La machine arithmétique de Schikard et la machine arithmétique de Pascal

Les premières machines à calculer

Le boulier chinois, la machine arithmétique de Schikard et la machine arithmétique de Pascal sont-ils les ancêtres de nos ordinateurs ? Schikard, astronome à l’université d’Heidelberg, réalisa en 1623 la première machine exécutant automatiquement les additions et les soustractions. Elle utilisait les mécanismes d’horlogerie avec roues dentées et ergots. « L’additionneuse était constituée de roues dentées ayant chacune dix dents : soit à additionner deux nombres d’un seul chiffre décimal, la roue tourne dent par dent pour totaliser les unités; lorsqu’elle arrive entre les dents marquées 9 et 0, elle fait tourner d’un cran la roue des dizaines » (René Moreau: Ainsi naquit l’informatique) Cela au moyen d’un ergot qui entraîne la roue des dizaines. C’était déjà une structure alternative conditionnelle; si la somme de deux nombres est supérieure ou égale à 10, alors faire tourner d’une unité la roue de dizaines et ainsi de suite… En 1643, Pascal réalisa une machine arithmétique exécutant de façon automatique les quatre opérations et les conversions de monnaies de l’époque, ce qui ne manqua pas de provoquer la stupéfaction. Mais on ne pouvait effectuer qu’un seul traitement à la fois. De plus, l’homme devait intervenir de façon directe pour entrer les données au fur et à mesure du déroulement des calculs. Ce n’était donc qu’une première étape. Il a fallu attendre le début du XIX° siècle pour qu’un progrès sensible soit enregistré. Babbage, mathématicien écossais, s’est inspiré des mécanismes logiques des jaquemarts qui ornent nos vieux beffrois et qui constituaient nos premiers automates (mécanismes logiques et complexes de sonneries).

Des séquences de tests logiques commandaient des roues dentées et des cylindres à ergots. D’autre part, le métier à tisser de Jacquard commandait le tissage de la pièce au moyen de cartes perforées: l’intervention de l’homme n’était plus directe. On pouvait aussi modifier les séquences d’exécution en fonction des résultats partiels déjà obtenus. En mémoire, chaque mot ou caractère est repéré par son adresse qui est fixe et non par les caractères qu’il renferme (de même qu’un immeuble est repéré par son adresse et non par les locataires qui changent). Les informations sont stockées en mémoire en code binaire. On utilise les deux chiffres de la notation binaire 0 et 1 (on appelle BIT un tel chiffre). Pour stocker un caractère (lettre, chiffre du système décimal, signe de ponctuation, etc..) on utilisait pour un ordinateur moyen 8 bits (on dit un octet) dans les années 70-80. Les ordinateurs individuels travaillent sur des octets (on dit 8 bits, 16 bits, 32 bits) et leur capacité mémoire est exprimée en nombre d’octets, en k octets (Kilo-octets) ou en M octets (Mega-octets).On note aux États-Unis par exemple le CRAY-2 dont les performances sont étonnantes; doté d’une mémoire centrale de 20 Go (20 Giga-octets ; composants de 256 bits) traitant des millions de mots de 64 bits, il peut effectuer plus d’un milliard d’opérations à la seconde. Ce type de super calculateurs se développe, mais le prix de revient est très élevé. En octobre 1981, le ministère japonais de l’industrie (MITI) lance un programme de développement au cours d’une conférence dans laquelle on parle d’ordinateurs de la cinquième génération » capables de dialoguer avec les utilisateurs en langage naturel et d’interpréter des dessins.

En avril 1982, le gouvernement japonais crée un institut composé de 40 chercheurs assistés par les services de 9 firmes, doté d’un budget de 1,5 milliard de dollars sur 10 ans, pour ce projet qui vise à la réalisation de systèmes de traitements. A l’heure actuelle, le projet demeure un pari; les premières phases ont pris un retard considérable. Nombreux sont les informaticiens qui pensent que l’ordinateur n’arrivera jamais à traiter complètement la langue naturelle (Joseph Weisenbaum, professeur au MIT, Jacques Arsac, professeur à Paris VI). La mémoire centrale a une capacité limitée en raison de son prix. On lui associe une ou plusieurs mémoires auxiliaires, de plus grandes capacités mais plus lentes d’accès (accès à la mémoire centrale: 10-7 seconde, accès au disque : 10-2 seconde, cent mille fois plus lent). Aujourd’hui, certaines publicités parlent d’ordinateurs à propos de tout: machines à laver, voitures… C’est un abus de langage, car il n’y a ni mémoire, ni programme enregistré, ni langage de programmation. En fait, il s’agit d’un microprocesseur, unité de traitement arithmétique et logique. Il reçoit des informations: température, niveau d’eau par exemple et à partir de cela commande certaines opérations: mise en route ou arrêt d’un moteur, chauffage… Les microprocesseurs ont un prix de revient très faible et se sont généralisés.