2. Questions / commentaires ? Envoyez-les à
2/76
Questions / commentaires ? Envoyez-les à
yann-gael.gueheneuc@polymtl.ca
3. Pourquoi est-ce important ? (1/2)
« Ceux qui oublient leur histoire sont
condamnés à la revivre »
3/76
—George Santayana
dans Life of Reason, Reason
in Common Sense, Scribner’s,
1905, page 284
4. Pourquoi est-ce important ? (2/2)
Théorème de Pythagore
Loi d’Ohm
…
4/76
…
Vous connaissez le Prix Nobel…
… connaissez-vous le Prix Turing ?
5. Comment choisir ? (1/2)
Centaines de femmes et d’hommes ont fait
et font l’histoire de l’informatique
– Choix difficile, impossible
5/76
– Critères d’inclusion
• Importance historique
• Continuité historique
• Lien avec le génie logiciel
– Aucun critère d’exclusion !
6. Comment choisir ? (2/2)
Des suggestions d’autres informaticiens qui
devraient apparaître ici ?
– Envoyez un courriel à Yann-Gaël Guéhéneuc
6/76
yann-gael.gueheneuc@polymtl.ca
7. Quelques informaticien(ne)s célèbres
1936 Alan Turing
1948 Claude Elwood Shannon
1950 Grace Murray Hopper
1960 John McCarthy
1966 Frances E. Allen
1972 Dave Parnas
1974 Manny Lehman
1975 Frederick Brooks
1986 Edward Yourdon
1987 Barbara Liskov
7/76
1966 Frances E. Allen
1967 Dahl et Nygaard
1969 Charles A. R. Hoare
1970 Edgar F. Codd
1987 Barbara Liskov
1994 Erich Gamma
1997 Grady Booch
8. Alan Turing
Alan Mathison Turing
– Né le 23 juin 1912, décédé le 7 juin 1954
– Machines de Turing, indécidabilité, problème de
l’arrêt, théorie de la calculabilité
Alan Turing
*1912 †1954
8/76
l’arrêt, théorie de la calculabilité
Le Prix Turing est donné en son honneur
IEEE Milestone
…
– http://en.wikipedia.org/wiki/Alan_Turing
9. Alan Turing
1928
– Hilbert introduit le problème de l’arrêt
9/76
1931
– Gödel discute les limites des preuves et de la
calculabilité
10. Alan Turing
1936
– Turing introduit un concept de machines
connues désormais comme les « machines
de Turing »
10/76
de Turing »
– Turing démontre sur ses machines que le
problème de l’arrête est indécidable
11. Alan Turing
Problème de l’arrêt
– Premier problème démontré indécidable
– Utilisé pour démontré que d’autres problèmes
sont indécidables par réduction
11/76
sont indécidables par réduction
12. Alan Turing
Généralisation ≠ cas particuliers
– Preuves de correction sont possibles sur des
problèmes particuliers mais pas de façon
automatique, générale
12/76
automatique, générale
Méthodes formelles ≠ tests
– Démontrent la correction d’un algorithme
particulier
– Démontrent la présence d’erreurs
13. Alan Turing
1938−1945
– Travaille à Bletchley Park
• British Government Code and Cypher School
• Cinq contributions majeures
13/76
• Cinq contributions majeures
– Décoder le code Enigma de l’armée allemande
– Déduire la procédure d’initialisation des machines Enigma
par la marine allemande
– Développer une méthode statistique pour rendre la
« Bombe » plus efficace
– Développer une procédure pour décoder les
machines Lorenz SZ 40/42
– Développer un brouilleur de voix
15. Claude Elwood Shannon
Claude Elwood Shannon
– Né le 30 avril 1916 et décédé le
24 février 2001
– Père de la théorie de l’information
Claude Elwood Shannon
*1916 †12001
15/76
– Père de la théorie de l’information
National Medal of Science aux USA en 1966
IEEE Medal of Honor en 1966
…
– en.wikipedia.org/wiki/Claude_Shannon
18. Claude Elwood Shannon
1948
« The fundamental problem of communication is
that of reproducing at one point, either exactly or
18/76
that of reproducing at one point, either exactly or
approximately, a message selected at another
point. »
—Shannon, dans A Mathematical
Theory of Communication, 1948
19. Claude Elwood Shannon
1948
– Théorie probabiliste quantifiant le contenu
moyen d’un message en information
19/76
– Entropie
– Théorie des codes
• Compréssion
• Détection et correction des erreurs
– Toutes les « communications » électronique !
