Université Paris-Saclay

L3 et Magistère 1ère année de Physique Fondamentale

Cours de langage C appliqué à la physique 2023-2024

Bartjan van Tent

Dernière mise à jour : lundi 18/03/2024

Travail personnel février - mars 2024

Consultez les sujets proposés ici :

Dépot des projets

La date limite pour le dépot des projets est le jeudi 28 mars à 18h00.

Les projets doivent être déposés sur e-Campus, dans S5 : Informatique, activité Devoir Projet informatique.
Il faut strictement adhérer aux règles suivantes concernant le nom et le format du fichier à déposer.

Le nom doit être de la forme suivante : Projet_Nom_Prenom.tar.gz où Nom et Prenom sont à remplacer par votre nom et prénom, sans accents ni traits d'union éventuels. Exemple : si votre prénom et nom sont Xavier-Marie Sérénité, le nom de votre fichier est Projet_Serenite_XavierMarie.tar.gz.

Tous les fichiers de votre projet doivent être regroupés dans un seul fichier .tar, puis ce fichier doit être comprimé avec gzip. Vous créez le fichier .tar avec la commande suivante (à exécuter dans le répertoire où se trouvent vos fichiers) :

tar cvf Projet_Nom_Prenom.tar liste_de_fichiers

où liste_de_fichiers est une liste de tous vos fichiers (utiles) du projet, séparés par des espaces. Exemple : si vous (Xavier-Marie Sérénité) voulez inclure les fichiers Projet.cpp et valeurs.dat ainsi que tous les fichiers du sous-répertoire figures, il faut taper :

tar cvf Projet_Serenite_XavierMarie.tar Projet.cpp valeurs.dat figures

Attention : le nom du fichier .tar se trouve directement après les "cvf" et avant les autres noms de fichiers. Il ne faut pas se tromper dans cet ordre, sinon vous risquez de vous faire écraser un fichier.
Enfin vous comprimez le fichier .tar avec la commande :

gzip Projet_Nom_Prenom.tar

ce qui crée le fichier Projet_Nom_Prenom.tar.gz à déposer sur e-Campus.
La création du fichier .tar.gz selon les instructions ci-dessus est obligatoire, même si vous n'avez qu'un seul fichier .cpp à soumettre.
Attention : la taille de votre fichier .tar.gz ne doit pas dépasser les 10 Mo.
Vous pouvez vérifier le contenu du fichier .tar.gz avec la commande :

tar ztvf Projet_Nom_Prenom.tar.gz

N'oubliez pas de vérifier (plusieurs fois !) que tous les fichiers dont vous aurez besoin pour montrer et exécuter votre programme pendant l'examen oral sont inclus dans le fichier .tar.gz. L'utilisation d'autres fichiers pendant l'examen oral n'est pas autorisée.
Attention : si vous avez choisi un sujet libre, il faut inclure dans la soumission aussi un fichier .txt ou .pdf décrivant le sujet.

Soutenances

Les soutenances auront lieu les mardi 2, 9 et 23 avril (et pour trois étudiants du groupe 1, le vendredi 26 avril). Les dates et heures précises de votre passage se trouvent sur la page e-Campus du cours.
Les étudiants qui ne sont pas disponibles à l'heure prévue (pour une raison légitime) doivent immédiatement contacter leur examinateur.

Les soutenances auront lieu dans vos salles d'informatique habituelles. Pendant ces oraux vous utiliserez les ordinateurs du magistère (dans un répertoire spécial pour la soutenance) et non pas votre ordinateur portable. Il faut donc vérifier que votre projet s'exécute bien sur les ordinateurs du magistère même si vous avez l'habitude de travailler sur votre ordinateur portable.

Travaux dirigés

Transparents de cours

(Les chapitres vont apparaître au fur et à mesure que le cours avance.)

Chapitres 1 & 2 : Introduction et motivation, bases Linux et Emacs, premier programme en C
Chapitre 3 : Variables et opérateurs
Chapitre 4 : Tests et boucles
Chapitre 5 : Entrées, sorties, fichiers, graphiques
Chapitre 6 : Fonctions
Chapitre 7 : Pointeurs
Chapitre 8 : Tableaux dynamiques
Chapitre 9 : Générateur de nombres aléatoires
Chapitre 10 : Résolution d'équations différentielles
Chapitre 11 : Compléments de cours : structures, création de bibliothèques
Quelques programmes montrés en cours

Poly de cours (écrit par François Naulin)

(Je n'ai pas recompilé les chapitres individuels qui n'ont pas changé, c'est donc normal de voir des dates de 2021.)

Poly complet (contenant tous les chapitres) : cliquer ici

Les chapitres 3, 12 et 13, ainsi que les commandes Linux et le graphisme avec Python matplotlib, sont hors programme en ce qui concerne l'examen écrit.

