Programme deuxième année Informatique Académique

Programme deuxième année Informatique Académique

Crédits	TP	TD	CM	Semestre 3
14	-	-	-	UEI7 (Fondamentale)
5	-	1h30	1h30	Architecture des Ordinateurs
5	1h30	1h30	1h30	Algorithmique et Structures de Données
4	-	1h30	1h30	Systèmes d’Information
12	-	-	-	UEI8 (Fondamentale)
4	-	1h30	1h30	Analyse Numérique
4	-	1h30	1h30	Probabilités Statistiques
4	-	1h30	1h30	Logique Mathématique
4	-	-	-	UEI9 (Méthodologique)
2	-	-	1h30	Anglais 3
2	-	-	1h30	1 option au choix parmi - Cognition - Initiation aux Techniques de Management - ou autres options à définir par les établissements restreintes à la licence profil informatique
30	13h30	9h	1h30	Total (24h , 30 crédits)

Crédits	TP	TD	CM	Semestre 4
16	-	-	-	UEI7 (Fondamentale)
5	1h30	1h30	1h30	Algorithmique et Structures de données 2
6	1h30	1h30	3h	Bases de données
4	1h30	1h30	1h30	Systèmes d’exploitation 1
12	-	-	-	UEI8 (Fondamentale)
4	-	1h30	1h30	Théorie des langages
4	-	1h30	1h30	Programmation linéaire
4	-	1h30	1h30	Génie Logiciel et Programmation Orientée Objet
2	-	-	-	UEI9 (Méthodologique)
2	-	-	1h30	Anglais 4
30	13h30	9h	1h30	Total (24h , 30 crédits)

Semestre3

UEI7(Fondamentale) 14 crédits

·Architecture des Ordinateurs
Objectif :
Le module se décompose en trois grandes parties : La première partie
porte sur l'architecture externe d'un processeur 32 bits, et insiste sur la
définition de l'interface matériel / logiciel et la programmation en
assembleur. On illustre les concepts sur l'exemple du processeur
industriel MIPS R3000. La seconde partie consiste en un rappel des
fondements théoriques des systèmes matériels numériques synchrones.
La troisième partie présente l'architecture interne du processeur MIPS
R3000, dans une réalisation micro-programmée. On peut résumer les
objectifs de la façon suivante :
· Présenter les organes principaux d'un ordinateur et leurs interactions :
Processeur,Mémoire, Organes Périphériques.
· Définir l'interface matériel / logiciel et introduire les concepts de
langage machine et de langage d'assemblage. Initier les étudiants à la
programmation en langage d'assemblage.
· Expliciter les étapes de la transformation d'un programme écrit dans un
langage procédural tel que le langage C en un code exécutable en langage
machine. (on va jusqu'à la description fine de l'utilisation de la pile pour
les appels et s de procédures.
· Décrire les mécanismes matériels permettant à un processeur de
supporter un fonctionnement multi-tâches sous le contrôle d'un
superviseur, ainsi que le mécanisme général de traitement des
interruptions.
· Démystifier l'objet microprocesseur en analysant l'architecture interne
d'un processeur microprogrammé (découpage partie contrôle / partie
opérative et réalisation de la partie contrôle comme un automate d'états
synchrone)
· Initier les étudiants aux techniques de microprogrammation, très
largement utilisées dans les systèmes informatiques industriels.
Programme :
· La machine de Von Neuman. Les relations entre le processeur et la
mémoire. Le concept d'instruction et de 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 mémoire
cache et hiérarchie mémoire. Communications entre le processeur et les
organes périphériques. Rôle du bus système et mécanismes
d'entrées/sorties.
· 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. Notions 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 microséquenceur 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.
Référence bibliographique :
· Architecture des ordinateurs : Interface Matériel / Logiciel David
Patterson / John Hennessy

