Quand on parle d’informatique, on pense souvent ordinateur. Pourtant, l’informatique existe depuis plus longtemps. Il s’agit avant tout de méthodes pour améliorer le calcul.
Les premiers outils de calculs.
Depuis des milliers d’années, l’homme a créé et utilisé des outils l’aidant à calculer. Au départ, la plupart des sociétés ont sans doute utilisé la main, ainsi que d’autres parties du corps, comme auxiliaires de calcul. Puis apparurent les entailles dans du bois, les entassements de cailloux, de coquillages ou d’osselets ( il est intéressant de remarquer que le mot « calcul » provient du mot latin, calculi qui signifiait « cailloux » ). Le premier exemple d’outil de calculs le plus complexe est l’abaque.
qui connut diverses formes, jusqu’au boulier qui est toujours utilisé en Chine et en Russie. Parmi les algorithmes les plus anciens, on compte des tables datant de l’époque d’Hammurabi ( env. -1750 ).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 fut utilisée jusqu’à l’apparition des calculatrices de poche par de nombreux ingénieurs.
Les premiéres machines programmable.
La principale marque d’un ordinateur est sa programmabilité.
En 1725, Basile Bouchon, un Lyonnais, met au point un système de programmation à partir du métier à tisser à l’aide d’un ruban perforé. C’était le début de la programmation. Cette invention est perfectionnée en 1728 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.
En 1833, Charles Babbage décrivit sa machine.C’était un calculateur 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 firent obstacle 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: ( International Business Machine ),utilisa des cartes perforées pour le recensement de 1890.
Au XIXe siècle et XXe siècle, l’électricité permit de motoriser les calculateurs mécaniques et de remplacer certains mécanismes, par de l'élèctromécanique.
Les calculateurs analogiques.
Avant la Seconde Guerre mondiale, les ordinateurs analogiques, qu’ils fussent mécaniques ou électriques, étaient considérés comme le dernier cri de la technologie et beaucoup pensaient qu’ils seraient le futur de l’informatique. Ces ordinateurs analogiques utilisaient des quantités physiques, telles que la tension, le courant ou la vitesse de rotation des axes, pour représenter les nombres. 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, avec une certaine forme de parallélisme.
Les calculateurs stochastiques, où la grandeur physique était remplacée par une probabilité, parurent sur le moment être l’avenir du calculateur analogique : ils étaient en effet bon marché, faciles à produire en masse, et rapides ( en particulier pour les multiplications ). Mais les ordinateurs numériques, plus faciles encore à programmer, remplacèrent ces ordinateurs analogiques.
La premières génération d'ordinateurs.
Début 1946, Presper Eckert et John William Mauchly achevèrent l’ENIAC ( Electronic Numerical Integrator and Computer ), qui est le premier ordinateur entièrement électronique. Il avait été commandé en 1942 par l’armée américaine afin d’effectuer les calculs de balistique. L’ENIAC utilisait des tubes à vide ( au nombre de 17 468 ) contrairement au Z3 qui utilisait des relais mécaniques. Néanmoins, il faisait ses calculs en système décimal. Malgré la véhémence de ses détracteurs qui auguraient de sa fragilité ( celles des tubes à vide ), il était très fiable pour l’époque et pouvait calculer plusieurs heures entre deux pannes.
Physiquement c’était un monstre: il 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. La première machine utilisant cette architecture était le Small-Scale Experimental Machine ( SSEM ) construit à l’université de Manchester en 1948. Le SSEM fut suivi en 1949 par le Manchester Mark I qui inaugura un nouveau type de mémoire composée de tubes cathodiques. La machine était programmée avec le programme stocké en mémoire dans un tube cathodique et les résultats étaient lus sur un deuxième tube cathodique.Parallèlement, l’université de Cambridge développa l’EDSAC( Electronic Delay Storage Automatic Calculator ), inspiré des plans de l’EDVAC ( Electronic Discrete Variable Automatic Computer ) le successeur de l’ENIAC. Contrairement à l’ENIAC qui utilisait le calcul en parallèle, l’EDVAC et l’EDSAC possédaient une seule unité de calcul. Il utilisait un type de mémoire différent du Manchester Mark I, constitué de lignes à retard de mercure. L’EDSAC tournait à une vitesse d’horloge de 0,5 MHz.
