L’histoire de l’informatique : des premiers instruments à 2000

IIe siècle apparurent les premiers outils mécaniques autonomes, permettant additions et soustractions.

On ne sait pas réellement qui a inventé les premiers modèles de machines, mais on crédite toutefois malgré une absence d'appareils commercialisés à l'époque, la création du premier calculateur mécanique la Pascaline, à Blaise Pascal. Créé dès 1642, et pouvant effectuer des additions et des soustractions.

En 1673, Gottfried Leibniz (scientifique), rend le calculateur capable de faire des multiplications, et même des racines carrées, sous la dépendance d'un compteur. Il inventa aussi le Système binaire qui est un concept essentiel de l'informatique, système de numération utilisant la base 2. On nomme couramment bit (de l'anglais binary digit, soit « chiffre binaire ») les chiffres de la numération binaire. Ceux-ci ne peuvent prendre que deux valeurs, notées par convention 0 et 1.

3- Les premières machines programmables

En 1725, le Lyonnais Basile Bouchon, met au point un système de programmation d’une machine à tisser à l’aide d’un ruban perforé. C’était le début de la programmation. En 1728, cette invention est perfectionnée par son assistant, Jean-Baptiste Falcon, qui utilise une série de cartes perforées reliées entre elles.

Jacques de Vaucanson reprend l’idée en remplaçant ruban et cartes par un cylindre métallique perforé. On crédite souvent Joseph-Marie Jacquard de l’invention des cartes perforées, mais il ne fit que perfectionner et commercialiser le métier à tisser automatique au début du XIXe siècle.

En 1833, Charles Babbage, décrivit sa machine analytique. C’était un calculateur mécanique programmable utilisant des cartes perforées comme données et fonctionnant à la vapeur, et Ada Lovelace créa une série de programmes (suite de cartes perforées) pour cette machine, ses efforts firent d’elle la première programmeuse du monde.

Au XIXe siècle et XXe siècle, l’électricité permit de motoriser les calculateurs mécaniques et de remplacer certains mécanismes, par de l'électromécanique.

4- L’Envol de l’informatique

Au XXe siècle, un grand nombre de progrès dans divers domaines amèneront un envol de l'évolution de l'informatique :

Nous noterons les progrès de l'électronique ainsi la mobilisation de moyens militaro-industriels au moment de la Seconde Guerre Mondiale dépasse l'ambition des programmes nationaux habituels d'aide au développement.

5- Le Calculateur Analogique

Le calculateur analogique permet de réaliser des calculs sur des équations différentielles en substituant un ensemble de variables avec un autre ensemble de variables physiques. Beaucoup pensaient qu’ils seraient le futur de l’informatique.

6- 1936, Première génération d’ordinateurs

6.1 - Calculateurs programmables

En 1936, la publication de l'article fondateur de la science informatique, On Computable Numbers, with an Application on the Entscheidungsproblem par Alan Mathison Turing donna le coup d'envoi à la création de l'ordinateur programmable.

Alan Mathison Turing (mathématicien britannique) y présente sa machine de Turing, le premier calculateur universel programmable, et invente les concepts de programmation et de programme.

La première génération d'ordinateurs commença par le remplacement du calcul analogique par le calcul numérique.

Des circuits électroniques, des tubes à vide, condensateurs et relais remplacèrent à leur tour leurs équivalents mécaniques.

De nombreuses machines électromécaniques furent construites avec des capacités diverses. Elles n’eurent qu’un impact limité sur les constructions à venir.

En novembre 1939, John Vincent Atanasoff (mathématicien et ingénieur américain d'origine bulgare) et Clifford E. Berry achevèrent l’ABC (Atanasoff Berry Computer). Composé de lampes et de tambours pour la mémoire, il fut construit pour résoudre des systèmes d’équations linéaires. Bien que n’étant pas programmable, il était basé sur trois idées propres aux ordinateurs modernes :

- l’utilisation du système binaire (plus fiable et plus simple à mettre au point que le système décimal),

- la séparation entre le calcul et la mémoire

- et l’utilisation de composants électroniques plutôt que des éléments mécaniques pour réaliser les calculs. Il pouvait stocker 60 mots de 50 bits dans ses deux tambours, fonctionnait à une vitesse d’horloge de 60 Hz et réalisait 30 additions par seconde.

