B. Le système Poséidon appliqué à l'initiation à la communication sous UNIX

B.1. Présentation de la séquence

B.1.1. Introduction

Cette étude s'appuie sur le système industriel Poséidon 2.

On s'intéresse plus particulièrement à l'objet technique "Baie de Contrôle et de mesure".

B.1.2. Baie de Contrôle et de mesure:

Système informatisé tournant sous UNIX, capable (entre autre):

• D'effectuer des entrées/sorties analogiques
• De communiquer avec un autre système informatique (Le "Calculateur de Test") afin de recevoir des ordres (requêtes) ou de renvoyer des informations ("résultats").

B.1.3. Découpage de la séquence:

6 séances de 4 heures de cours/TD en classe entière + 1 séance de 2 heures de cours

6 séances de 4 heures de TP en demi-groupe (3 séances par demi-groupe).

B.1.4. Objectifs de la séquence:

A la fin de la séquence, les élèves seront capables:

1. D'exploiter une documentation technique en anglais: recherche des modes de fonctionnement, des contraintes et des informations relatives à la sécurité.
2. De produire un document technique simple au format HTML (comprenant du texte simple, différents niveaux de titre et des liens hyper-texte entre documents), à partir des documents constructeur précisant les contraintes de développement, les algorithmes utilisés et les modes de fonctionnement du produit à réaliser.
3. D'utiliser une machine UNIX pour les opérations de base liées à l'utilisation de la machine (UNIX utilisateur: gestion de fichiers, gestion des droits d'accès, édition du texte, visualiser des documents HTML) et la programmation (UNIX programmeur: utilisation des outils de programmation standard, compilateur, makefile).
4. D'effectuer des entrées/sorties sous UNIX (accès à des fichiers réguliers, des périphériques et aux ports d'E/S). De faire communiquer différents processus situés sur la même machine.

B.1.5. Capacités:

Les objectifs de cette séquence visent les capacités suivantes:

Collecter	Extraire les spécifications utiles à l'application à partir des notices techniques (Objectif 1).
Analyser	Mettre en forme ou compléter des spécifications existantes, rédiger une notice d'utilisation (Objectif 2)
Réaliser	Réaliser des fichiers sources et produire le code exécutable (Objectif 3), stocker contrôler et protéger des informations (Objectif 3 et 4)
Interconnecter	Ètablir une communication, échanger des informations (Objectif 4)

B.1.6. Découpage

Le découpage se fait en 5 phases:

1. présentation du système
2. introduction à UNIX
3. Exploitation de documentations techniques en anglais
4. Rédaction de documents sous UNIX au format HTML
5. Programmation sous UNIX

Il est à noter que les phases 3 et 4 consistent à acquérir des techniques de travail et de communication. L'emploi de ces techniques se prolonge dans toute la séquence.

B.1.6.1. Phase 1: Présentation du système

B.1.6.1.1. Contenu

• en situation opérationnelle (objectifs, principes de fonctionnement).
• en situation de validation (Banc de test).
  Isolement de l'objet technique du banc de test "Baie de Contrôle et de Mesure".

B.1.6.1.2. Validation

B.1.6.2. Phase 2: Introduction à UNIX

B.1.6.2.1. Contenu

Présentation générale du système UNIX

• rappel historique
• caractéristiques notables (multitâche, multiutilisateur)
• principes généraux (la notion de fichier au sens UNIX, les systèmes de gestion de fichiers, la sécurité).
• Introduction des commandes shell de base
• redirections et pipe en shell.

B.1.6.2.2. Validation

1. Par questionnement durant le cours
2. Par l'interrogation écrite à la fin de la phase 3.

B.1.6.3. Phase 3: Exploitation de documents techniques en anglais

B.1.6.3.1. Pré-requis

• Notions de base de l'anglais technique
• Notions de base sur le ports d'E/S d'un PC
• Utilisation d'un interpréteur de commande (shell).