·Algorithmique et Structures de données 1
Objectif:
Comprendre les notions d'algorithme, de structure de données et de
complexité.Sensibiliser à la notion de preuve d'algorithme. Montrer
l'impact du choix des structures de contrôle et des structures de données
sur la complexité.Acquérir la connaissance des structures de données de
base et des algorithmes de base sur les tris, les arbres, et les graphes.
Acquérir un savoir-faire théorique et pratique sur ces notions à travers
Cours, TDs et TP.
Programme :
· Notion d'algorithme et preuve d'algorithme.
· Complexités d'un algorithme.
· Structures séquentielles: piles, files et listes.
· Structures hiérarchiques: arbres.
· Structures hiérarchique: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.
Références bibliographiques
· 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

· Systèmes d’Information
UEI8(Fondamentale) 12 crédits

.Analyse numérique
- Notions d’erreurs
- Approximation et interpolation polynomiale
- Dérivation et intégration numérique
- Résolution des systèmes linéaires
- Résolution d’équations et systèmes non linéaires

·Probabilités Statistiques
Théorie des Probabilités.
o Couple de variables aléatoires, étude du cas gaussien, conditionnement
indépendance
o Etude élémentaire d'un couple de variables aléatoires discrètes,
extension à des variables aléatoires absolument continues, indépendance.
o Convergences (presque sûre, en probabilité, en loi).
Statistique inférentielle
§ Echantillonnage:
§ constitution des échantillons,
§ distributions d'échantillonnage.
§ Estimation:
§ théorie élémentaire,
§ estimation ponctuelle et par intervalle de confiance.
§ Tests d'hypothèses:
§ introduction à la théorie des tests,
§ comparaison de deux moyennes,
§ comparaison de deux proportions.

·Logique Mathématique
- Calcul des prédicats : Interprétation, consistance, validité.
- Systèmes axiomatiques.
- Correction,complétude, compacité.
- Théorème de Lowenheim-Skolem.
- Résolution :
Bases et interprétation de Herbrand. Skolemisation.
Théorème de Herbrand.
- Unification. Méthode de résolution.
- Calculabilité :Modèles de calcul. Fonctions récursives, thèse de
Church.
- Numérotation de Godel et interprète universel.
- Technique élémentaires de la calculabilité. Problèmes décidables.

UEI9(méthodologique) 4 crédits

·Anglais 3
Techniques d’expression orale : exposé, soutenance et communication en groupes

·Cognition
Objectifs (compétences visées) : ce cours a pour objectif de permettre à
l’étudiant d’approfondir ses connaissances dans le domaine de la
cognition tel que le rapport de la représentation et extraction des
connaissances avec la cognition, traitement du langage naturel et la
vision.
Programme :
o Science cognitive
· Nature de la science cognitive
· Ordinateurs dans la science cognitive
· Science cognitive appliquée
· Nature pluridisciplinaire de la science cognitive
o Intelligence artificielle
· La nature de l’IA
· Représentation des connaissances
· Extraction des connaissances
o I.A : Recherche,contrôle et Apprentissage
· Recherche et contrôle
· Technique de recherche des heuristiques
· Apprentissage
o Linguistique :représentation du langage
· Etude de la connaissance linguistique
· Syntaxe
· Grammaires
o Résolution de problèmes
o Langage naturel
o Vision ‘assisté par ordinateur’
· Initiation aux techniques de Management
· …