– Cryptographie
20. Grace Murray Hopper
Grace Murray Hopper (contre-amiral)
– Née le 9 décembre 1906, décédée le 1
janvier 1992
Grace Hopper
*1906 †1992
20/76
– Mère du premier compilateur, du terme
debugging, de COBOL et des standards
Defense Distinguished Service Medal aux USA
en 1986
– Cf. http://en.wikipedia.org/wiki/Grace_Hopper
21. Grace Murray Hopper
1944
– La seconde guerre mondiale est sur le point
de finir
– Les calculateurs ont fait leurs preuves…
21/76
– Les calculateurs ont fait leurs preuves…
• Dehomag D11 (Allemagne/USA, 1930s) : gestion
des fiches d’identité
• Zuse Z3 (Allemagne, 1941) : calcul du flottement
de décrochage
• Colossus Mark 1 (Grande Bretagne, 1943) :
déchiffrement de messages
• Harvard Mark I (USA, 1944) : production de tables
de calculs pour la marine de guerre
22. Grace Murray Hopper
Principe des
calculateurs
– Relais
électromécaniques ou
22/76
électromécaniques ou
électromagnétiques
– Deux relais actifs
rendent un troisième
relais actif
• Relais « 3 » et « 6 »
rendent relais « 9 » actifs
pour une addition 1947
23. Grace Murray Hopper
1950
– Les calculateurs deviennent des ordinateurs
programmables avec des langages de plus
haut-niveau que le microcode ou l’assembleur
23/76
haut-niveau que le microcode ou l’assembleur
• UNIVAC I : recensement
• A-0 (Arithmetic Language version 0)
• Chargeur ou lieur plus que compilateur
1954
– B-0 (Business Language version 0) aussi connu
comme FLOW-MATIC
24. Grace Murray Hopper
1959
– Conférence CODASYL (Conference on Data
Systems Languages)
– COBOL comme successeur de FLOW-MATIC
24/76
– COBOL comme successeur de FLOW-MATIC
– Proche de l’anglais
1970s
– Avocate de tests standards pour les langages et
FORTRAN en particulier
25. John McCarthy
John McCarthy
– Né le 4 septembre 1927
– Décédé le 24 octobre 2011
– Père de l’intelligence artificielle, de LISP, contributeur
John McCarthy
*1927 †2011
25/76
– Père de l’intelligence artificielle, de LISP, contributeur
aux systèmes à temps partagé, inventeur du « SaaS »
ACM Turing Award en 1971
National Medal of Science aux USA en 1991
– Cf. http://en.wikipedia.org/wiki/John_McCarthy_(computer_scientist)
26. John McCarthy
Intelligence artificielle, 1956
– Champion de la programmation logique
– Collaboration avec Marvin Minsky
26/76
Inventeur de LISP, 1960
– Recursive Functions of Symbolic
Expressions and Their Computation
by Machine, Part I, 1960
– Lambda calcul
– Ramasse-miettes
27. John McCarthy
Système à temps-partagé
– Multiprogrammation et multitâches
– Changement de paradigme le plus important en
informatique en 1970
DEC PDP-1, c. 1960
27/76
informatique en 1970
• Partage des ressources pour éviter la « perte de
temps de calculs »
– SaaS
• Software as a Service
• Architecture/ingénierie basée sur les services
28. Frances E. Allen
Frances E. Allen
– Né le 4 août 1932
– Pionnière de la compilation optimisée,
optimisation du code et parallélisation
Frances E. Allen
*1932
28/76
optimisation du code et parallélisation
AWC Augusta Ada Lovelace Award en 2002
ACM Turing Award en 2006
– Cf. http://en.wikipedia.org/wiki/Frances_E._Allen
29. Frances E. Allen
Avant 1966
– Depuis les années 30
• Ordinateurs programmables
– Depuis les années 50
29/76
– Depuis les années 50
• Premiers compilateurs par Grace Murray Hopper
• Langages de programmation
– FORTRAN : premier compilateur complet
– COBOL : premier langage compilé pour différentes
architectures machines (UNIVA II et RCA 501)
30. Frances E. Allen
Avant 1966
– En 1955
• Grammaires non-contextuelles inventées par
Noam Chomsky
30/76
Noam Chomsky
– En 1966
• LR Parsing inventé par Donald Knuth
31. Frances E. Allen
En 1966