B.1.6.3.2. Contenu

• Exploitation de la documentation de la carte CIO-DAS-08AOM.
  A partir de la documentation constructeur en anglais, et d'un questionnaire en français rédigé par le professeur, recherche des informations nécessaires à l'installation et à l'utilisation de cette carte:
  • Compatibilité
  • Précautions d'utilisation
  • Configuration
  • Installation
  • Architecture
  • Mode d'emploi
  • Utilisation réelle
• Exploitation du manuel ("man") UNIX.
  A partir d'une copie sur papier de pages de manuel en anglais concernant les fonctions de base du système UNIX, recherche de leurs spécificités, des options possibles et des contraintes d'utilisation.

B.1.6.3.3. Validation

B.1.6.4. Phase 4: HTML

B.1.6.4.1. Pré-requis

• Notions sur les ports d'E/S du PC.

B.1.6.4.2. Contenu

• Utilisation de l'éditeur de texte standard sous UNIX: 'vi'. Commandes de base:
  • ouvrir/créer un fichier
  • éditer un fichier
  • enregistrer les modifications
  • accéder à l'aide en ligne
• Introduction par l'exemple au langage HTML. Balises de base:
  • HTML
  • HEAD
  • TITLE
  • BODY
  • Hn (titres)
  • P
  • BR
  • A (liens hyper-texte).

Ètant données 4 fonctions UNIX, rechercher le manuel de ces fonctions, et rédiger une version HTML de cette documentation.
Déterminer l'algorithme d'un programme mettant en oeuvre ces fonctions. Rédiger cet algorithme dans un fichier HTML, et faire des liens hyper-texte de ce fichier vers les fichiers décrivants les fonctions utilisées.

Les fonctions étudiées sont:

• getuid
• seruid
• ioperm
• execvp

Le programme les mettant en oeuvre est un programme devant autoriser l'accès aux ports d'E/S de l'ordinateur, et lançant ensuite un processus utilisateur se servant effectivement de ces ports.

B.1.6.4.3. Validation

B.1.6.5. Phase 5: Reprise du point de vue du programmeur du concept de fichier UNIX

B.1.6.5.1. Pré-requis

programmation en C.

B.1.6.5.2. Contenu

Reprise du point de vue du programmeur du concept de fichier UNIX.

• La notion de descripteur de fichier
• Les primitives d'accès
• Fichiers réguliers et fichiers périphériques
• Pipe

Notion de processus père/fils

• Lancement d'un processus
• Héritage des droits

B.1.6.5.3. Validation

Interrogation écrite: mise en oeuvre dans un programme des techniques de programmation sous UNIX

B.2. Calendrier

Cette séquence a également servi de support pour mon mémoire professionnel.

B.3. Bilan de séquence:

Ce second point s'est révélé particulièrement visible lors de l'interrogation du 13/12/1999 où les notes très basses (moyenne de la classe 5,5) reflètent plutôt que les problèmes de maîtrise des connaissances nouvelles, des problèmes liés à l'incapacité pure et simple de près de 60% des élèves à écrire un programme rudimentaire en C sur papier (programme principal, mise en oeuvre des structures de contrôle, appel de fonctions, syntaxe des expressions). Toujours d'après les résultats de l'interrogation du 13/12/1999, et sur le même programme, il apparaît que moins de 20% des élèves sont capables d'écrire sur papier un programme correct (c'est à dire syntaxiquement juste et répondant aux exigences posées).

A l'inverse, pendant le dernier TP, il apparaissait une compréhension des entrées/sorties sur fichiers par plus de 80% des élèves et de la notion de tube par près des trois quart d'entre eux.

Cette différence de résultats entre travail sur papier et sur machine, s'explique par la démarche empirique adoptée en TP par les élèves, et qui consiste à produire un "premier jet" et à effectuer des modifications successives afin de satisfaire le compilateur et se débarrasser des messages d'erreurs, plutôt qu'à une attitude réfléchie commençant par une phase d'analyse structurée.