Pour ce premier article, j’ai choisi l’élément à l’origine de tous les systèmes et réseaux, j’ai nommé : l’ordinateur.
Cela peut sembler bête, mais, savez-vous réellement comment fonctionne un ordinateur ?
Lorsque je me suis posé cette question, je me suis dit que l’article allait être court, que cela serait vite réglé. Finalement, lors de mes recherches, notamment sur l’Histoire de l’ordinateur afin de connaître la manière avec laquelle nous en étions arrivé à ce que l’on connaît aujourd’hui, je me suis vite rendu compte que c’était plus complexe que ce que je croyais.
Le sujet « Qu’est ce qu’un ordinateur ? » sera donc traité en 2 articles :
- Celui-ci, traitant de l’Histoire de l’ordinateur ;
- Le prochain, traitant plus de « Comment fonctionne un ordinateur ? » ;
Cet article, comme tout les articles, ne peut pas avoir toutes les informations du monde. C’est pour cela que vous pourrez trouver, tout au long de l’article, différents liens et sources afin de, si vous le souhaitez, approfondir vos recherches.
Nous allons ici nous intéresser à l’histoire de l’ordinateur, et ce, depuis quelques centaines d’années.
Pour commencer, un peu d’histoire …
L’histoire de l’ordinateur remonte à plusieurs centaines d’années et est jalonnée de développements révolutionnaires qui ont façonné la technologie que nous connaissons aujourd’hui. Nous allons retracer ensemble les moments clés de cette fascinante évolution.
Antiquité et Machine à Calculer
Depuis l’antiquité, l’Homme a créé et utilisé des outils l’aidant à calculer (abaque, boulier, etc…), exigeant, comme les opérations manuelles, des algorithmes de calcul. L’inconvénient de tous ces outils, c’est qu’ils sont manuels, c’est à la personne qui utilise l’outil de calculer.
C’est alors qu’en 1642, Blaise Pascal invente la Pascaline, machine servant à faire des additions et des soustractions de manière automatique.
La pascaline (ci-dessus, un exemplaire exposé au Musée des Arts et Métiers) utilise un ensemble de roues pour représenter les unités, dizaines, etc. jusqu’aux centaines de milliers. Pour additionner deux nombres, on les entre successivement au moyen des inscripteurs à cadran, en commençant par les unités ; le résultat est lu sur un totalisateur (fenêtres sur la partie haute de la machine). Le report de la retenue d’une roue à l’autre se fait par un “sautoir”, pièce métallique progressivement armée par la rotation d’une roue, et retombant par gravité, au passage de 9 à 0, pour faire progresser d’un cran la roue suivante. Ce système rend les roues indépendantes les unes des autres, ce qui évite le blocage en cas de propagation de la retenue sur plusieurs roues.
cf : https://aconit.inria.fr/omeka/exhibits/show/histoire-machines/prehistoire/pascaline.html
Suite à cela, en 1671, fût inventé la machine de Leibniz, inventée par Wilhelm Leibniz, servant cette fois-ci à faire des multiplications.
C’est également à Wilhelm Leibniz que l’on doit la remise au goût du jour du système binaire, et notamment les calculs avec celui-ci.
Les Premiers Ordinateurs Mécaniques (XIXe et début du XXe siècle) :
La Machine Analytique de Charles Babbage est une œuvre révolutionnaire dans l’histoire de l’informatique, bien qu’elle n’ait pas été construite de son vivant. Conçue au XIXe siècle, entre 1833 et 1871, la Machine Analytique était une tentative de créer une machine programmable capable d’effectuer des calculs complexes.
L’idée la plus novatrice de la Machine Analytique était la notion de programmation. Charles Babbage envisageait une machine capable d’exécuter des instructions stockées dans sa mémoire, anticipant ainsi le concept de programmation informatique. C’est d’ailleurs Ada Lovelace, ayant travaillé sur la Machine Analytique, qui est considérée comme la première programmeuse au monde.
C’est le fils de Charles Babbage, Henry Babbage, qui construit, en 1906, la Machine Analytique, et elle ressemble à ceci :
La machine comprend les différentes parties que l’on retrouve dans un ordinateur d’aujourd’hui : périphérique d’entrée des programmes et données (clavier ou mémoire de masse), unité de commande (microprocesseur), unité de calcul (une partie du microprocesseur), mémoire (disque dur), et périphérique de sortie (imprimante).
- un dispositif d’entrée comporte deux lecteurs de cartes perforées (instructions et données) ; ces cartes sont issues des techniques du métier à tisser.
- un organe de commande gère le transfert des nombres et leur mise en ordre pour le traitement ;
- un moulin est chargé d’exécuter les opérations sur les nombres ;
- un magasin permet de stocker les résultats intermédiaires ou finaux ;
- trois types d’imprimantes sont prévus.
Les premiers ordinateurs électroniques (Années 1940-1950) :
En 1936, Alan Turing formalise mathématiquement ce qui sera par la suite un ordinateur, avec son expérience de pensée : la Machine de Turing.
Au passage, un film très intéressant retraçant ses actions durant la seconde guerre mondiale afin de contrer la machine de chiffrement Allemande Enigma est sorti en 2014 : Imitation Game.
Pour revenir à notre article, la Seconde guerre mondiale a permis plusieurs avancées, notamment avec l’arrivée des circuits électroniques, tubes à vide, condensateurs et relais qui remplacent leurs équivalents mécaniques(roues, engrenages …). Le calcul numérique remplace alors le calcul analogique.
En 1945, L’ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer), financé par l’armée américaine, est le premier ordinateur entièrement électronique et « Turing-Complet » (c’est à dire qu’il respecte toutes les règles de l’expérience de pensée de la Machine de Turing). Il peut être programmé pour résoudre, en principe, tous les problèmes de calcul numérique.
En 1948 est conçu l’EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer), afin de palier à certains problèmes de l’architecture de l’ENIAC. Il fonctionne en binaire la où l’ENIAC fonctionne en décimal. Lors de la conception de l’EDVAC est défini le modèle d’architecture de Von Neumann, modèle pour un ordinateur qui utilise une structure de stockage unique pour conserver à la fois les instructions et les données demandées ou produites par le calcul. Ce modèle définira l’architecture des ordinateurs jusqu’à aujourd’hui.
Modèle de Von Neumann :
La première vente d’ordinateur commercial est recensée en 1951, c’est le Ferranti Mark I. Il s’en est vendu 9 entre 1951 et 1957 (on est loin des millions de ventes d’aujourd’hui). Il ressemble à ceci :
Ordinateurs à transistors (Années 1960)
C’est à cette période que se démocratisent l’utilisation des transistors (inventés en 1947), afin de remplacer notamment les tubes à vides, malheureusement trop fragiles et trop encombrant. Le calculateur se rapproche alors de l’ordinateur que nous connaissons aujourd’hui, avec notamment les inventions suivantes :
En 1955, Maurice Wilkes inventa la microprogrammation, qui est utilisée dans la conception des processeurs.
En 1956, IBM sort le Ramac 305, qui utilise pour la première fois la technologie de disque dur.
Entre 1954 et 1957, le Fortran, premier language de programmation de haut niveau, est inventé par John Backus et son équipe.
En 1960, la SEA lance le CAB500, un ordinateur personnel qui facilite l’utilisation par l’utilisateur grâce au language PAF, qui traduit les fonctions explicites en langage machine.
Voici a quoi ressemble un CAB500 :
Et voici un programme servant à résoudre une équation de second degré :
PAF
D=B2-4AC
X=(-B+VD)/2A
Y=(-B-VD)/2A
10 POSER A=1
20 POSER B=2
30 POSER C=3
40 CALCULER D
50 SI D<0 ALLER EN 100
60 SI D=0 ALLER EN 120
70 CALCULER X,Y
80 IMPRIMER AVEC 3 DEC RC 'LES RACINES SONT :' X Y
90 ALLER EN 140
100 IMPRIMER 'IL N'Y A PAS DE SOLUTION'
110 ALLER EN 140
120 CALCULER X
130 IMPRIMER AVEC 3 DEC RC 'LA RACINE DOUBLE EST :' X
140 FIN ALLER EN 10
Ordinateurs à circuit intégrés (Année 1960 – 1970)
C’est à Jack Kilby que l’on doit l’invention des circuits intégrés en 1958, qui permettront l’explosion des matériels informatiques. Les premiers usage de circuits intégrés sont apparus en 1963, notamment pour le programme Apollo (1961-1972).
C’est en 1965 que DEC lance le PDP-8, premier ordinateur abordable (10 000$ tout de même), qui a été produit en 50 000 exemplaire (cela change comparé au 9 Ferranti Mark I vendus 15 ans plus tôt). C’est pour cela que l’on parle d’essor de l’informatique. Il était également plus petit que c’est prédécesseurs (à titre de comparaison, l’ENIAC pesait 30 tonnes pour une surface de 139m² !) :
L’ère des ordinateurs personnels (Années 1970-1980) :
Jusqu’en 1971 et l’invention du microprocesseur par Intel, tous les circuits intégrés du processeur n’étaient pas sur une seule et même carte, mais nécessitait d’interconnecter plusieurs composant entre eux, ce qui prenait de la place et expliquait la taille des ordinateurs de l’époque. Cette amélioration permis de réduire les coûts de conception grâce au remplacement de plusieurs circuit par une seul, d’augmenter les vitesses grâce à la réduction de distance entre les différents éléments du processeur et surtout de créer des ordinateurs beaucoup plus petit.
Pour exemple, le Micral (premier micro-ordinateur, Français d’ailleurs ! Cocorico ! ) ou encore le DIEHL Alphatronic, sortis en 1973, qui sont équipés d’un microprocesseur Intel 8008, coûtent moins de 9000€.
En 1977 sort l’Apple II, l’un des premiers ordinateurs personnels équipés d’un clavier et d’un écran. C’est le premier ordinateur personnel à rencontrer un succès à grande échelle. Entre 1977 et 1988, 7 versions de l’Apple II sont sortis, pour un total de 2 millions de ventes.
En 1981, IBM sort sont ordinateur personnel sensé prendre le marché du micro-ordinateur, IBM PC (IBM 5150). Grâce à un accord signé entre Microsoft et IBM, c’est avec la sortie de l’IBM PC que l’on peut observer la sortie de MS-DOS, ancêtre de Windows.
En 1984, Apple innove de nouveau en sortant le Macintosh, l’un des premiers Ordinateurs personnels à être doté d’une souris et d’une interface graphique (le réel premier étant le Xerox Star).
Aujourd’hui
Entre les années 1990 et aujourd’hui, les principales évolutions ont étés l’augmentation constante de la capacité des composants (processeurs plus rapide, mémoire plus volumineuse …) tout en en réduisant la taille de ceux-ci. C’est de cette manière que nous pouvons avoir aujourd’hui, dans nos bureaux et salons, des ordinateurs beaucoup plus puissant que l’ENIAC, mais ne faisant pas 140 m².