Compléments de cours (hors programme, pas à jour)

Graphisme avec Python Matplotlib

Pour se connecter aux ordinateurs du Magistère depuis chez soi

Depuis Linux
- Pour se connecter et travailler sur les ordinateurs du Magistère :
  ssh -Y identifiant@ssh1.pgip.universite-paris-saclay.fr
  où identifiant est votre identifiant Adonis (normalement prénom.nom). La partie ssh1.pgip.universite-paris-saclay.fr s'appelle le "remote host". Il existe 4 machines virtuelles, ssh1 jusqu'à ssh4, vous pouvez donc utiliser également ssh2, ssh3, ssh4 au lieu de ssh1 dans le "remote host". Attention : quelquefois l'une de ces machines virtuelles ne marche pas ou est très lente, utiliser dans ce cas l'une des autres. L'option -Y permet le système d'ouvrir des fenêtres supplémentaires, par exemple pour l'éditeur Emacs ou pour des graphiques. À chaque utilisation de ssh ou de scp (voir ci-dessous) le système vous demande de taper votre mot de passe (il est normal que le mot de passe ne s'affiche pas quand vous le tapez).
- Pour copier des fichiers entre votre ordinateur et votre compte du Magistère :
  Pour copier un fichier, par exemple prog1.cpp dans le sous-répertoire TD1, depuis le Magistère vers votre ordinateur :
  scp identifiant@ssh1.pgip.universite-paris-saclay.fr:'~'/TD1/prog1.cpp .
  ('$HOME' au lieu de '~' marche aussi, mais il ne faut pas oublier les guillemets simples) où identifiant est comme pour ssh. Remarquez bien l'espace suivie par un point à la fin, pour indiquer comme destination le répertoire courant sur votre ordinateur. Attention : il faut faire cette commande scp depuis un répertoire de votre ordinateur personnel, et non pas dans la fenêtre terminal où vous vous êtes connecté à un ordinateur du magistère avec ssh (sinon le point indique le répertoire courant au magistère comme destination et non pas sur votre ordinateur personnel).
  Pour copier le même fichier depuis votre ordinateur vers votre compte au Magistère :
  scp prog1.cpp identifiant@ssh1.pgip.universite-paris-saclay.fr:'~'/TD1/
  À noter que scp écrase un fichier existant du même nom sans demande de confirmation.
Pour information, les fichiers sources de la bibliothèque du magistère et de la commande ccc se trouvent dans les répertoires /public/mphyo/bibli_fonctions et /public/mphyo/bin, respectivement.
Depuis Windows
Windows ne connaissant pas le protocole sécurisé ssh (secure shell), il faut installer des programmes supplémentaires. Le plus facile est d'utiliser MobaXterm (installer la version gratuite, "installer edition", extraire les fichiers du fichier .zip téléchargé et exécuter le fichier .msi pour lancer l'installation ; attention : la fenêtre de Windows demandant l'autorisation peut être cachée derrière et l'installation n'avance pas sans cette autorisation). Si après l'avoir lancé vous cliquez sur "Start local terminal", vous aurez une fenêtre terminal comme sous Linux et vous pourrez utiliser les commandes Linux de base comme ls, cd, cp et mv. Par contre, la compilation des programmes n'est pas possible, pour cela il faut se connecter au système du Magistère, avec la commande ssh comme expliqué ci-dessus. La commande scp pour copier des fichiers entre ordinateurs marche également.
Quelques problèmes possibles et leurs solutions :
- Vous ne voyez pas le bouton "Start local terminal" : l'installation de MobaXterm ne s'est pas correctement déroulée et MobaXterm ne marche qu'à moitié (probablement vous avez eu un message d'erreur pendant l'installation; ce problème peut aussi causer des problèmes de connexion après) parce que vous avez exécuté le fichier .msi depuis le fichier .zip, au lieu de d'abord extraire tous les fichiers. (Windows permet par défaut d'aller dans un fichier .zip comme si c'était un répertoire et d'interagir directement avec les fichiers à l'intérieur, mais ça ne marche pas correctement pour l'installation.) Déinstallez alors MobaXterm, puis réinstallez-le correctement.
- Votre session ssh est déconnectée automatiquement après peu de temps : cochez alors la case "SSH keepalive" dans les settings de MobaXterm, onglet SSH.
Il peut être intéressant d'installer Emacs sur votre ordinateur pour éditer vos programmes localement, au lieu de travailler à distance avec une version d'Emacs lancée sur les ordinateurs du Magistère, ce qui peut être un peu lent. Ceci est aussi possible avec MobaXterm, comme suivant. Sur la page Plugins du site de MobaXterm il faut télécharger Emacs. Puis il faut mettre ce fichier Emacs.mxt3 dans le même répertoire que MobaXterm.exe (par exemple C:\Program Files (x86)\Mobatek\MobaXterm) et il sera installé la prochaine fois que vous lancez MobaXterm. Après vous pouvez utiliser cette version locale d'Emacs à partir de la fenêtre terminal locale dans MobaXterm avec la commande habituelle. (Il sera pratique d'avoir deux fenêtres terminal ouvertes dans MobaXterm, l'une locale pour lancer Emacs et faire les scp pour copier votre fichier entre les deux systèmes, et l'autre où vous avez fait la commande ssh pour se connecter au système du Magistère, pour compiler et exécuter votre programme.)
Depuis Mac OS
Sous Mac OS on peut ouvrir une fenêtre terminal et utiliser les commandes ssh et scp comme sous Linux. Par contre, l'option -Y de ssh (qui permet le système d'ouvrir des fenêtres supplémentaires, par exemple pour l'éditeur Emacs ou pour des graphiques) ne marche pas par défaut. Pour cela il faut installer XQuartz, puis utiliser la fenêtre terminal qui s'ouvre quand on lance XQuartz pour taper la commande ssh comme décrite pour Linux ci-dessus.