Semestre 4

UEI10(Fondamentale) 16 crédits

·Bases de données
Objectif:
Comprendre les objectifs, les architectures et les langages de bases de
données. Maîtriser les fondements théoriques et les algorithmes de base
des systèmes de gestion de bases de données, depuis la conception de
base de données jusqu'au traitement de requêtes et la gestion de
transactions. Le module s'appuie sur le modèle relationnel et les langages
associés, en particulier SQL.
Programme :
· Introduction:
besoin de SGBD dans les applications, objectifs desSGBD, modélisation
des données et niveaux d'abstraction, modélisation
Entité Association.
· Modèle relationnel: les concepts (schéma de relation, attributs,
domaine, nuplet),l'algèbre relationnelle (opérateurs de base et opérateurs
dérivés), passage d'un modèle entité-association à un modèle relationnel.
· Introduction à la logique: notions de système formel, mécanisme de
déduction et théorèmes, calcul propositionnel.
· Logique pour bases de données relationnelles : calcul des prédicats,
calcul relationnel à variable n-uplet, calcul relationnel à variable
domaine.
· Interrogation d'une base de données en SQL: requêtes simples, requêtes
imbriquées, agrégats et groupement.
· Définition et modification d'une base de données en SQL: création des
tables insertion,suppression et mise à jour des données. Contraintes
d'intégrité :typologie, vérification, définition en SQL 2.
· Triggers:
définition (événement, condition et action), modèled'exécution,
expression en SQL3. Vues : définition, utilisation pour l'interrogation,
mise à jour au travers des vues, matérialisation des vues et
OLAP.
· Conception et optimisation de schéma relationnel : notion de
redondance,dépendance fonctionnelle, déduction (axiome d'Armstrong)
et couverture minimale, formes normales.
· Evaluation et optimisation de requête : arbre algébrique, optimisation
logique par réécriture, opérateurs physiques et modèle de coût, choix du
meilleur plan d'exécution.
· Transactions :
définition, propriétés (Atomicité, Cohérence, Isolation,Durabilité),
résistance aux pannes (journalisation, validation, reprise à
froid et à chaud.
· Contrôle de concurrence : notion de sérialisabilité, verrouillage deux
phases,interblocages, ordonnancement par estampillage.
Références bibliographiques :
· Georges Gardarin.
Bases de données: objet et relationnel. Eyrolles,1999.
· Raghu Ramakrishnan, Johannes Gehrke. Database Management
Systems. 2nd edition. Mc Graw-Hill,1999.
· Tamer Özsu,Patrick Valduriez. Principles of Distributed Database
Systems. 2nd edition, Prentice Hall, 1999.

·Algorithmique et Structures de données 2
Objectif:
L’orientation souhaitée pour l’associer à ce cours est: " présenter les
mécanismes offerts par les langages de programmation et identifier leur
usage dans le contexte d'un développement modulaire." Les concepts de
base présentés iront jusqu'à " l'orée de l'univers objet " et seront illustrés
avec pascal (principalement) et C (en particulier sur les aspects
interfaçage). Il est souhaité également de présenter aux étudiants un
environnement de production dont la philosophie, orientée " production,
" s'inspire de ce que l'on peut trouver dans le monde industriel. Afin de
détailler les notions que l'on trouve dans les langages de programmation,
il sera utilisé en TD et en TP Pascal (choisi pour le premier semestre de
la licence). Des comparaisons seront faites avec le langage C (choisi pour
le second semestre de la licence). Outre l'écriture de programmes en
Pascal, il sera demandé aux étudiants de lire et comprendre des services
écrits en C.
Programme :
· Organisation du cours, Description de l'environnement de travail. rappel
des notions de base(types simples, structure d'un programme etc.)
· Rappel des notions de base. Ecriture de programmes simples.
· Structuration d’un programme. Procédures et fonctions. Recursivité. Inlining.
· Types tableaux et types articles ("record"). Notion de paquetage.
· Notion de types abstraits. Protection avec les types (privés, public, etc.).
Contrôle de la visibilité en Ada et C.
· Pointeurs et gestion de la mémoire dynamique (tas). Structures de
données recursives.
· Echappement et gestion des erreurs par exception.
· Truc et astuces pour débugger un programme.
· Généricité.
· Vers les mécanismes objets. Présentation de la notion de fichiers.
· Notions avancées de structuration. Conclusions sur le cours.
Références bibliographiques :
· "Programmer en Pascal" de (Addison Wesley)
· "Le langage C - norme ANSI", B.W. Kerninghan et D. M. Ritchie
(Dunod)
."Méthodologie de la programmation en langage C", J-P Braquelaire
(Masson)

