Les précurseurs


Charles Babbage (1792-1871)
Charles Babbage (1792-1871)


William Shanks

On reconnaît à l'anglais William Shanks (1874), le record absolu du calcul "humain" du nombre pi . Il prendra 19 ans pour en déterminer les 707 premières décimales. Toutefois, une erreur à la 528e décimale rendra caduques les recherches des 5 dernières années de sa vie. (ref: IFRAH GEORGES, Histoire universelle des chiffres (II p.484), citant les Procedings of the Royal Society 1874, p. 21, 22)


Table de logarithmes
L'importance de ces calculs tient à l'établissement de tables de logarithmes, lesquels étaient de plus en plus en demande dans les milieux scientifiques, permettant de sauver du temps lors de l'utilisation de grands nombres. La révolution industrielle aura un grand besoin de ces grands nombres et de précision dans les calculs.

Pour avoir une idée de la somme de travail requis pour réaliser ces calculs il faut savoir qu'ils supposent l'utilisation de mille termes d'une série numérique convergente, avec plusieurs centaines de chiffres à chaque fois, la détermination de chaque terme exigeant deux multiplications et deux divisions à la fois.

De plus, il faut considérer que les opérations étant réalisées à la main, il fallait recopier autant de fois les résultats des sous-opérations multipliant ainsi le nombre des erreurs possibles, erreurs tenant à la distraction, à la fatigue, à la qualité de la calligraphie, etc.


Le même calcul réalisé par un ordinateur personnel, prenait il y a quelques années environ 7 secondes, et le résultat était sans risque d'erreurs...

C'est cette situation qui prévalait au moment de l'entrée en scène de Charles Babbage , qui ne put supporter autant d'inexactitude.


Charles Babbage

On reconnaît à Charles Babbage, le mérite díavoir le premier conçu l'ordinateur. Son travail est davantage un travail de visionnaire toutefois, incapable de trouver dans les ressources de son époque, le matériel nécessaire à la réalisation véritable de cet ordinateur. Mais ses plans auront des répercussions sur la réalisation des premiers ordinateurs, qui devront attendre près de 150 ans avant de voir le jour.

Charles Babbage met sur pied son premier Difference Engine pour répondre à un besoin spécifique, celui de mettre un terme à l'inexactitude des tables de calculs (de logarithmes), lesquelles étaient de plus en plus nécessaires à la révolution industrielle en cours. Nous avons vu comment ces tables étaient crées par des calculateurs humains, des "computers " lesquels se passaient de version en version, les tables précédentes et il était fréquent que de simples erreurs d'inattention se glissent dans ce processus de copie.

La machine à différences produisait, par la méthode des différences , des opérations mathématiques fixes, principalement des additions et des soustractions.

Conscient des limites de sa première machine, Charles Babbage n'en réalisa qu'une section qui ne fonctionna jamais correctement du reste. Il consacrera toute son énergie et sa fortune au développement d'une machine plus puissante, possédant une mémoire (stores).

Difference engine
Difference Engine

La mise en place d'une mémoire sur un tel dispositif lui permet d'accomplir des tâches diverses en la libérant de la contrainte du programme confondu au mécanisme d'exécution des tâches. Il appela cette machine Analytical Engine (machine analytique), structurellement conçue pour réaliser automatiquement des suites d'opérations enchaînées, arithmétiques ou algébriques, sur mille nombres de 50 chiffres à la fois. C'est là le premier modèle d'une machine "universelle".

C'est cette dernière machine qui inspirera ses descendants, après une période d'oubli de près d'un siècle et demi, et qui peut être considérée comme précurseure à l'ordinateur. Cette machine devait utiliser les cartes perforées mises au point par Jacquard.


Lady Ada Lovelace

Lady Ada Lovelace

À Babbage, il convient d'associer le nom de Lady Ada Lovelace, la fille de Lord Byron. Cette dame entretint une correspondance soutenue avec Babbage au cours de laquelle elle lui servit d'abord de tradructrice pour ses articles destinés à la France. Par la suite, cette collaboration lui fit écrire des instructions pour la machine analytique ce qui permet de considérer cette femme comme la première programeure de l'histoire. Un langage de programmation porte aujourd'hui son nom (ADA).

Ada Lovelace écrira:

"... la Machine Analytique n'a nullement la prétention de créer quelque chose par elle-même. Elle peut exécuter tout ce que nous saurons lui ordonner d'exécuter. Elle peut suivre une analyse; mais elle n 'a pas la faculté d'imaginer des relations analytiques ou des vérités. Son rôle est de nous aider à effectuer ce que nous savons déjà dominer."

Elle décrira la Machine analytique de Babbage comme étant composée:

Ce sont ces diverses caractéristiques qui font de la machine analytique l'ancêtre de nos ordinateurs. Ne demandant aucune intervention humaine dans le déroulement des séquences d'opérations, la machine de Babbage synthétise le concept de calculateur numérique automatique séquentiel avec celui d'un automate non cyclique commandé par un système souple de programmation. À ceci s'ajoutant une commande modifiable qui n'est pas dépendante de la structure matérielle des mécanismes internes correspondants.


Hermann Hollerith

Il fallut attendre que se présente une occasion de traitement complexe des données pour que de nouvelles avancées puissent voir le jour. Cette occasion fut le recensement américain. Le Bureau de recensement, débordé dans la tâche qui lui était confié de recenser l'ensemble du territoire américain, organise un concours qui fut remporté par un jeune ingénieur du nom de Hermann Hollerith (1869-1929). Ce dernier avait inventé en 1884, une machine statistique qui comptait électriquement les unités grâce à un système de perforations dans des cartes. Le passage du courant dans les ouvertures faisait ainsi avancer d'une unité l'aiguille d'un totaliseur.

Toutes les feuilles qui arrivaient au bureau central étaient confiées à des employés spéciaux qui avaient pour tâche de réaliser les cartes perforées lesquelles étaient ensuite triées dans la machine à tri. Selon les critères de tri, ces cartes pouvaient enregistrer diverses données et il apparut rapidement que la somme des informations qu'elles livraient dépassaient de beaucoup les besoins.

La machine d'Hollerith, bien que rudimentaire, constitue l'ancêtre des tabulatrices mécanographique puisque les résultats qu'elle fournissait étaient donnés sous forme de tableaux. Elle fut utilisée pour les recensements de 1890 et de 1900. Hollerith quittera l'Administration américaine en 1896 pour fonder la Tabulating Machine Company.

mis au point par Hollerith en 1890
Le totaliseur

Cette machine ne poursuit pas véritablement le travail de Babbage mais permet de mettre en place de nouvelles constituantes qui seront récupérées dans les prochaines machines. Le traitement mécanographique des données prendra en effet une place importante dans les premiers ordinateurs digne de ce nom et l'utilisation de l'électricité marque ici la fin d'une étape.

cartes perforées