L'être humain a longtemps cherché à améliorer sa façon de calculer et ce, pour deux raisons : il est trop lent, et il se trompe souvent. La première invention, celle de l'abaque ou boulier compteur remonte à 1300 ans avant notre ère et est encore utililsée dans certains pays.
 

John Napier invente les logarithmes en 1614 et la règle à calcul devient possible vers 1620. Elle fut utilisée jusqu'en 1970 en raison de sa porbabilité.
 

Ce n'est qu'au XVII^e siècle qu'apparaissent les premières machines à calculer mécaniques. La première semble avoir été inventée en 1623 par Wilhelm Schickard de l'Université de Tübingen, mais elle ne fut pas connue de son temps. Le mathématicien, penseur et écrivain Blaise Pascal met au point en 1642 (à l'âge de 19 ans) une machine, qu'il appelle Pascaline, capable d'effectuer l'addition et la soustraction, pour aider son père qui était percepteur de taxes. Les calculs s'effectuaient en base 10 à l'aide d'un mécanisme à roues dentées. Ces roues avaient 10 positions (de 0 à 9). Chaque fois qu'une roue passait de la position 9 à la position 0, la roue immédiatement à sa gauche, avançait d'une position (passage de la retenue). Pascal essaya de mettre sa machine en marché, mais elle ne se vendit pas très bien en raison de son manque de fiabilité. En 1673, le mathématicien Gottfried Wilhelm von Leibniz modifiait la machine de Pascal pour y ajouter la multiplication et la division, qui s'effectuaient respectivement par additions ou soustractions répétées. Cette machine n'eut pas, elle non plus, de succès commercial.

Charles Babbage conçoit en 1834 la machine à différence (difference engine), qui doit évaluer n'importe quelle fonction au moyen de différences finies. Pendant sa construction, il prend connaissance du métier à tisser de Joseph-Marie Jacquard, mis au point en 1801, qui est programmé par la lecture d'une carte perforée. Il abandonne alors son projet pour se lancer dans la construction de sa machine analytique, capable d'enchaîner des opérations arithmétiques de façon autonome. Ada Augusta King, comptesse de Lovelace et fille du grand poète Lord Byron, documente le travail de Babbage et écrit des algorithmes pour la machine analytique. C'est en son honneur qu'a été nommé le langage ADA. La recherche fut financée par Byron qui espérait que la machine analytique pourrait l'aider à gagner aux courses. Ni l'une ni l'autre des machines ne furent complétées du vivant de Babbage et Byron ne fit pas fortune aux courses.

Les calculateurs mécaniques à quatre fonctions (addition, soustraction, multiplication, division) font leur apparition vers 1820. Les principales innovations suivantes consistent en l'ajout de claviers numériques, qui permettent la saisie rapide des nombres et des opérations. Le Comptometer de 1885, avec clavier pour entrer les données et les commandes, imprimait les résultats sur une bande de papier. William Burroughs construit en 1886 la première machine à additionner à avoir un succès commercial.
 

Les calculatrices électromécaniques, dans lesquelles un moteur électrique remplace la manivelle, voient le jour quelques années plus tard.

Entretemps, il avait fallu sept ans et demi pour dépouiller les résultats du recensement de 1880 aux États-Unis. Herman Hollerith propose alors de mettre l'information de chaque personne sur une carte perforée et d'analyser l'information au moyen de trieuses électro-mécaniques. Il invente une machine pour accumuler et classifier l'information et crée ainsi le domaine du traitement de l'information. Grâce à lui, le traitement du recensement de 1890 ne prend que deux ans et demi. La compagnie que crée Hollerith pour fabriquer ces machines devient un peu plus tard la compagnie IBM.