– Program Optimization
• Introduction des graphes pour décrire les programmes et
permettre leurs optimisations
31/76
En 1970
– Control Flow Analysis et A Basis for Program
Optimization
• Intervalles pour les analyses du flot de contrôle
En 1974
– Interprocedural data flow analysis
• Analyses inter-procédurales de programmes complets
32. Dahl–Nygaard
Ole-Johan Dahl
– Né le 12 octobre 1931, †29 juin 2002
– Co-créateur du paradigme des objets
Ole-Johan Dahl
*1931 †2002
32/76
– ACM Turing Award en 2001
– IEEE J. von Neumann en 2002
– Cf. http://www.olejohandahl.info/
– Cf. http://en.wikipedia.org/wiki/Ole-Johan_Dahl
33. Dahl–Nygaard
Kristen Nygaard
– Né le 27 août 1926, †10 août 2002
– Co-créateur du paradigme des objets
Kristen Nygaard
*1926 †2002
33/76
– ACM Turing Award en 2001
– IEEE J. von Neumann en 2002
– Cf. http://www.ifi.uio.no/in_memoriam_kristen/
– Cf. http://en.wikipedia.org/wiki/Kristen_Nygaard
34. Dahl–Nygaard
Paradigme des objets
– Contexte
• 1961
– Le langage de programmation impérative Algol
34/76
– Le langage de programmation impérative Algol
– Classes, objets, encapsulation, héritage,
polymorphisme
• Simula I
• Simula 67
35. Dahl–Nygaard
Programmation par objets
– Smalltalk
• Xerox Parc, 1970–1983
– GUI
35/76
– GUI
– Icônes
– WYSIWYG
– Souris (cf. Stanford Research Institute)
• Alan Kay
• Typage dynamique
• Réflexion
• Ramasse-miettes
36. Dahl–Nygaard
Programmation par objets
– C++
• AT&T Bell Labs
• Bjarne Stroustrup
36/76
• Bjarne Stroustrup
• 1980
• Typage statique
• Héritage multiple
• Cf. http://www.approximity.com/ruby/
Comparison_rb_st_m_java.html
37. Dahl–Nygaard
Programmation par objets
– Oberon
• ETH Zurich
• Niklaus Wirth
37/76
• Niklaus Wirth
• 1986
• Typage statique
• Ramasse-miettes
• Vérification des bornes des tableaux
38. Charles A. R. Hoare
Sir Charles Antony Richard Hoare
– Né le 11 janvier 1934
– Inventeur de QuickSort
Sir Charles Antony Richard Hoare
*1934
38/76
– Inventeur de la logique de Hoare
–
– ACM Turing Award en 1980
– IEEE J. von Neumann en 2011
– Cf. http://en.wikipedia.org/wiki/C._A._R._Hoare
39. Charles A. R. Hoare
QuickSort
– Contexte
• 1960
– En Union Soviétique, Hoare travaille à l’Université d’état de
39/76
– En Union Soviétique, Hoare travaille à l’Université d’état de
Moscou en traduction automatique
– Il doit trier des mots à traduire pour les mettre en
correspondance avec des mots déjà triés et traduits
– QuickSort
• O(n × log(n)) en moyenne, O(n2) au pire
• Fonctionne bien avec un cache
40. Charles A. R. Hoare
Logique de Hoare
– Contexte
• 1969
– Étude de la correction d’un programme
40/76
– Étude de la correction d’un programme
– Idée originale semée par Robert Floyd en 1967
– Vérification de la correction d’un programme
• Triplet de Hoare : {P} C {Q}
• Pré-condition P, instruction C, post-condition Q
• Ensemble de règles pour des langages impératifs…
41. Edgar F. Codd
Edgar Frank « Ted » Codd
– Né le 23 août 1913 et décédé
le 18 avril 2003
– Père de l’algèbre relationnelle
Edgar F. Codd
*1923 †12003
41/76
– Père de l’algèbre relationnelle
ACM Turing Award en 1999
– http://en.wikipedia.org/wiki/Edgar_F._Codd
42. Edgar F. Codd
1960s
– Les bases de données deviennent possible
• Mémoire de stockage à accès direct
– Pas de modèles de données et de requêtes
42/76
– Pas de modèles de données et de requêtes
standards
– Deux modèles dominants
• CODASYL, modèle réseau
– Parcours « manuel »
• IBM/IMS, modèle hiérarchique
– Relations 1:n seulement
(Microsoft Windows Registry)
43. Edgar F. Codd
1970
– « A Relational Model of Data for Large Shared
Data Banks »
• Limites de l’approche CODASYL
Lawrence Joseph "Larry" Ellison
*1944
43/76
