Un programme d’ordinateur est un plan ou une procédure détaillée pour résoudre un problème à l’aide d’un ordinateur ; plus précisément, une séquence ordonnée et non ambiguë d’instructions de calcul nécessaires pour parvenir à une telle solution. La distinction entre les programmes et le matériel informatiques est souvent faite en désignant les premiers comme des logiciels et les seconds comme du matériel.
Les programmes stockés dans la mémoire d’un ordinateur permettent à ce dernier d’effectuer diverses tâches de manière séquentielle ou même intermittente. L’idée d’un programme stocké en interne a été introduite à la fin des années 1940 par le mathématicien d’origine hongroise John von Neumann. Le premier ordinateur numérique conçu avec une capacité de programmation interne était le « Baby », construit à Manchester en 1948.
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Un programme est préparé en formulant d’abord une tâche, puis en l’exprimant dans un langage informatique approprié, vraisemblablement adapté à l’application. La spécification ainsi rendue est traduite, généralement en plusieurs étapes, en un programme codé directement exécutable par l’ordinateur sur lequel la tâche doit être exécutée. Le programme codé est dit en langage machine, tandis que les langages adaptés à la formulation originale sont appelés langages orientés problèmes. Un large éventail de langages orientés problèmes a été développé, dont les principaux sont C, Python et C++. (Voir aussi langage de programmation informatique).
Les ordinateurs sont fournis avec divers programmes conçus principalement pour aider l’utilisateur à exécuter des tâches ou à optimiser les performances du système. Cet ensemble de programmes, appelé système d’exploitation, est aussi important pour le fonctionnement d’un système informatique que son matériel. La technologie actuelle permet d’intégrer certaines caractéristiques d’exploitation sous forme de programmes fixes (introduits par les commandes des clients) dans l’unité centrale d’un ordinateur au moment de sa fabrication. Par rapport aux programmes d’utilisateur, le système d’exploitation peut avoir le contrôle pendant l’exécution, comme lorsqu’un moniteur à temps partagé suspend un programme et en active un autre, ou au moment où un programme d’utilisateur est lancé ou terminé, comme lorsqu’un programme d’ordonnancement détermine quel programme d’utilisateur doit être exécuté ensuite. Certains programmes du système d’exploitation peuvent toutefois fonctionner comme des unités indépendantes pour faciliter le processus de programmation. Il s’agit notamment des traducteurs (assembleurs ou compilateurs), qui transforment un programme entier d’un langage à un autre ; des interprètes, qui exécutent un programme séquentiellement, en traduisant à chaque étape ; et des débogueurs, qui exécutent un programme au coup par coup et surveillent diverses circonstances, permettant au programmeur de vérifier si le fonctionnement du programme est correct ou non.
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