Le premier ordinateur: le moteur analytique de Charles Babbage

L'ordinateur moderne est né de la nécessité urgente, après la Seconde Guerre mondiale, de faire face au défi de nazisme par l'innovation. Mais la première itération de l'ordinateur telle que nous la comprenons maintenant est arrivée bien plus tôt lorsque, dans les années 1830, un inventeur du nom de Charles Babbage a conçu un appareil appelé le moteur analytique.

Né en 1791 d'un banquier anglais et de sa femme, Charles Babbage (1791–1871) est devenu fasciné par les mathématiques à un âge précoce, s'enseignant l'algèbre et lisant largement sur les mathématiques continentales. Lorsqu'en 1811, il partit étudier à Cambridge, il découvrit que ses tuteurs étaient déficients dans le nouveau paysage mathématique et qu'en fait, il en savait déjà plus qu'eux. En conséquence, il a décollé de son propre chef pour fonder la Analytical Society en 1812, qui aiderait à transformer le domaine des mathématiques en Grande-Bretagne. Il est devenu membre de la Royal Society en 1816 et a été co-fondateur de plusieurs autres sociétés. À un moment donné, il était professeur Lucasian de mathématiques à Cambridge, bien qu'il ait démissionné pour travailler sur ses moteurs. Inventeur, il était à la pointe de la technologie britannique et a aidé à créer le service postal moderne britannique, un cowcatcher pour les trains et d'autres outils.

Babbage était un membre fondateur de la Royal Astronomical Society de Grande-Bretagne et il a rapidement vu des opportunités d'innovation dans ce domaine. Les astronomes ont dû faire des calculs longs, difficiles et longs qui pouvaient être truffés d'erreurs. Lorsque ces tables étaient utilisées dans des situations à enjeux élevés, comme pour les logarithmes de navigation, les erreurs pouvaient s'avérer fatales. En réponse, Babbage espérait créer un appareil automatique qui produirait des tableaux sans défaut. En 1822, il écrivit au président de la Société, Sir Humphry Davy (1778-1829), pour exprimer cet espoir. Il enchaîne avec un article sur les "Principes théoriques des machines pour le calcul des tables", qui remporte la première médaille d'or de la Société en 1823. Babbage avait décidé d'essayer de construire un "moteur de différence".

Lorsque Babbage a approché le gouvernement britannique pour un financement, ils lui ont donné ce qui était l'une des premières subventions gouvernementales du monde pour la technologie. Babbage dépensa cet argent pour embaucher l'un des meilleurs machinistes qu'il put trouver pour fabriquer les pièces: Joseph Clement (1779–1844). Et il y aurait beaucoup de pièces: 25 000 étaient prévues.

En 1830, Babbage décide de déménager, créant un atelier à l'abri du feu dans une zone exempte de poussière sur sa propre propriété. La construction a cessé en 1833, lorsque Clément a refusé de continuer sans paiement anticipé. Cependant, Babbage n'était pas un politicien; il n'avait pas la capacité de lisser les relations avec les gouvernements successifs, et, au lieu de cela, aliéné les gens avec son attitude impatiente. À ce moment-là, le gouvernement avait dépensé 17 500 livres sterling, plus rien ne venait, et Babbage n'avait terminé qu'un septième de l'unité de calcul. Mais même dans cet état réduit et presque désespéré, la machine était à la pointe de la technologie mondiale.

Babbage n'allait pas abandonner si vite. Dans un monde où les calculs n'étaient généralement pas supérieurs à six chiffres, Babbage visait à en produire plus de 20 et le moteur 2 résultant n'aurait besoin que de 8 000 pièces. Son moteur de différence utilisait des chiffres décimaux (0–9) - plutôt que les «bits» binaires que l’allemand Gottfried von Leibniz (1646-1716) préféra - et ils seraient disposés sur des rouages ​​/ roues qui s'interconnectaient pour s'accumuler calculs. Mais le moteur a été conçu pour faire plus qu'imiter un boulier: il pourrait fonctionner sur des problèmes complexes en utilisant une série des calculs et pourrait stocker les résultats en soi pour une utilisation ultérieure, ainsi que tamponner le résultat sur un métal production. Bien qu'il ne puisse toujours exécuter qu'une seule opération à la fois, il dépassait de loin tout autre appareil informatique que le monde ait jamais vu. Malheureusement pour Babbage, il n'a jamais terminé le moteur de différence. Sans aucune autre subvention gouvernementale, son financement est épuisé.