• Limites de l’approche CODASYL
• Introduction du concept de tables
• Introduction du concept de relation (clés)
– IBM Future Systems implante SEQUEL en 1975
– Relational Software Inc. livre Oracle en 1979
(SEQUEL devient SQL fin années 1970)
44. Edgar F. Codd
Aujourd’hui
– SQL est un standard
• ANSI depuis 1986
• ISO depuis 1987
44/76
• ISO depuis 1987
– Implanté par pratiquement toutes les bases de
données existantes
– Interopérabilité
• Attention aux extensions propriétaires
• Attention aux ambiguïtés
47. Dave Parnas
Dave Parnas
– Né le 10 février 1941
– Père des critères de décomposition en
conception modulaire
Dave Parnas
*1941
47/76
conception modulaire
IEEE Computer Society 60th Anniversary
Award en 2007
– Cf. http://en.wikipedia.org/wiki/David_Parnas
48. Dave Parnas
Conception modulaire
– Contexte
• 1972
– Langages de
48/76
– Langages de
programmation
impératifs et par objets
– Diagrammes de flots
– Décomposition des
programmes en
modules, classes…
49. Dave Parnas
– Critères
• “[I]t is almost always incorrect to begin the
decomposition of a system into modules on the basis
of a flowchart. We propose instead that one begins
49/76
of a flowchart. We propose instead that one begins
with a list of difficult design decisions or design
decisions which are likely to change. Each module
is then designed to hide such a decision from the
others”
• Information hiding = Encapsulation
50. Dave Parnas
– Révision du critère en termes de
• Cohésion
• Couplage
50/76
• Concepts « inventés » par Larry Constantine en 1968
et publié en 1974, dans W. Stevens, G. Myers, L.
Constantine, "Structured Design", IBM Systems
Journal, 13 (2), 115-139, 1974.
• Un module doit avoir une forte cohésion et un
fable couplage avec les autres modules
51. Manny Lehman
Meir M. « Manny » Lehman
– Décédé le 29 décembre 2010
– Père des lois de l’évolution
Manny Lehman
*1925 †2010
51/76
Stevens Award en 2003
– Cf. http://www.doc.ic.ac.uk/news/archive/story/
manny-lehman
– Cf. http://www.ieeeghn.org/wiki/index.php/Oral-
History:Meir_Lehman
52. Manny Lehman
Lois de l’évolution logicielle
– Contexte
• 1974
– IBM OS/360 et OS/370
52/76
– IBM OS/360 et OS/370
• Types de programmes
– S : peuvent être spécifiés formellement
– P : sont soumis à un processus itératif
– E : sont partis intégrante de notre environnement
53. Manny Lehman
– Huit lois
1. Continuing change: E-type systems must be continually
adapted or they become progressively less satisfactory
2. Increasing complexity: As an E-type system evolves its
complexity increases unless work is done to maintain or
53/76
complexity increases unless work is done to maintain or
reduce it
3. Self regulation: E-type system evolution process is self
regulating with distribution of product and process measures
close to normal
4. Conservation of organisational stability: The average
effective global activity rate in an evolving E-type system is
invariant over product lifetime
54. Manny Lehman
– Huit lois
5. Conservation of familiarity: As an E-type system evolves all
associated with it must maintain mastery of its content and
behaviour to achieve satisfactory evolution. The average
incremental growth remains invariant as the system evolves
54/76
incremental growth remains invariant as the system evolves
6. Continuing growth: The functional content of E-type systems
must be continually increased to maintain user satisfaction
over their lifetime
7. Declining quality: The quality of E-type systems will appear
to be declining unless they are rigorously maintained and
adapted to operational environment changes
8. Feedback system: E-type evolution processes constitute