On peut considérer que l’architecture de tous les ordinateurs actuels dérive de celle de Manchester Mark I, EDSAC, EDVAC.
En 1950 naquit le premier ordinateur soviétique, le MESM ( Small Electronic Calculating Machine ), sous la direction de Sergei Alexeevich Lebedev à l’institut d’Électrotechnologie de Kiev. Il était composé de 6 000 tubes à vide, consommait 25 kW et réalisait 3 000 opérations par seconde.
En février 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.
Quatre mois plus tard, P. Eckert et J. Mauchly de Remington Rand commercialisèrent l’UNIVAC I ( Universal Automatic Computer ). Contrairement aux machines précédentes, il ne lisait pas des cartes perforées mais des cassettes métalliques. Il possédait 5 200 tubes à vide, avait une mémoire à lignes à retard de mercure de 1 000 mots de 72 bits et consommait 125 kW. Il exécutait 8 333 additions ou 555 multiplications par seconde. 46 exemplaires furent vendus au total, à plus d’un million de dollars l’unité.
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.
La même année, IBM est contacté pour mettre en chantier la production des ordinateurs du réseau SAGE. Une cinquantaine de machines, portant le nom AN/FSQ7, sera produite. Chaque machine comportait 75 000 tubes, pesait 275 tonnes et consommait 750 kW.
En juillet 1953, IBM lance l’IBM 650, ordinateur scientifique comme tous ceux des séries 600 ( son successeur sera le 1620 ). Il était composé de tubes à vide et avait une mémoire à tambour de 2 000 mots de 10 digits, mais était relativement lent. Environ 2 000 unités furent produites jusqu’en 1962.
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 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. 123 machines seront vendues jusqu’en 1960.
La 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 éléctronique 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.
En 1955, Maurice Wilkes inventa la microprogrammation, désormais universellement utilisée dans la conception des processeurs. Le jeu d'instructions du processeur est défini par ce type de programmation.
En 1956, IBM sortit le premier système à base de disque dur, le Ramac 305 ( Random Access Method of Accounting and Control ). L'IBM 350 utilisait 50 disques de 24 pouces en métal, avec 100 pistes par face. Il pouvait enregistrer cinq mégaoctet de données et coûtait 10 000 $ par mégaoctet.
Le premier langage de programmation universel de haut niveau à être implémenté, le Fortran ( Formula Translator ), fut aussi développé par IBM à cette période ( Le Plankalkül, langage de haut niveau développé par Konrad Zuse en 1945 n’avait pas encore été implémenté à cette époque ).
En 1959, IBM lança l’IBM 1401 ( commercial ), qui utilisait des cartes perforées. Il fut le plus grand succès dans l’histoire de l’informatique avec 12 000 unités vendues. Il utilisait une mémoire magnétique de 4 000 caractères ( étendue plus tard à 16 000 caractères ).
En 1960, IBM lança l’IBM 1620 ( scientifique ). Il écrivait à l’origine sur des rubans perforés, mais évolua rapidement pour utiliser des lecteurs de cartes perforées. 2 000 unités furent vendues, Il utilisait une mémoire magnétique de 60 000 caractères décimaux. Un exemplaire opérationnel fut longtemps présent au palais de la Découverte.
En 1960 l’IBM 7000 est le premier ordinateur à base de transistors.
La même année, Digital Equipement Corporation ( DEC ) lança le PDP-1 ( Programmed Data Processor ). Le PDP-1 était le premier ordinateur interactif et a lancé le concept de mini-ordinateur. Il avait une vitesse d’horloge de 0,2 MHz et pouvait stocker 4 096 mots de 18 bits. Il effectuait 100 000 opérations par seconde. Vendu pour seulement 120 000 $ environ, il était le premier ordinateur accessible sur le simple budget d’un ( gros ) service sans remonter à la direction générale.
