Qui a inventé l’ordinateur et quand ?

L’électronique et la mécanique n’ont pas beaucoup de points en commun. Pourtant, autant la télévision que l’ordinateur, avant de ressembler à ce que nous possédons aujourd’hui dans nos maisons, ont connu une version mécanique fonctionnelle. En 1926, John Logie Baird a commercialisé un appareil de télévision fonctionnant avec un disque de Nipkow, une technologie rapidement remplacée par le tube cathodique, un tube qui fut en usage quelques décennies avant d’être remplacé par l’écran à Plasma, puis à LED. L’historique de l’invention de l’ordinateur est un peu plus longue, avec en point d’orgue l’Eniac inventé en 1945:

L’envie de disposer d’une machine capable d’aider l’homme (… et la femme !) dans ses calculs ne date pas d’hier, une idée plus vieille encore que le disque de Nipkow: En 1645, Blaise Pascal présenta sa Pascaline, la première calculatrice mécanique capable d’additionner et soustraire. Charles Babbage développa théoriquement une machine analytique mécanique entre 1834 et 1837 sur la base de la Pascaline, mais par manque de moyen technique, la théorie ne sera pas concrétisée de son vivant. Pour programmer sa machine analytique, il pensait reprendre le système de carte perforée utilisée par Joseph Marie Jacquard, inventeur du métier à tisser Jacquard. Il aura fallu attendre encore un peu plus d’un siècle pour voir apparaître le premier ordinateur programmable.

Qui a inventé l’ordinateur ? Les premières inventions.

Le calculateur mécanique ou électromécanique

Enigma était une machine électromécanique capable de chiffrer et déchiffrer des messages en code Morse transmis par radio. La première version de cet appareil a été inventée par un néerlandais en 1919 et de nombreuses variantes furent ensuite commercialisées dans le monde entier dès 1923. La particularité de cette machine était qu’il était possible de modifier le code de chiffrage/déchiffrage en agissant sur la partie mécanique constituée de rotors intégrant des points de contacts électriques.

Ainsi, si le concept de la machine Enigma était connu depuis longtemps, les modifications mécaniques rendaient le déchiffrage difficile puisque l’algorithme était sans cesse modifié.

Les polonais avaient compris dès 1926 que l’Allemagne possédait une machine Enigma et ils réussirent même à produire une réplique au début des années 30. L’Allemagne savait qu’il était nécessaire d’améliorer continuellement l’appareil pour éviter que leurs stratégies militaires ne soient connues des autres pays, rendant toujours plus difficile le déchiffrage des messages transmis.

Nous sommes quelques semaines avant le début de la Seconde Guerre mondiale, en juillet 1939. A Varsovie sont réunis des polonais, des français et des anglais dans le but d’établir une coopération contre la puissance allemande et, en particulier, de réussir à comprendre les secrets de la machine Enigma. A la suite de cette rencontre, à Bletchey Park en Angleterre, une équipe scientifiques développe la Bombe, une immense machine, elle aussi électromécanique dans un premier temps, permettant de déchiffrer les messages envoyés par Enigma, capable d’abattre en une journée seulement le travail de 10’000 personnes.

Dans cette équipe se trouve Alan Turing, un mathématicien de renom qui a posé en 1936 les bases théoriques de ce qui allait devenir l’informatique moderne. La théorie de Turing peut être résumée par cette phrase:

« Tout problème qui peut être énoncé d’une façon rigoureuse et logique et qui peut être résolu par un homme, peut l’être par un automate ».

Il développera un modèle théorique, la Machine de Turing, encore en usage aujourd’hui. Ce modèle théorique permet de définir ce qu’est un ordinateur et qui possède la caractéristique dite « Turing-complet »

Comment s’appelle l’inventeur de l’ordinateur ?

Zuse 3 et Colossus

En 1941 est né en Allemagne le premier ordinateur au monde, le Zuse 3. Cet appareil utilisant le système binaire a été la première machine programmable, toutefois en utilisant toujours des composants mécaniques, soit des relais électromagnétiques. Avec une fréquence d’horloge de 10hz, ce calculateur permettait des analyses statistiques dans l’industrie aéronautique allemande. En 1943, le Colossus, une machine développée par la Grande-Bretagne, sera le premier ordinateur intégralement électronique, utilisant plus de 2000 tubes à vide et réalisant 5000 opérations par seconde. Il sera un élément clef de la Bombe permettant de déchiffrer Enigma et servira même à coordonner le Débarquement.