En 1854, un imprimeur suédois du nom de George Scheutz (1785–1873) a utilisé les idées de Babbage pour créer une machine fonctionnelle qui produisait des tableaux d'une grande précision. Cependant, ils avaient omis des fonctions de sécurité et il avait tendance à tomber en panne, et, par conséquent, la machine n'a pas eu d'impact. En 1991, des chercheurs du London’s Science Museum, où Records de Babbage et les essais maintenus, ont créé un moteur de différence 2 à la conception originale après six ans de travail. Le DE2 utilisait environ 4 000 pièces et pesait un peu plus de trois tonnes. L'imprimante assortie a été achevée en 2000, et avait encore autant de pièces, bien qu'un poids légèrement plus petit de 2,5 tonnes. Plus important encore, cela a fonctionné.

Au cours de sa vie, Babbage a été accusé de s'intéresser davantage à la théorie et à la pointe de l'innovation qu'à la production des tables que le gouvernement lui payait pour créer. Ce n'était pas exactement injuste, car au moment où le financement du moteur de la différence s'était évaporé, Babbage avait proposé une nouvelle idée: le moteur analytique. C'était une étape énorme au-delà du moteur de différence: c'était un appareil à usage général qui pouvait calculer de nombreux problèmes différents. Il devait être numérique, automatique, mécanique et contrôlé par des programmes variables. En bref, cela résoudrait tous les calculs que vous souhaitiez. Ce serait le premier ordinateur.

Le moteur analytique comportait quatre parties:

• Un moulin, qui était la section qui faisait les calculs (essentiellement le CPU)
• Le magasin, où les informations ont été enregistrées (essentiellement la mémoire)
• Le lecteur, qui permettrait de saisir des données à l'aide de cartes perforées (essentiellement le clavier)
• L'imprimante

Les cartes perforées ont été modelées sur celles développées pour Métier Jacquard et donnerait à la machine une plus grande flexibilité que tout ce qui a été inventé pour faire des calculs. Babbage avait de grandes ambitions pour l'appareil, et le magasin devait contenir 1 050 chiffres. Il aurait une capacité intégrée de peser les données et de traiter les instructions hors service si nécessaire. Il serait à vapeur, en laiton et nécessiterait un opérateur / chauffeur qualifié.

Babbage a été aidé par Ada Lovelace (1815-1852), fille du poète britannique Lord Byron et l'une des rares femmes de l'époque à avoir une formation en mathématiques. Babbage admirait beaucoup sa traduction publiée d'un article français sur le travail de Babbage, qui comprenait ses notes volumineuses.

Le moteur dépassait ce que Babbage pouvait se permettre et peut-être ce que la technologie pouvait alors produire, mais le gouvernement était devenu exaspéré par Babbage et le financement n'était pas disponible. Babbage a continué à travailler sur le projet jusqu'à sa mort en 1871, selon de nombreux témoignages, un homme aigri qui estimait que davantage de fonds publics devraient être orientés vers l'avancement de la science. Il n'était peut-être pas terminé, mais le moteur analytique était une percée dans l'imagination, sinon la praticité. Les moteurs de Babbage ont été oubliés et les supporters ont dû lutter pour le garder bien considéré; certains membres de la presse ont trouvé plus facile de se moquer. Lorsque les ordinateurs ont été inventés au XXe siècle, les inventeurs n’ont pas utilisé les plans ou les idées de Babbage, et ce n’est que dans les années 70 que son travail a été pleinement compris.

Cela a pris plus d'un siècle, mais les ordinateurs modernes ont dépassé la puissance du moteur analytique. Maintenant, les experts ont créé un programme qui reproduit le capacités du moteur, afin que vous puissiez essayez-le vous-même.

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