· Systèmes d’exploitation 1
Objectif:
L'objectif de ce module est d'étudier les principes, algorithmes et
organisations des systèmes informatiques. Le but est de dégager les
concepts communs à la base des systèmes modernes tel que le temps
partagé, l'ordonnancement, la gestion de la mémoire et des disques. Des
exemples d'implantation notamment dans UNIX seront évoqués. Nous
voulons insister sur l'interaction des mécanismes de base de façon à
fournir aux étudiants une vision globale du fonctionnement du système.
Pour faciliter l'assimilation des principes de base des systèmes, il paraît
important d'illustrer les concepts par l'étude d'un système réel (en
l'occurrence UNIX).De plus, il est indispensable que les étudiants
puissent mettre en oeuvre les concepts du cours dans des TP. Une part
importante des séances de TD sera consacrée à des TP (près de la
moitié).
Programme :
· Historique. Les principales composantes d'un système. Rappels sur
l'architecture d'une machine. Introduction à UNIX et Windows NT.
· Structure et organisation des systèmes (fichier, tâche, mémoire,
entrées/sorties).
Modèles de multi-programmation. Gestion du temps
(quantum et tics).
· Interruption horloge et ordonnancement (préemptif et non-préemptif).
· Processus Unix.
Etat d'un processus. API. Signaux. Notion de thread.
· Synchronisation 1
: Synchronisation par variables partagées,Sémaphores.
· Synchronisation 2
: Schémas classiques. Interblocage. Exemple de
synchronisation dans le système Unix (IPC).
· Mémoire 1 :mémoire linéaire, segmentée, paginée.
· Mémoire 2 :Remplacement de pages. Pagination multi-niveaux.
Exemples Pentium –PowerPC.
· Entrées/sorties disque (ordonnancement de requêtes). Système de
Fichiers 1.
· Système de gestion de fichiers 2 (ex Unix, NTFS).
· API des systèmes de fichiers Unix. Introduction à la communication
inter-processus : tube.
Références bibliographiques :
· A. Silberschatz,
P. Galvin Principes des Systèmes d'Exploitation,
Addison-Welsly,1994
· A. Tanenbaum Systèmes d'Exploitation : Systèmes Centralisés,
Systèmes Distribués Prentice-Hall 1994
· G. Nutt Les Systèmes Ouverts, InterEdition 1995

UEI11(Fondamentale) 12 crédits

·Théorie des langages
o Les langages
· Introduction et rappels mathématiques
· Opérations sur les langages
· Représentation des langages : grammaires et automates
· Hiérarchie de Chomsky
o Les automates d’états finis
· automates déterministes et minimisation
· Automates indéterministes et passage a un automate déterministe
o Les langages réguliers
· propriétés des langages réguliers
· Expression régulières
· Passage des expression régulières aux automates et réciproquement
· Grammaire et automates (grammaire de Kleene)
o Les langages algébriques
· Propriétés des langages algébriques
· Les automates à pile
o Les langages à contexte lié
· définition et propriétés
· Les automates à bornes linéaires
o Les machines de Turing
· Notion de machine de Turing
· Langages de type
0 et machine de Turing
· Introduction à la calculabilité

·Programmation linéaire
Objectifs (compétences visées ): Ce cours dresse un panorama des
techniques demodélisation utilisées en programmation linéaire, il permet
le développement d’applications industrielles en optimisation.
Programme :
o Rappels Mathématiques (Algèbre linéaire)
· Espace vectoriel
· Dimension, base
· Matrice, déterminant d’une matrice, i,nverse d’une matrice …
o 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.
o 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
o Dualité
· Introduction, règles de passage du primal au dual
· Algorithme dual du simplexe
o Problème du transport
· Introduction du problème, graphe associé au tableau du transport
· Algorithme du transport
· Algorithme dual du transport.

·Génie Logiciel et Programmation Orientée Objet
- Eléments de Génie logiciel : Cycle de vie d'un logiciel : analyse,
modélisation, développement, test,
maintenance.
- Modèle Orienté Objets : Introduction au paradigme objet. Classes,
objets, héritage,encapsulation.
- Méthodes, envoide message, attachement procédural.
- Polymorphisme,résolution tardive des noms.
- Programmation :
Langage type JAVA. Machine virtuelle. Applets et
graphique.
- Threads et synchronisation.
- Notions de C++.
- L'analyse orientée objet et le modèle objet.
- Réalisation d'un projet.

UEI12(méthodologique) 2 crédits

·Anglais 4
Techniques d’expression écrite et orale : rapport, mémoire, exposé,
soutenance, communication en groupes.

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