multi-level, multi-loop, multi-agent feedback systems and must
be treated as such to achieve significant improvement over
any reasonable base
55. Frederick Brooks
Frederick Brooks
– Né le 19 avril 1931
– Père de la loi de Brooks
Frederick Brooks
*1931
55/76
– IEEE J. von Neumann Medal en 1993
– ACM Turing Award en 1999
– Cf. http://en.wikipedia.org/wiki/Fred_Brooks
56. Frederick Brooks
Principe de la loi de Brooks
– Contexte
• 1956–1964
– Gestionnaire du projet de développement du IBM OS/360
56/76
– Gestionnaire du projet de développement du IBM OS/360
– Retards dans la livraison
– Livre
• The Mythical Man-Month: Essays on Software
Engineering
– Principe
• Adding manpower to a late software project
makes it later
57. Frederick Brooks
– Raisons
• It takes some time for the people added to a
project to become productive. Brooks calls this the
"ramp up" time. New workers must first become
57/76
"ramp up" time. New workers must first become
educated about the work that has preceded them;
also integrate with a team composed of multiple
engineers who must educate the new worker in their
area of expertise in the code base, day by day
• Communication overheads increase as the
number of people increases. The number of
different communication channels increases along
with the square of the number of people
58. Frederick Brooks
– Commentaires, solutions
• Brooks' Law often applies to projects that are already
late
• The quantity, quality and role of the people added to
58/76
• The quantity, quality and role of the people added to
the project also must be taken into consideration
• Good management and development practices also
help to minimize the impact of Brooks' Law
• Rather than depending on heroes to carry the day
with extraordinary efforts, Wiegers argues that a team
of ordinarily-skilled individuals can repeatedly deliver
timely results in the right work environment
59. Frederick Brooks
– Critiques
“How to quadruple your productivity with an army of
student interns”
59/76
• Tolerate a little crowding
• Locate next to a deep pool of hackers
• Know who the best people are and only hire them
• Pay well
• Divide tasks to be as loosely-coupled as possible
• Design your intern projects in advance
60. Edward Yourdon
Edward Yourdon
– Né le 30 avril 1944
– Promoteur des sept types de cohésion
Edward Yourdon
*1944
60/76
– Cf. http://en.wikipedia.org/wiki/Edward_Yourdon
61. Edward Yourdon
Conception modulaire
– Contexte
• 1972
– Langages de
61/76
– Langages de
programmation
impératifs et par objets
– Diagrammes de flots
– Décomposition des
programmes en
modules, classes…
• 1987
– Boom du paradigme de
la programmation par
objets
62. Edward Yourdon
– Critère de cohésion
1. Accidentel : décrivant le niveau le plus faible où le
lien entre les différentes méthodes est inexistant ou
bien créé sur la base d'un critère futile
62/76
bien créé sur la base d'un critère futile
– Classes utilitaires
2. Logique : lorsque les méthodes sont reliées
logiquement par un ou plusieurs critères communs
– Toutes les classes qui traitent des matériels d’entrée,
souris, clavier, etc.
3. Temporel : lorsque les méthodes doivent être
appelées au cours de la même période de temps
– Une méthode appelée dans un « catch », etc.
63. Edward Yourdon
– Critère de cohésion
4. Procédural : lorsque les méthodes doivent être
appelées dans un ordre spécifique
– Une méthode qui vérifie les permissions et une méthode
63/76
– Une méthode qui vérifie les permissions et une méthode
qui ouvre un fichier
5. Communicationnel : lorsque les méthodes
manipulent le même ensemble spécifique de
données
– Toutes les classes qui portent sur des dates, etc.
