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Samy med madjour Fares Mouhoub Ghidouche informatique enseignante : Harkat Safi

Samy med madjour Fares Mouhoub Ghidouche informatique enseignante : Harkat Safia 2018/2019 Histoire de l'informatiqu e Quand on parle, d'informatique on pense tout de suite ordinateur. Pourtant, l'informatique existe depuis plus longtemps. Il s'agit avant tout de méthode technique pour améliorer le calcul le debut de la technologie  1 Premiers outils .....................................................................................................  2 Premiers calculateurs mécaniques ......................................................................  3 Premières machines programmables .................................................................  4 Les calculateurs analogiques ..............................................................................  5 Première génération d'ordinateurs (1938-1956) ................................................  6 Deuxième génération (1956-1963) ......................................................................  7 Troisième génération (1963-1971) .................................................................... o 7.1 « Mini-ordinateurs », à partir de 1973 ................................................  8 Quatrième génération (1971 à nos jours) ..................................................... o 8.1 Les microprocesseurs o 8.2 Les super-calculateurs o 8.3 Les contrôleurs de communication o a) Premiers outils Un boulier Depuis des millénaires, 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 plus complexe est l'abaque, qui connut diverses formes, jusqu'au boulier toujours utilisé en Chine. Histoire de l'informatique eftg 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. Ainsi, par exemple, une grande partie des calculs nécessaires au programme Apollo furent effectués avec des règles à calcul. b) Premiers calculateurs mécaniques Les premiers outils autonomes — mécaniques —, apparurent au XVIe ou XVIIe siècle. Limités tout d'abord aux simples opérations d'addition et de soustraction, ils utilisaient des pignons et roues à dents d'horlogerie. Il est difficile de dire qui créa le premier modèle de ces machines. Deux manuscrits de Léonard de Vinci, écrits vers 1500, semblaient décrire un tel mécanisme. Une analyse plus approfondie de ces manuscrits montre qu'il s'agit en fait de machines de levage. Des modèles fonctionnant ont pu être fabriqués par la suite mais il n'en reste pas de trace. Wilhelm Schickard en 1623, dans une lettre écrite à Johannes Kepler, propose l'utilisation d'une machine décrite comme une horloge à calcul capable de « calculer immédiatement les nombres donnés automatiquement ; additionner, soustraire, multiplier et diviser… », aucun exemplaire d'époque n'a été retrouvé mais il a été possible d'en construire à partir de ses descriptions. En 1640, le jésuite hollandais Jean Ciermans mentionne dans ses Disciplinae Mathematicae un appareil à roues pour effectuer sans erreur les multiplications et les divisions mais il n'en donne aucune description. Du fait qu'aucun modèle fonctionnel antérieur n'a pu être découvert et qu'aucun n'avait été commercialisé, on crédite en général Blaise Pascal de la création du premier calculateur mécanique : la pascaline. Le premier exemplaire fut construit vers 1642 et n'était capable d'effectuer que des additions et des soustractions. En 1673, Gottfried Leibniz en perfectionne le principe pour la rendre capable d'effectuer des multiplications, des divisions et même des racines carrées, le tout par une série d'additions sous la dépendance d'un compteur. Leibniz inventa aussi le système binaire, système de numération qui sera approprié aux futurs ordinateurs (soit sous forme de binaire pur pour les machines scientifiques, soit sous forme de décimal codé binaire, ou DCB, pour les machines commerciales qui font plus d'entrée-sortie que de calcul). Néanmoins, jusqu'en 1945, les machines étaient encore basées sur le système décimal, plus difficile à implémenter. À la fin du XVIIIe siècle, des machines étaient capables de réaliser un grand nombre d'opérations afin de calculer des fonctions polynômiales et de là, obtenir des tables logarithmiques et trigonométriques (par approximation polynômiale). Il est piquant de constater que c'est précisément le développement de l'informatique qui a rendu