En 1937, l'américain Howard Aiken commence ses études de doctorat en physique à l'Université Harvard. Comme il a besoin de calculs numériques pour évaluer des équations différentielles complexes, il commence à mettre au point une machine pour calculer des polynômes. Le projet est financé 2/3 par IBM et 1/3 par la marine américaine. La machine devient en 1944 le Mark I d'IBM, qui est 5 à 6 fois plus rapide que l'humain et peut multiplier deux nombres de 23 digits en 6 secondes. C'est un ordinateur programmable à base de relais électromécaniques. Il mesure 17 m de long et 2,5 m de haut, pèse 5 tonnes et fait un bruit infernal. La mémoire et les accumulateurs contiennent 3300 engrenages à 10 dents et 1,400 commutateurs rotatifs reliés par 800 km de fil électrique. En 1947, Aiken met au point la Mark II, qui est totalement électronique.

En 1942, J.V. Atanasoff et son étudiant gradué C. Berry de l'université d'Iowa construisirent le premier ordinateur à lampes: l'ABC (Atanasoff Berry Computer), destiné à résoudre des équations différentielles complexes.

Le premier ordinateur non mécanique, l'ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) est mis au point de 1943 à 1946 par John Mauchly et J. Presper Eckert de l'Université de Pennsylvanie. Il pèse 30 tonnes, occupe 1500 m², comporte 18,000 tubes à vide, et nécessite 140 KW d'énergie. Il est capable d'effectuer 5000 additions à la seconde. Il avait été conçu dans le but de calculer les tables ballistiques pour l'artillerie américaine pendant la guerre, mais fut terminé trop tard. Il servit après la guerre aux calculs pour la bombe H, et fut utilisé jusqu'en 1955.

Maucly et Eckert furent considérés pendant longtemps comme les inventeurs de l'ordinateur. Mais ils avaient eu accès aux cahiers contenant les plans de l'ABC et s'en étaient inspirés pour construire l'ENIAC. Atanasoff logea une action en cour pour qu'on lui reconnaisse la parenté de l'ordinateur moderne. Le procès dura près de 30 ans pour se conclure, en 1974, à l'avantage d'Atanasoff.

L'ENIAC effectue ses calculs en décimal. Chaque digit est représenté par un groupe de dix lampes à vide dont une seule à la fois est dans l'état "allumé". Il a une mémoire de 20 nombres décimaux de 10 chiffres. Un inconvénient majeur consiste dans le fait qu'on doit le programmer manuellent à l'aide de commutateurs et en enfichant des câbles (voir figure 1.7).. Les données sont lues au moyen d'un lecteur de cartes perforées, et les résultats sont fournis sur cartes perforées ou imprimés avec une machine à écrire électrique.
 

La conception de l'EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer) débute en 1946 et est complétée en 1952. Pour la première fois, le programme n'est pas cablé, mais est stocké en mémoire comme les données. On attribue cette idée à John von Neumann et à son équipe. Cette machine a une mémoire centrale totale de 1024 mots, et une mémoire secondaire magnétique de 20 Kilo-mots.

En 1945, la première erreur informatique répertoriée est due à une mite qui, logée dans le culot d'une lampe, provoque un faux-contact. On donne donc le nom de bug (en français bogue) à toute erreur qui entraîne le fonctionnement erratique d'un programme.
 

À l'époque du PDP-8, il n'y avait pas de ROM. On devait donc introduire le programme d'amorce à la main au moyen des boutons qu'on voit sur la console.

À l'Université Laval, le Centre de traitement de l'information (CTI devenu depuis le Service de l'information et des télécommunications ou SIT) achetait son premier ordinateur en 1963. C'était un IBM 1410, avec 40 Ko (1 Kilo-octet ou Ko signifie 1024 mots de 8 bits) de mémoire centrale, qui fut porté par la suite à 60 Ko, puis à 80 Ko. Il acheta un premier ordinateur IBM modèle 360-40 en 1965, et un second en 1966 pour le temps partagé. L'IBM 360-40 avait un temps de cycle de processeur de 0,625 µsec et une mémoire maximale de 256 Ko. La famille 360 d'IBM dure, avec des améliorations, presque 10 ans et est remplacée en 1972 par la famille IBM 370.

La première calculatrice de poche ou calculette était commercialisée en 1967 par Texas Instruments. Le premier modèle à large diffusion fut le TI-2500 DataMath, capable d'effectuer les quatre opérations arithmétiques.

