison Wesley
« Le langage C », norme ANSI, B.W Kerninghan et D.M Ritchie (Dunod)
« Méthodologie de la programmation en langage C », JP Braquelaire (Masson)

Système d’exploitation 1

Chapitre 1 : Introduction aux systèmes d’exploitation
• Définition d’un S.E
• Fonctions d’un S.E
• Organisation en couches d’un S.E – Virtualisation de la machine
• Evolution des systèmes informatiques
• Exemples de S.E

Chapitre 2 : Mécanismes de base d’exécution de programmes
• Structure matérielle d’une machine de Von neuman
• Cheminement d’un programme dans un système
• Conception de processus et multiprogrammation (contexte d’un processus, états, mécanismes de commutation de contexte).
• Les systèmes d’interruption
o Définition et organigramme général d’une interruption
o Mécanismes de gestion d’une interruption
o Systèmes d’interruption dans les PCs.

Chapitre 3 : gestion des E/S physiques
• Définition d’une E/S
• Types d’E/S
• Organisation des transferts (instructions d’E/S, découpage fonctionnel matériel/logiciel d’une E/S)
• Modes de pilotage d’une E/S : mode synchrone, asynchrone, canal
• Gestion des E/S simultanées

Chapitre 4 : gestion du processeur central
• Définition du scheduling / scheduler
• Objectifs du scheduling
• Critères du scheduling
• Niveaux du scheduling (scheduling des jobs, scheduling des processus)
• Politiques du scheduling
• Contrôle de processus (états d’un processus, bloc de contrôle de processus PCB, création de processus, destruction…)

Chapitre 5 : gestion de la mémoire centrale
• Objectifs d’un gestionnaire de la mémoire centrale
• Fonctions
• Modes de partage de la mémoire centrale
• Protection de la mémoire
• Partage de code

Chapitre 6 : gestion des périphériques
Chapitre 7 : gestion des fichiers

Bibliographie :
A.Silberschatz, P.Galvin. Principes des systèmes d’exploitation. Addison-Wesley, 1994
A.Tanenbaum. Systèmes d’exploitation, Printice Hall 1994
G.Nutt. Les systèmes ouverts. Interedition 1995.

Théorie des langages

Les langages
• Introduction et rappels mathématiques
• Opérateurs sur les langages
• Représentation des langages : grammaires et automates
• Hiérarchie de chomsky

Les automates d’états finis
• Automates déterministes et minimisation
• Automates indéterministes et passage à un automate déterministe

Les langages réguliers
• Propriétés des langages réguliers
• Expressions régulières
• Passage des expressions régulières aux automates et réciproquement
• Grammaires et automates (grammaire de Kleene)

Les langages algébriques
• Principes des langages algébriques
• Les automates à pile

Les langages à contexte lié
• Définition et propriétés
• Les automates à bornes linéaires

La machine de Turing
• Notion de machine de Turing
• Langages de type 0 et machine de turing
• Introduction à la calculabilité

Bibliographie :
H.Hopcroft, D.Ullman : Introduction to Automata, theory language and computation.
M.Gross and A.Lentiu. Introduction to formal grammars
Patrice Séebold. Théorie des automates
A.V.Aho, J.D.Ullman. Principles of compiler design

Programmation linéaire

Rappels mathématiques (algèbre linéaire)
• Espace vectoriel
• Dimensions, base
• Matrice, determinant d’une matrice, inverse d’une matrice…
Introduction et propriétés de la programmation linéaire
• Forme générale d’un programme linéaire, forme canonique, standard et mixte
• Résolution graphique, notion de polyèdre,
• Résolution analytique
Méthode du simplexe
• Introduction de la méthode, algorithme du simplexe, tableau du simplexe
• Méthodes particulières :méthode des pénalités, méthode des deux phases
• Forme révisée du simplexe

Dualité
• Introduction, règles de passage du primal au dual
• Algorithme dual du simplexe
Problème du transport
• Introduction du problème, graphe associé au tableau de transport
• Algorithme du transport
• Algorithme dual du transport

Génie logiciel et programmation orientée objet

INTRODUCTION AU GENIE LOGICIEL
• Les principes du génie logiciel
• Les cycles de vie de développement de logiciels
• Les bases de qualité de logiciel
• Des méthodes fonctionnelles aux méthodes objet
• Test et maintenance du logiciel

APPROCHE ORIENTEE OBJET
• Le paradigme orienté objet
• Les objets
• Les messages ou la communication entre objets
• Les classes
• L’héritage entre classes
• Notion de polymorphysme et de liaison dynamique

INTRODUCTION A UN LANGAGE ORIENTE OBJET
• Introduction et caractéristiques
• Primitives du langage
• Concepts de programmation

Anglais 4

Techniques d’expression écrite et orale : rapport, mémoire, exposé, soutenance, communication en groupe,…

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