aujourd'hui l'usage de ces tables presque inutile. Samy Madjour Fares Mouhoub Ghidouche Page 4 Histoire de l'informatique eftg c) Premières machines programmables carte perforée La principale marque d'un ordinateur est sa programmabilité. Celle-ci permet à l'ordinateur d'émuler toute autre machine à calculer en changeant la séquence des instructions disponibles. En 1725, Basile Bouchon, un Lyonnais, met au point un système de programmation d'un 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 automatique au début du XIXe siècle. En 1835, Charles Babbage décrivit sa machine analytique. C'était un ordinateur 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), le Bureau du recensement américain (United States Census Bureau) utilisa des cartes perforées pour le recensement de 1890. Au XXe siècle, l'électricité permit de remplacer les calculateurs mécaniques par des moteurs électriques. d) 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 Samy Madjour Fares Mouhoub Ghidouche Page 5 Histoire de l'informatique eftg 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 l'avenir du calculateur analogique : ils étaient en effet bon marché, faciles à produire en masse, et rapides. Mais les ordinateurs numériques, plus faciles encore à programmer, remplacèrent ces ordinateurs analogiques. e) Première génération d'ordinateurs (1938-1956) Enigma une machine de chiffrement électromécanique à cylindres; la version ci-dessus est probablement militaire, mais est similaire à la version commerciale Enigma-D L'ère des ordinateurs modernes commença avec les grands développements de la Seconde Guerre mondiale. Les circuits électroniques, tubes à vide, condensateurs et relais remplacèrent leurs équivalents mécaniques et le calcul numérique remplaça le calcul analogique. Les ordinateurs conçus à cette époque forment la première génération d'ordinateurs. Ils utilisaient toujours des cartes perforées comme source d'informations ou pour stocker (de façon non-volatile) le résultat. Le stockage temporaire était fourni par des ressorts (utilisant le temps de propagation du son) ou des tubes Williams (similaires au tube cathodique d'un téléviseur). Vers 1954, les mémoires magnétiques (tores de ferrite pour la mémoire vive, bandes, ensuite disques amovibles puis fixes pour la mémoire de masse) supplantèrent toute autre forme de stockage et étaient dominantes au milieu des années 1970. De nombreuses machines électromécaniques furent construites avec des capacités diverses. Elles n'eurent qu'un impact limité sur les constructions à venir. En 1937, George Stibitz construisit le premier circuit binaire, un additionneur : le Model K. Samy Madjour Fares Mouhoub Ghidouche Page 6 Histoire de l'informatique eftg En 1938, Konrad Zuse commença la construction des premières séries-Z, des calculateurs électromécaniques comportant une mémoire et une programmation limitée. Zuse fut soutenu par la Wehrmacht qui utilisa ces systèmes pour des missiles guidés. Les séries-Z furent les précurseurs de nombreuses avancées technologiques telles que l'arithmétique binaire et les nombres en virgule flottante. Konrad Zuse mit au point cette année-là le Z1 (ou Versuchsmodell), qui ne fonctionna jamais vraiment correctement faute de crédits de développement (le Troisième Reich ne croyait guère à l'idée de Zuse). La même année, John Vincent Atanasoff et Clifford E. Berry, de l'Université de l'État de l'Iowa, développèrent l'ordinateur Atanasoff-Berry, un additionneur 16 bits binaire. Cette machine avait pour but de résoudre des systèmes d'équations linéaires. La mémoire était stockée à l'aide de condensateurs fixés à un tambour rotatif. En 1940, George Stibitz et Samuel Williams achevèrent le Complex Number Computer (ou Model I), un calculateur à base de relais téléphoniques. Ce fut la première machine utilisée à distance via une ligne de téléphone. Il réalisait une multiplication en une minute. En novembre 1939, John Vincent Atanasoff et Clifford E. Berry achevèrent l'ABC (Atanasoff Berry Computer). Composé de lampes et de tambours pour la mémoire, il fut construit pour résoudre des systèmes d'équations linéaires. Bien que n'étant pas programmable, il était basé sur trois idées propres aux ordinateurs modernes : l'utilisation du système binaire (plus fiable et plus simple à mettre au point que le système décimal), la séparation entre uploads/Industriel/ projet-nformatque.pdf