Le premier micro-ordinateur, le Kenback 1, voit le jour en 1971. Il avait une mémoire de 256 octets et trois registres de programmation. On en vendit 62 au prix de 750 $.
 

Le Micral, micro-ordinateur muni d'un 8080 d'Intel voit le jour en 1973. Le premier micro-ordinateur personnel, le Altair 8800 de MITS, paraît en 1975. On pouvait l'acheter en kit pour 395 $ ou tout fait pour 600 $. Il s'en vendit 2000 la première année et un total d'environ 10 000. Il introduisait le bus S-100 qui fut adopté par de nombreux autres fabricants. Il utilisait un microprocesseur Intel 8080 à 2 MHz et, dans la configuration de base, avait 256 octets de mémoire. Par la suite, des extensions de mémoire de 4Ko et même de 16 Ko furent disponibles. C'est avec cette machine que Bill Gates fit ses débuts avec le Microsoft BASIC.
 

Le premier PC d'IBM voyait le jour en 1981, avec le microprocesseur 8088 d'Intel à 5 MHz et 64 Ko de RAM.
 

Le Macintosh 128 révolutionnait l'interface utilisateur en 1984 avec la première utilisation commerciale d'une interface graphique et d'une souris. Il était muni d'un MC68000 de Motorola à 8 MHz et avait 128 Ko. de mémoire vive.

Vous connaissez sans doute la suite...
 

Générations d'ordinateurs électroniques :

On distingue quatre générations d'ordinateurs électroniques :

Meilleure fiabilité : ordinateurs moins sujets aux pannes.

Plus petite taille

Plus grande rapidité

Meilleure efficacité : les ordinateurs consomment moins d'électricité.

Plus faible coût : la production de masse rend les ordinateurs moins coûteux.

L'amélioration de performance qu'ont connue les micro-processeurs depuis quelques années n'est pas due à un simple perfectionnement de la technologie de fabrication. On a apporté des améliorations constantes au niveau de l'architecture. La vitesse brute du processeur n'atteint son plein potentiel que si on peut lui fournir un flot continu d'instructions à exécuter. Nous verrons dans les chapitres ultérieurs comment on peut y parvenir. Il faut également tenir compte des autres composantes de la machine. La vitesse de la mémoire et celle des interconnexions sont également des facteurs importants pour la performance d'un ordinateur.

Que nous réserve l'avenir ?

La technologie électronique actuelle semble obéir à la loi de Moore (Gordon Moore, de Intel) : le nombre de transistors qu'on peut placer sur une puce augmente par quatre à tous les trois ans parce que la taille des traits dans les circuits intégrés diminue de 10% chaque année. Ceci s'est également avéré vrai pour la mémoire centrale. Si on extrapole, comme dans la figure suivante, on atteindra 1 milliard de transistors sur une puce vers 2011! La taille des traits en 1997 est de 0,25 µm. Elle devrait être de 6 µm à cette date. Pour les microprocesseurs, grâce à d'autres améliorations telles que l'addition de nouveaux circuits, l'amélioration en vitesse a été de quatre à cinq à tous les trois ans.

Une loi similaire s'applique également à l'espace disque dont la capacité de stockage quadruple à tous les trois ans et la vitesse augmente de 1,4 à tous les dix ans :
 

Une autre façon d'augmenter la performance des ordinateurs est d'utiliser le parallélisme. De plus en plus de machines utilisent plus d'un processeur.

Finalement dautres technologies feront sans doute leur apparition dans les prochaines années. L'ordinateur optique est encore un appareil de laboratoire, mais deviendra peut-être la technologie dominante dans quelques années, avec des vitesses beaucoup plus élevées.

À l'adresse suivante se trouvent plusieurs liens intéressants reliés à l'histoire de l'ordinateur : http://granite.sentex.net/~ccmuseum/hist_sites.html

Vous trouverez à l'adresse suivante une chronologie de l'histoire de l'ordinateur : http://www.best.com/~wilson/faq/chrono.html

Dernière mise à jour : 2000-09-29