En 1960, la Société d'Electronique et d'Automatisme ( SEA ) commercialise la CAB500 ( calculatrice automatique binaire ), véritable ordinateur personnel. Ses caractéristiques: interactivité, souplesse d'emploi, compacité et faible prix. la différencient des mainframes de l'époque. Le travail de l'utilisateur est facilité par le langage Programmation Automatique des Formule ( PAF ), qui traduit les fonctions explicites en langage machine. Plus d'une centaine d'exemplaires sont commercialisés, notamment dans les universités ou les écoles d'ingénieurs, et contribuent à former la première génération d'informaticiens français.
La même année le SerelOA-1001 ( en arriere plan avec les deux armoires ) sortit c'est une machine 18 bits +signe +parité, 4000 mots, 100 kHz, purement binaire dédiée au contrôle de processus ou aux calculs scientifiques. Elle sera bientôt suivie par une version plus petite le Serel ODP-505, ( au premier plan ) 3 fois plus rapide.
La troisieme génération d'ordinateur.
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.
En 1964 IBM annonça la série 360, première gamme d’ordinateurs compatibles entre eux et première gamme aussi à combiner par conception le commercial et le scientifique. Plus de 14 000 ordinateurs IBM 360 furent vendus jusqu’en 1970, date où on les remplaça par la série 370 beaucoup moins chère à puissance égale ( mémoires bipolaires à la place des ferrites ).
Toujours en 1964 DEC lança le PDP-8, machine bien moins encombrante destinée aux laboratoires et à la recherche. Il avait une mémoire de 4 096 mots de 12 bits et tournait à 1 MHz. Il pouvait effectuer 100 000 opérations par seconde. Le PDP-8 se taillera rapidement une place de choix dans les laboratoires, aidé par son langage FOCAL facile à maîtriser.
En 1966, Hewlett-Packard entra dans le domaine des ordinateurs universels ( par opposition aux ordinateurs spécifiques ) avec son HP-2115. Celui-ci supportait de nombreux langages, dont L'Algol et le Fortran. Le Basic y sera adjoint plus tard.
En 1969 Data General vendit un total de 50 000 ordinateurs Nova à 8 000 $ l’unité. Le Nova était l’un des premiers mini-ordinateurs 16 bits. La version supernova qui lui succédera en 1971 effectuait une multiplication en une microsseconde, performance spectaculaire à l’époque. Le processeur principal était contenu sur un circuit imprimé de 15 pouces. Dans le même temps, grâce à une politique de mise en commun gratuite de logiciels particulièrement novatrice ( et vue aujourd’hui comme l’ancêtre de l'open source ), L IBM 1130 se tailla la part du lion dans les écoles d’ingénieurs du monde entier.
La quatrième génération d'ordinateur
Une définition non universellement acceptée associe le terme de quatrième génération à l’invention du microprosseseur par Marcian Hoff. En pratique et à la différence des autres changements de génération, celui-ci constitua plus une évolution ( presque passée inaperçue ) qu’une révolution: les circuits s’étaient miniaturisés de plus en plus depuis l’invention du circuit intégré, ils continuaient simplement à le faire comme par le passé.
C’est pour cette raison que certains considèrent que les générations sont devenues des questions de type de logiciel :
Les années 1990
Les annéés 1990 ont été marquées par la correction du probléme de l an 2000 ( ou bug de l an 2000 appelé Y2K dans le monde anglo-saxon ), qui affectait presque tous les ordinateurs. En effet, la date systeme ne gérait que deux caractères pour l'année ( 99 pour 1999 ), de sorte qu'au passage à l'an 2000, la date système allait revenir à 00 et être interprêtée comme 1900. Ce défaut de conception systémique se manifestait également dans la plupart des logiciels, dont les sous-programmes de gestion de date reprenaient la date systeme le plus souvent sans modification du format.
La résolution de ce problème s'est faite soit par la conversion des logiciels, sans changement du matériel, soit aussi par le remplacement complet du matériel et du logiciel en profitant des progrès techniques de diminution de taille des ordinateurs rendus possibles par la miniaturisation des composants. Cela a permis de remplacer les logiciel spécifique affectés par le problème, par des logiciels, le plus souvent sous UNIX avec des ordinateurs de taille réduite.
