Historique de l'informatique

1: Tabulatrice-trieuse recensement américain 1890 2: atelier de mécanographie 3: un programme informatique 4: un "bit" (unité informatique) 4b: appareil de mesure des tubes 5: premier ordinateur Z1 de Konrad Zuse

C'est quoi un ordinateur?

La différence entre un ordinateur et une machine à calculer est la présence d'un programme, une série d'instructions à effectuer. Les instructions peuvent être modifiées pour que l'ordinateur puisse faire autre chose chaque jour: imprimer des factures le lundi, calculer les salaires le mardi, etc. Un exemple de programme est montré à la photo 3. Eh oui, la programmation, cela n'a pas toujours été en Java ou C#.

Les cartes perforées

On utilisait déjà des cartes perforées pour commander des machines à tisser (tentatives à partir de 1725, mais le vrai départ est en 1801 avec le métier à tisser de Jacquard). Les cartes perforées seront très rapidement suivies des sabots en bois balancés dans les machines par les travailleurs qui avaient peur de perdre leur emploi (de là nous vient le terme saboteur).

Les cartes perforées pour stocker des données (et non des instructions) seront pour la première fois utilisées lors du recensement américain de 1890. Le musée dispose d'une tabulatrice-trieuse unique utilisée pour le recensement de la population américaine (il en existe encore 4 de par le monde).

Le format le plus connu de cartes est le format 80 colonnes breveté par IBM en 1928 et puis utilisé par pratiquement toutes les entreprises après la seconde guerre mondiale. Le musée contient un atelier de mécanographie complet. Les cartes perforées étaient utilisées pour stocker des données (stock de marchandises, liste des clients, etc).

Notons qu'il existait de nombreuses machines de bureau (machines comptables) n'utiiisant pas de cartes perforées: les calculatrices mécaniques (avec ou non possibilité d'imprimer le résultat), les machines à écrire (d'abord mécaniques puis électriques), etc. Le musée contient une salle (en fait un conteneur) reprenant bon nombre d'appareils mécaniques.

Les machines mécanographiques avec cartes perforées pouvaient effectuer des opérations simples: trier les cartes selon un certain critère, faire des totaux, etc. Le programme était "écrit" sur un tableau de commande comme celui de l'IBM 604, une machine électro-comptable (machine à cartes perforées mais utilisant de l'électronique (tubes) pour les opérations arithmétiques). Cette machine disposait même de deux tableaux (plugboards): un pour indiquer quoi faire avec les données lues d'une carte et un autre comment perforer les cartes.

La programmation était très ardue, et au lieu de reprogrammer le tableau chaque jour, on disposait de plusieurs tableaux pour les opérations courantes. Le language de programmation RPG (report program generator) lancé dans les années 1980 était une version électronique du tableau de programmation, où on indiquait à l'ordinateur ce qu'il devait faire selon la carte perforée qui était lue à ce moment.

Mais cela peut encore être plus complexe: les tous premiers ordinateurs à lampes étaient programmés par des interrupteurs! Les instructions étaient introduites les unes après les autres en positionnant une dixaine d'interrupteurs, et puis en transmettant le code ainsi formé à l'ordinateur. Après des dixaines ou des centaines de manipulations, on lançait le programme qui affichait un résultat, au début sous la forme d'une série de lampes-néon qui indiquait le résultat en binaire.

Pour chaque bit de donnée à stocker, il fallait un tube-triode double. Pour stocker un nombre entier de 0 à 65535 il fallait pas moins de 8 tubes! Chaque opération élémentaire sur un bit nécessitait également plusieurs tubes. Chaque "bit" (de stockage ou effectuant une opération élémentaire) était réalisé sous forme d'un petit module qu'on pouvait aisément remplacer.

Les tubes n'étaient pas très fiables et le laboratoire disposait souvent d'un appareil pour controler les tubes. Un gros ordinateur universitaire américain pouvait contenir plus de 10.000 tubes et consommer plus de 100kW. Comme les tubes flanchaient principalement lors de la mise en marche, l'ordinateur était constinuellement alimenté.

Konrad Zuse

L'ordinateur, le Z1 était mécanique et électrique. Toutes les fonctions étaient réalisées par de petits blocs métalliques dont la forme déterminait une opération binaire. La programmation était introduite sous forme d'un ruban de 35mm (le format du film cinématographique qu'il pouvait recevoir gratuitement d'un ami). Un appareil mécanique était plus aisé à réaliser qu'un appareil électrique: les relais coutaient cher à l'époque et étaient plus grands qu'un système mécanique.

Les données étaient introduites en décimal et converties en binaire pour les opérations. A 80 ans, Zuse a reconstruit de mémoire cet ordinateur, qui se trouve maintenant dans un musée à Berlin.

Le Z2 était une version intermédiaire dont la partie calculatrice était remplacée par des relais plus fiables.

Pendant la guerre, une version électromécanique a été réalisée avec des relais (Z3). Elle sera utilisée pour le calcul des fuselages de certains avions. Une version civile réalisée après guerre (Z4) sera utilisée par le génie civil. Les relais tenaient mieux le coup que les tubes mais limitaient la vitesse d'exécution à 5 opérations élémentaires par seconde.

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