La naissance de l'ordinateur
La naissance de l'ordinateur
Après la mort de son père, Henri P. Babbage entreprit de réaliser la construction de la machine analytique de son père. Des travaux commencés en 1880 se terminèrent en 1910 par le montage d'une partie du moulin, l'unité de traitement, et du dispositif d'impression après quoi les travaux furent abandonnés. Ce ne fut que 60 ans plus tard, en 1909, qu'on entendit parler d'un autre projet de machine analytique, celui-ci réalisé par un Irlandais, Percy E. Ludgate (1883-1922), qui rédigea un mémoire où étaient exposées ses idées.
Dans ce mémoire, Ludgate apportait certaines modifications au projet de Babbage, en remplaçant les cartes perforées par un rouleau de papier, en ajoutant des claviers numériques, spécialisant des opérations routinières auxiliaires pour en faire des sous- programmes, en simplifiant les opérations arithmétiques par l'utilisation de règles et de tables et en permettant la lecture de la sortie d'un programme.
Bien que le travail de Ludgate soit demeuré théorique, il reprenait les idées antérieures et leur faisait faire un pas décisif vers l'avant, en précisant les données du problème et en fixant des limites plus facilement atteignables.
C'est l'espagnol Leonardo Torres y Quevado qui apportera les premières solutions véritables en intégrant l'utilisation d'une nouvelle technologie: les moyens électro- mécaniques. Sa machine fut exposée à Paris en 1914. Cet inventeur travailla à d'autres machines calculatrices auxquelles il intégra l'utilisation de composantes électro- mécaniques et s'il continua l'oeuvre de Babbage en réalisant l'application de la mémoire ce n'était que des réalisations partielles.
Il faudra attendre la seconde guerre mondiale pour que le besoin d'un calculateur basé sur le calcul analytique se fasse sentir et commande la création de dispositifs capables d'y arriver.
Louis Couffignal (1902-1966), peut être considéré comme l'un des premiers scientifiques de la période de l'entre-deux guerres à travailler sur le problème d'une "machine universelle" dans lequel il y aurait enchaînement mécanique des séquences de calculs. Il apporte dans ses recherches théoriques, l'idée d'utiliser le calcul binaire pour réaliser les opérations simplifiant par la même occasion nombre de problèmes que contenait la solution de Babbage. Les plans ainsi que les subsides pour la réalisation de sa machine sont prêts en 1939 mais la Guerre suspend tous les travaux et lorsqu'il se remettra au projet dans les années 1950, l'idée est déjà dépassée.
Zuse dira plus tard à la blague qu'un jeune ingénieur avait mieux à faire que de répéter sans cesse des calculs interminables et qu'il a inventé l'ordinateur parce qu'il était trop paresseux pour passer sa vie à calculer.
Mais la guerre et le désintérêt de Hitler, convaincu de pouvoir terminer la guerre avant la fin de la réalisation des machines en cours firent en sorte que Zuse dût abandonner ses recherches. La mise au point de l'ordinateur devait se faire ailleurs que dans l'Allemagne Nazie.
Le premier additionneur (totalisator) rapide et fiable date de 1930. Réalisé par l'American Totalisator Co., il était utilisé dans les champs de course pour compter les paris. Bien que ce totalisateur avait une faible puissance de calcul, il marchait bien, capable d'enregistrer des paris sur 6 chevaux à raison de 12000 à la minute.
S'inspirant de cette réalisation, George Stibitz, ingénieur au Bell Telephone Laboratories, eut l'idée, grâce aux relais téléphoniques, des premiers circuits binaires. Les relais téléphoniques n'ont que deux positions ouvert ou fermé, ce qui en fait le candidat parfait pour traiter des données numériques ayant le format binaire permettant l'équation 0 = fermé, 1 = ouvert. Cette découverte levait nombre d'interdits que traînaient les systèmes précédents obligés de se soucier continuellement de dix unités du système décimal. La simplicité du système binaire allait permettre la communication directe avec la machine, laquelle n'aurait plus à interpréter que des situations où il n'y avait que deux états possibles: ouvert ou fermé.