En 1940, George Stibitz (Ingénieur électricien) et Samuel Williams achevèrent le Complex Number Computer (ou Model I), un calculateur à base de relais téléphoniques.

En 1941, Konrad Zuse construit le Z3. Il était basé sur 2 600 relais de téléphone, lisait les programmes sur bandes magnétiques et fonctionnait parfaitement, ce qui en fit le premier ordinateur programmable fonctionnel.

En 1944, le Harvard Mark I (ou l’ASCC, Automatic Sequence Controlled Calculator) fut mis au point par Howard H. Aiken chez IBM. C’était une machine de calcul décimal qui lisait les programmes depuis une bande de papier.

Pendant la Seconde Guerre mondiale, Enigma, principal système de chiffrement allemand, fut attaqué par les services secrets polonais, par des machines appelées Bombes afin de déchiffrer les codes de communication militaires.

6.2 - Les premiers ordinateurs

En 1946, Presper Eckert (ingénieur et pionnier américain de l’informatique) et John William Mauchly (physicien américain) achevèrent l’ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), le premier ordinateur entièrement électronique et qui pesait plus de 30 tonnes, occupait 72 m² et consommait une puissance de 160 kW. Il tournait à 100 kHz, était composé de 20 calculateurs fonctionnant en parallèle et pouvait effectuer 100 000 additions ou 357 multiplications par seconde.

À partir de 1948 apparurent les premières machines à architecture de Von Neumann : contrairement à toutes les machines précédentes, les programmes étaient stockés dans la même mémoire que les données et pouvaient ainsi être manipulés comme des données.

En 1951, le premier modèle de Ferranti Mark I, version commerciale du Manchester Mark I et premier ordinateur commercial de l’histoire, est vendu. Il s’en vendra 9 jusqu’en 1957.

En avril 1952 IBM produit son premier ordinateur, l’IBM 701, pour la défense américaine. L’IBM 701 utilisait une mémoire à tubes cathodiques de 2 048 mots de 36 bits. Il effectuait 16 000 additions ou 2 200 multiplications par seconde. 19 machines seront installées au total.

En avril 1955, IBM lance l’IBM 704, premier ordinateur commercial capable aussi de calculer sur des nombres à virgule flottante. L’architecture du 704 a été significativement améliorée par rapport au 701. Il utilisait une mémoire à tores de ferrite (Solide géométrique, de fer, représentant un tube courbé refermé sur lui-même). De 32 768 mots de 36 bits, bien plus fiable et plus rapide que les tubes cathodiques et les autres systèmes utilisés jusqu’alors. D’après IBM, le 704 pouvait exécuter 40 000 instructions par seconde instructions par seconde (unité de mesure en informatique). 123 machines seront vendues jusqu’en 1960.

7- 1956, Deuxième génération d’ordinateurs

La deuxième génération d’ordinateurs est basée sur l’invention du transistor en 1947.

Cela permit de remplacer le fragile et encombrant tube électronique par un composant plus petit et fiable.

Les ordinateurs composés de transistors sont considérés comme la deuxième génération et ont dominé l’informatique dans la fin des années 1950 et le début des années 1960.

Malgré l’utilisation de transistors et de circuits imprimés, ces ordinateurs étaient encore encombrants et seulement utilisables par les universités, gouvernements et grandes sociétés. Par exemple, l’IBM 650 de 1954 composé de tubes à vide pesait 900 kg et son alimentation environ 1 350 kg, chacun enfermé dans un module de près de 2,5 m³. Il coûtait 500 000 $ ou pouvait être loué 3 500 $ par mois. De plus sa mémoire n’était que de 2 000 mots de 10 digits.

8- 1963, Troisième génération d’ordinateurs

La troisième génération d’ordinateurs est celle des ordinateurs à circuit intégré. C’est à cette date que l’utilisation de l’informatique a explosé.

Le circuit intégré a été inventé par Jack St. Clair Kilby (ingénieur électricien américain) en 1958. Le premier circuit intégré a été produit en septembre 1958 mais les ordinateurs l’utilisant ne sont apparus qu’en 1963. L’un de leurs premiers usages était dans les systèmes embarqués, notamment par la NASA dans l’ordinateur de guidage d’Apollo et par les militaires dans le missile balistique intercontinental LGM-30. Le circuit intégré autorisa le développement d’ordinateurs plus compacts. On les appela les mini-ordinateurs.

Le mini-ordinateur