64. Edward Yourdon
– Critère de cohésion
6. Séquentiel : lorsque les méthodes qui manipulent
le même ensemble de données doivent être
appelées dans un ordre spécifique
64/76
appelées dans un ordre spécifique
– Un analyseur syntaxique : les entrées d’une classe
provient des sorties d’une autre
7. Fonctionnel : réalise le niveau le plus élevé lorsque
la classe ou le module est dédié à une seule et
unique tâche bien spécifique
– Classes qui contribuent à remplir un même besoin
65. Barbara Liskov
Barbara Liskov
– Née le 7 novembre 1939
– Mère du principe de substitution de Liskov
Barbara Liskov
*1939
65/76
– IEEE J. von Neumann Medal en 2004
– ACM Turing Award en 2008
– Cf. http://en.wikipedia.org/wiki/
Liskov_substitution_principle
66. Barbara Liskov
Principe de substitution de Liskov
– Contexte
• 1987
– Boom du paradigme de la programmation par objets
66/76
– Boom du paradigme de la programmation par objets
– Principe
• Let q(x) be a property provable about objects x
of type T. Then q(y) should be true for objects y
of type S where S is a subtype of T
67. Barbara Liskov
– Principe
• Sous-typage comportemental différent et plus fort que la notion
de sous-typage en théorie des types
• En théorie des types
– Contravariance des paramètres : un paramètre peut être « réduit »
67/76
– Contravariance des paramètres : un paramètre peut être « réduit »
de S à T, pour éviter une confusion de la méthode a appeler
– Covariance du type de retour : le type de retour peut être
« agrandit » de T à S, pour permettre aux méthodes gabarits de
fonctionner avec les méthodes surchargées
• En plus
– Les pré-conditions ne peuvent plus fortes dans un sous-type
– Les post-conditions ne peuvent être moins forte dans S
– Le sous-type S doit conserver les invariants du type T
68. Barbara Liskov
– Mise en pratique dans Java
• Java < 1.5
– Redéfinition
/* Classe mère */ public T foo(String a, String b) {...}
68/76
/* Classe fille */ public T foo(String a, String b) {...}
– Surcharge
/* Classe mère */ public T foo(String a, String b) {...}
/* Classe fille */ public T foo(String a, Integer c) {...}
• Java > 1.5
– Redéfinition
/* Classe mère */ public T foo(String a, String b) {...}
/* Classe fille */ public S foo(String a, String b) {...}
69. Erich Gamma
Erich Gamma
– Né en 1961
– Père des patrons de conception logiciel
Erich Gamma
*1961
69/76
Dahl-Nygaard Prizes en 2006
– Cf. http://en.wikipedia.org/wiki/Erich_Gamma
– Cf. http://c2.com/cgi/wiki?ErichGamma
70. Erich Gamma
Patrons de conception logiciel
– Contexte
• 1977 et 1979
– Christopher Alexander
70/76
– Christopher Alexander
– A Pattern Language: Towns, Buildings, Construction et
l’idée de « generative patterns »
– The Timeless Way of Building et l’idée de perfection en
architecture
• 1990
– Les programmes par objets sont parmi nous…
71. Erich Gamma
A Pattern Language: Towns, Buildings, Construction
– 253 patrons
– Grammaire générative
– « At the core... is the idea that people should design for
themselves their own houses, streets and communities.
71/76
themselves their own houses, streets and communities.
This idea... comes simply from the observation that most of
the wonderful places of the world were not made by
architects but by the people »
Design Patterns: Elements of Reusable Object-
Oriented Software
– 23 patrons
– Pas un langage ?
– « Dynamic, highly parameterized software is harder to
understand and build than more static software »
72. Erich Gamma
Design Patterns:
Elements of Reusable
Object-Oriented
Software
72/76
Software
– Dahl-Nygaard Prizes à
• Ralph Johnson
• Richard Helm
• Erich Gamma
• † John Vlissides
73. Grady Booch
Grady Booch
– Né le 27 février 1955
– Père de UML avec I. Jacobson et J. Rumbaugh
Grady Booch
*1955
73/76
Stevens Award en 2003
– Cf. http://en.wikipedia.org/wiki/Grady_Booch
75. Grady Booch
– Three Amigos and their methods
• Grady Booch,
– Booch Method (design)
• Ivar Jacobson
75/76
• Ivar Jacobson
– Objecto Oriented Softwre Engineering, OOSE (use cases)
• James Rumbaugh
– Object Modeling Technique, OMT (analysis)
• Rational Software Corporation
– UML
76. À suivre…
ACM A. M. Turing Award
– Cf. http://awards.acm.org/homepage.cfm?
awd=140
AITO Dahl-Nygaard Prize
76/76
AITO Dahl-Nygaard Prize
– http://www.aito.org/Dahl-Nygaard/
IEEE J. von Neumann Medal
– Cf. http://www.ieee.org/about/awards/bios/
vonneumann_recipients.html