Pendant l'été 1937, Stibitz construisit chez lui un additionneur binaire en utilisant quelques relais jetés au rebut, deux ampoules et des morceaux d'un pot à tabac. Les relais étaient reliés aux ampoules de telle sorte qu'elles s'allumaient si le résultat était 1 et qu'elles restaient éteintes lorsque la somme était égale à 0. C'était l'inauguration des machines de traitement numérique des informations.
Par la suite, Bells Laboratory et Stibitz mirent au point divers dispositifs qui seront utilisés par tous les ordinateurs par la suite soit le FIFO (First In First Out), le travail à distance et la naissance de la télématique, l'arithmétique flottante . Ils réalisèrent ensemble un certain nombre de calculateurs dont le Bell Labs Relay Computer, le Model II, le Model III. Ce dernier fut aussi connu sous le nom de Ballistic Computer et servi durant la guerre à la mise au point de tables de tir. Le Model V, quant à lui utilisait près de 9000 relais, pesait environ 10 tonnes et demandait 105 mètres carrés pour être logé. En 1946, on peut le considérer comme le premier calculateur analytique multifonctions.
En 1937, Howard Aiken (1900-1973) est professeur de physique à l'université Harvard. Les problèmes de calculs complexes auxquels il a à faire face lui font considérer la construction d'une machine capable d'effectuer, jusqu'à la fin d'une séquence d'instructions, la résolution de problèmes mathématiques divers supposant des suites d'opérations enchaînées, sans aucune intervention humaine. Bien que les premières machines sont réalisées avec les fonds de l'Université, une entente avec IBM permet de poursuivre les recherches qui s'avéraient de plus en plus coûteuses. Et c'est ainsi qu'en 1943, le Harvard Mark I verra le jour, concrétisant le rêve de Babbage, en utilisant des moyens électromécaniques. Historiquement, il fut le premier calculateur analytique multifonction mené à terme, opérationnel et fiable.
Travaillant par la suite pour l'armée américaine (US NAVY et US AIRFORCE) Aiken construira diverses machines qui porteront le nom de Mark II, Mark III et Mark IV. Ces calculateurs marquent la fin d'une époque, ayant épuisé les ressources de la technologie électro-mécanique et produisant des ordinateurs aux dimensions colossales capables de maigres résultats. Pour aborder le domaine du traitement artificiel des données il faudra le secours de nouvelles ressources qui se présenteront avec le développement de l'électronique.
Le tube à vide, permettant la commutation de signaux électriques, avait été découvert dès le début du siècle. En étudiant les propriétés des électrons qui y voyagaient de nouveaux dispositifs furent créés tels les diodes et les triodes. Le développement parallèle du calcul électronique révéla progressivement qu'il était possible d'utiliser l'électricité autrement que comme source d'énergie ou comme agent moteur destiné à faciliter certainer manoeuvres. Ce fut la naissance de la théorie de l'information, laquelle entraînera le traitement artificiel automatique de l'information.
Les premiers à utiliser les lampes à vide dans un calculateur furent les Anglais. De ce côté, une équipe de la British Code et Cipher School spécialisée dans les rapports entre les chiffres et le code, construisit dès 1943, dans le plus grand secret militaire, une machine du nom de Colossus. Celle-ci jouera un rôle important dans l'interprétation des messages codés des Allemands, encryptés par une machine du nom d'Enigma, et qui défiait les décrypteurs humain.
L'Electronic Numerical Integrator And Computer (ENIAC) est né de la collaboration de John Presper Eckert (1919 -...) et John William Mauchly (1907-1980).
L'ENIAC fut construit sous l'égide de la Moore School of Engeneering de l'université de Pensylvanie. Cette machine, terminée en 1945 est le premier calculateur analytique multifonction entièrement numérique.
L'ENIAC pesait 30 tonnes et occupait 72 mètres carrés de superficie. Il fallait 18,000 tubes à vide qui consommaient 200 kilowatts d'électricité. Son lecteur pouvait lire 120 cartes perforées à la minute. Pour reprogrammer cette machine, il fallait réaliser des cablages compliqués pouvant nécessiter plusieurs jours. Elle tombait souvent en panne mais fonctionnait 1000 fois plus rapidement que le Harvard Mark I, en réalisant une addition en 200 micro-secondes. Les Américains eurent ce slogan pour l'ENIAC:
