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Histoire de l'informatique

   

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Cet article présente les avancées majeures dans l'évolution de l'informatique. Pour une chronologie détaillée, voir : Chronologie informatique.

Premiers outils

Depuis des millénaires, l'Homme a créé et utilisé des outils l'aidant à  calculer. Le premier exemple est l'abaque, toujours utilisée en Chine.

Vers 1617 John Napier, invente une sorte d'abaque perfectionné. Son invention des logarithmes permit en 1625 à  William Oughtred de développer la règle à  calcul qui fà»t utilisé jusqu'à  l'apparition des calculatrices de poches par de nombreux ingénieurs. Ainsi par exemple une grande partie des calculs nécessaires au programme Apollo furent effectués avec des règles à  calculs.

Les premiers outils autonomes — mécanique —, apparurent au XVIe ou XVIIe siècle. Limités tout d'abord aux simples opérations d'addition et de soustraction, ils utilisaient des pignons et roues à  dents d'horlogerie.

Il est difficile de dire qui créa le premier modèle de ses machines. Deux manuscrits de Léonard de Vinci, écrit vers 1500, décrivent un tel mécanisme et des modèles fonctionnant en ont été fabriqués à  notre époque mais il n'en reste pas de trace d'utilisation de son temps.

Wilhelm Schickard en 1625, dans une lettre écrite a Johannes Kepler, propose l'utilisation d'une machine décrite comme une horloge à  calcul capable de "calculer immédiatement les nombres donnés automatiquement; additionner, soustraire, multiplier et diviser ...", aucun exemplaire d'époque n'a été retrouvé mais il a été possible d'en construire à  partir de ses descriptions.

Du fait qu'aucun modèle fonctionnel antérieur n'a pu être découvert on crédite souvent Blaise Pascal de la création du premier calculateur mécanique: la pascaline.

En 1671 Gottfried Leibniz développa une machine capable de soustraction et d'addition et pouvant effectuer des multiplications, divisions et racine carré par une série d'additions. Leibniz inventa aussi le système binaire, ingrédient central des ordinateurs d'aujourdh'ui, bien que jusqu'en 1945 les machines étaient basées sur le système décimal plus difficile a implémenter.

à€ la fin du XVIIIe siècle, des machines étaient capables de réaliser un grand nombre d'opérations afin de calculer des fonctions polynà´miales et, de là , obtenir des tables logarithmiques et trigonométriques (par approximation polynà´miale).

La principale marque d'un ordinateur est sa programmabilité. Celle-ci permet à  l'ordinateur d'émuler toute autre machine à  calculer en changeant la séquence des instructions disponibles. En 1801, Joseph-Marie Jacquard développa un métier à  tisser dans lequel les modèles étaient définis par des cartes perforées. Cette série de cartes pouvait être changée sans modifier le métier. C'était le début de la programmation.

En 1835, Charles Babbage décrivit sa machine analytique. C'était un ordinateur mécanique programmable utilisant des cartes perforées comme données et fonctionnant à  la vapeur. Bien que sa théorie ait été correcte, le manque de pièces mécaniques suffisamment précises et de financement public furent des obstacles à  la construction de cette machine. Ada Lovelace créa une série de programmes (suite de cartes perforées) pour cette machine, ses efforts firent d'elle la première programmeuse du monde.

Sur les conseils d'Herman Hollerith (qui allait créer IBM), le Bureau du recensement américain (United States Census Bureau) utilisa des cartes perforées pour le recensement de 1890.

Au XXe siècle, l'électricité permit de remplacer les calculateurs mécaniques par des moteurs électriques. Avant la Seconde Guerre mondiale, les ordinateurs analogiques, qu'ils fussent mécaniques ou électriques, étaient très utilisés. Ces ordinateurs analogiques utilisaient des quantités physiques pour représenter les nombres tels que la tension . Ainsi, ils devaient être reprogrammés manuellement à  chaque nouveau problème. Leur avantage par rapport aux premiers ordinateurs numériques, était leur capacité à  traiter des problèmes plus complexes. Mais les ordinateurs numériques, plus rapides et moins coà»teux, remplacèrent ces ordinateurs analogiques.

Première génération d'ordinateurs

L'ère des ordinateurs modernes commença avec les grands développements de la Seconde Guerre mondiale. Les circuits électroniques, tubes à  vide, condensateurs et relais remplacèrent leurs équivalents mécaniques et le calcul numérique remplaça le calcul analogique. Les ordinateurs conçus à  cette époque forment la première génération d'ordinateurs. Ils utilisaient toujours des cartes perforées comme source d'informations ou pour stocker le résultat (ie: non-volatile). Le stockage temporaire était fourni par des ressorts (utilisant le temps de propagation du son) ou des tubes Williams (similaires au tube cathodique d'un téléviseur). Vers 1954, les mémoires magnétiques (tores de ferrite pour la mémoire vive, bandes, ensuite disques, amovibles puis fixes pour la mémoire de masse) supplantèrent tout autre forme de stockage et étaient dominantes au milieu des années 70.

De nombreuses machines électromécaniques furent construites aux capacités diverses. Elles n'eurent qu'un impact limité sur les constructions à  venir. En 1938, Konrad Zuse commença la construction des premières séries-Z, des calculateurs électromécaniques comportant une mémoire et une programmation limitée. Zuse fut soutenu par la Wehrmacht qui utilisa ces systèmes pour des missiles guidés. Les séries-Z furent les précurseurs de nombreuses avancées technologiques telles que l'arithmétique binaire et les nombres en virgule flottante. La même année, John Vincent Atanasoff et Clifford E. Berry, de l'Iowa State University, développèrent l'Ordinateur Atanasoff-Berry. Cette machine avait pour but de résoudre des systèmes d'équations linéaires. La mémoire était stockée à  l'aide de condensateurs fixés à  un tambour rotatif.

En 1940, un calculateur en nombre complexe était achevé à  base de relais. Ce fut la première machine utilisée à  distance via une ligne de téléphone.

Pendant la Seconde Guerre mondiale, le Royaume-Uni fit de grands efforts à  Bletchley Park pour casser les codes des communications militaires allemandes. Le principal système de cryptage allemand, Enigma (et ses différentes variantes), fut attaqué avec l'aide de machines appelées bombes, créées par les services secrets polonais et améliorés par les Britanniques, qui permettaient de trouver les clefs de cryptage après que d'autres techniques en aient réduit le nombre possible. Les Allemands créèrent également une autre série de systèmes de cryptage (appelés Fish cyphers par les Britanniques) qui étaient très différents d'Enigma. Pour casser ces systèmes, le professeur Max Newman et ses collègues (dont Alan Turing inventeur de la machine théorique qui porte son nom) fabriquèrent Colossus.

Colossus était la première machine totalement électronique, elle utilisait uniquement des tubes a vides et non des relais. Colossus implémentait les branchements conditionnels. Neuf machine ont été construites du modèle Mk II plus une dixième lorsque la seule Mk I a été converti en Mk II. L'existence de cette machine a été tenu secrète jusque dans les années 1970 ce qui explique pourquoi de nombreuses histoire de l'informatique ne l'inclut pas. Il a été dit que Winston Churchill a personnellement donné l'ordre de leur destruction en pièces de moins de vingt centimètres pour conserver le secret. Il existe actuellement un projet actif pour reconstruire une de ces machines.