ENIAC

Le 15 février 1946, une fois la guerre terminée, les autorités militaires américaines ont révélés l’existence d’une nouvelle machine purement électrique. Cette machine, conçue par le Dr. Mauchly et M. Eckert de l’Université de Pensylvanie était destinée à réaliser des calculs balistiques d’une grande complexité et dont certains auraient nécessité de trois jours à trois mois pour des hommes entraînés.

L’Eniac est le premier ordinateur dit « Turing-complet », Eniac qui signifie Electronic Numerical Integrator And Computer.

A la fréquence folle pour l’époque de 100’000 Hz (100kHz), l’Eniac permet d’effectuer une simple addition en un cinq millième de seconde, soit dix millions d’additions ou de soustractions de nombres à 10 chiffres en cinq minutes. Comme dans le Colossus et à la place des relais, on trouve des tubes à vide et la lecture des résultats s’effectue sur le tube cathodique d’un oscilloscope. Cette machine était un véritable monstre : elle occupait une pièce de 9 mètres sur 15, des meubles supportant un appareillage de 18’000 tubes à vide, 3000 lampes indicatrices et 5000 relais de commutations. On compte un demi-million de connexions électriques. Le tout pèse 30 tonnes et consomme 150kW/h. Elle est aussi utilisée pour des calculs balistique et aura rendu de grands services durant la guerre. Plus tard, elle sera utilisée pour des calculs du domaine de la thermodynamique, en astronomie, en physique et dans le nucléaire.

Terminé en 1945, sa construction aura duré 3 ans au total, dont deux ans et demi rien que pour le câblage. Eniac consommant une quantité énorme d’électricité, il faut refroidir les composants avec un puissant climatiseur, composants qu’il faut souvent changer en raison des pannes récurrentes auxquelles sont confrontées les opérateurs.

Il faut patienter l’invention du transistor en 1947 pour voir l’évolution fulgurante de l’informatique, jusqu’à être présent en masse dans tous les ménages. En 1950, un transistor est dix fois plus petit qu’un tube à vide, consomme un millième de son électricité et il est un million de fois plus rapide. Le transistor remplaçant le tube à vide, il permet de réduire la taille des ordinateurs. Un autre avantage non négligeable, c’est que le transistor fonctionne dès sa mise sous tension, au contraire du tube qui doit « chauffer » au préalable, comme dans nos anciennes radios.

En 1959, IBM sort le premier ordinateur entièrement transistorisé, le 1401. C’est le début des ordinateurs de la deuxième génération. La troisième génération d’ordinateurs naîtra avec le circuit intégré au milieu des années soixante, placés sur un circuit imprimé (une plaque souvent de couleur verte ou brune, sur laquelle sont fixés les transistors, les circuits intégrés et les connexions électriques). Le besoin de miniaturisation s’explique avec la physique: le temps nécessaire pour traiter une information se calcule en nanoseconde. Le courant électrique se déplaçant au mieux à une vitesse de 300’000 km/seconde (soit « seulement » trente centimètres par nanoseconde), il faut donc réduire les longueurs des connexions. Plus les éléments sont rapprochés, plus ils sont intégrés, plus l‘ordinateur peut traiter d’informations chaque seconde.

La suite est connue, c’est l’invention du processeur et du microprocesseur, qui fait l’objet d’un autre article sur ce site. Sur une seule puce de quelques millimètres carrés, on trouve tous les éléments permettant à un ordinateur de fonctionner.

On commence aujourd’hui à connaître les limites physiques empêchant d’augmenter la puissance des processeurs. Est-ce que l’étape suivante est l’ordinateur quantique ?

Le premier ordinateur que l’auteur de cet article a utilisé était un 8086, sous DOS, avec deux lecteurs de disquettes, pas de disque dur et un écran monochrome vert.

Vous n’aviez certainement pas la place pour l’Eniac dans votre bureau ! Quelle était votre première machine? Dites le nous en commentaire !