Du calculateur électromécanique à l’électronique

Après la mort de Babbage, aucune tentative significative n’a été faite pour construire des calculatrices avant les années 1930 et 1940, lorsque des projets indépendants ont été lancés en Allemagne et aux États-Unis.

Ainsi, en 1938, l’Allemand Konrad Zuse a construit une calculatrice mécanique, la Z1, sans apparemment avoir aucune connaissance des travaux de Babbage. Plus tard, une autre de ses machines, dont l’unité arithmétique était construite avec des relais électromagnétiques, devait être créditée comme la première calculatrice polyvalente avec un programme indiquant qu’elle était opérationnelle.

Cependant, le travail de Zuse a été interrompu par la Seconde Guerre mondiale et n’a donc eu que peu d’influence sur le développement ultérieur des calculatrices.

Calculateur électromécanique

Aux États-Unis, un physicien de l’université de Harvard, Howard H. Aiken, a proposé en 1937 la conception d’une calculatrice électromécanique à usage général, connaissant, contrairement à Zuse, les travaux antérieurs de Babbage.

Un accord avec IBM a permis, en 1939, d’entamer la construction de la calculatrice Aiken, qui a été achevée en 1944, en prenant le nom de Harvard MARK I.

Cette machine intégrait les idées de Babbage, bien qu’elle ait été réalisée avec des relais électromécaniques, elle avait une capacité de mémoire de 72 nombres décimaux de 23 chiffres chacun, et sa programmation se faisait au moyen d’une bande perforée qui combinait les fonctions des cartes d’opération et des cartes variables de la machine analytique.

La machine d’Aiken n’a rien ajouté de nouveau à ce qui existait déjà, mais elle a constitué un grand pas en avant, notamment parce qu’elle a prouvé l’utilité des systèmes de traitement automatique de l’information, comme le montre le fait que, malgré sa vitesse de calcul réduite – trois secondes pour une multiplication à dix chiffres – par rapport à aujourd’hui, elle a été en service jusqu’en 1959.

Cependant, le succès du MARK I de Harvard et d’autres calculateurs de technologie mécanique a été éclipsé par plusieurs raisons : vitesse de calcul limitée imposée par l’inertie des pièces mobiles ; exécution lente du programme due au processus long de saisie des instructions de la carte perforée et d’exécution de chacune d’entre elles séparément ; et fonctionnement peu fiable nécessitant un contrôle continu et sensible.

Il y avait deux façons de résoudre ces difficultés : améliorer le temps de réponse des circuits avec de nouvelles technologies, et modifier la structure des modèles avec de nouveaux concepts du système de calcul. C’est la synthèse de ces deux idées qui a conduit à de nouveaux développements jusqu’à la réalisation des modèles suivants.

Calculatrices électroniques

Dans le domaine de l’amélioration des temps de réponse des circuits, l’une des grandes étapes a été l’invention des calculatrices électroniques. Dans ce type de calculateur, les éléments en mouvement sont des électrons, qui permettent d’effectuer des transmissions au moyen de courants électriques, à des vitesses approchant celle de la lumière (300 000 km/s).

D’autre part, la triode (valve à vide), inventée par Lee De Forest en 1906, permet de commuter des signaux électriques à des vitesses dépassant largement celles qui pourraient être atteintes avec des éléments mécaniques.

La première tentative de construction d’une calculatrice électronique utilisant la valve à vide semble être due à John Atanasoff de l’Université de l’Iowa. Il s’agissait toutefois d’une machine spéciale, qui ne permettait de résoudre qu’un seul type de problème.

La première calculatrice électronique à usage général a probablement été l’ENIAC, construite à l’université de Pennsylvanie entre 1943 et 1946 sous la direction de John William Mauchly et John Presper Eckert.

Cette machine était nettement plus rapide que toutes les précédentes. Il n’a fallu que 0,003 seconde pour effectuer une multiplication entre des opérandes décimaux à dix chiffres.

Conclusion

Outre l’avancée que représentait ce calculateur, avec l’incorporation de techniques électroniques, l’ENIAC, d’un point de vue conceptuel, signifiait un pas en arrière, puisque pour programmer la machine afin de résoudre un problème, il fallait agir sur un panneau fixe de connexions et de tableaux. Si le problème était modifié, le câblage des interconnexions entre les unités devait également être changé, ce qui rendait la programmation compliquée et difficile.

Après l’ENIAC, Mauchly et Exkert ont poursuivi leurs travaux, en développant une nouvelle calculatrice, commencée en 1946. L’importance de cette machine réside dans le fait qu’elle est la première calculatrice avec programme enregistréLe concept a été suggéré par le grand physicien-mathématicien John von Neumann.

Source : Salvat Open Classroom – Questions clés La révolution informatique. Publié en 1981
Les auteurs : Sebastian Dormido et Mariano Mellado