L’ère de l’information a commencé avec la prise de conscience que les machines pouvaient émuler la puissance des esprits.
Sommaire
Résumé rapide de l’ère informatique
- Les premiers « ordinateurs » étaient des personnes, des individus et des équipes qui calculaient péniblement des sommes à la main pour remplir des tableaux d’artillerie.
- Inspiré par le travail d’une équipe de calculateurs dans la France révolutionnaire, Charles Babbage, un mathématicien britannique, a créé le premier dispositif mécanique capable d’organiser les calculs.
- Les premiers ordinateurs modernes sont apparus dans les années 1950, lorsque des chercheurs ont créé des machines capables d’utiliser le résultat de leurs calculs pour modifier leurs instructions de fonctionnement.
Dans l’histoire classique, l’évolution de l’ordinateur a été rapide et courte. Elle commence avec les machines géantes entreposées dans les laboratoires de l’époque de la Seconde Guerre mondiale. Les micropuces les réduisent sur les ordinateurs de bureau, la loi de Moore prédit leur puissance et Microsoft tire profit des logiciels. Finalement, de petits appareils peu coûteux apparaissent, capables de négocier des actions et de diffuser des vidéos dans le monde entier. De nombreuses sociétés comme informatique annecy se mettent à exploite, vendre et réparer des ordinateurs. C’est une façon d’aborder l’histoire de l’informatique : l’histoire de l’électronique à semi-conducteurs au cours des 60 dernières années.
Mais l’informatique existait bien avant le transistor. Les astronomes de l’Antiquité ont mis au point des moyens de prédire le mouvement des corps célestes. Les Grecs en ont déduit la forme et la taille de la Terre. Les impôts ont été additionnés, les distances cartographiées. Mais l’informatique a toujours été une activité humaine. C’était de l’arithmétique, une compétence comme la lecture ou l’écriture qui aidait une personne à donner un sens au monde.
L’ère de l’informatique est née de l’abandon de cette limitation. Les machines à additionner et les caisses enregistreuses sont arrivées en premier, mais la quête d’organisation des calculs mathématiques à l’aide de ce que nous appelons aujourd’hui des « programmes » a été tout aussi importante. L’idée d’un programme est apparue dans les années 1830, un siècle avant ce que nous considérons traditionnellement comme la naissance de l’ordinateur. Plus tard, les ordinateurs électroniques modernes issus de la Seconde Guerre mondiale ont donné naissance à la notion d’ordinateur universel, une machine capable de traiter n’importe quel type d’information, y compris la manipulation de ses propres programmes. Ce sont ces ordinateurs qui alimentent notre monde actuel. Pourtant, alors même que la technologie informatique a atteint un niveau de maturité tel qu’elle est omniprésente et apparemment sans limites, les chercheurs tentent d’utiliser les nouvelles connaissances issues de l’esprit, des systèmes biologiques et de la physique quantique pour construire des types de machines entièrement nouveaux.
Le « Difference Engine »
En 1790, peu après le début de la Révolution française, le gouvernement a décidé que la république avait besoin d’un nouveau jeu de cartes pour établir un système équitable d’imposition des biens immobiliers et a ordonné le passage de l’ancien système impérial de mesures au nouveau système métrique. Pour faciliter toutes ces conversions, le bureau d’arpentage de l’ordonnance française a commencé à calculer une collection exhaustive de tables mathématiques.
Au XVIIIe siècle, cependant, les calculs sont effectués à la main. Un atelier de 60 à 80 ordinateurs humains ajoutait et soustrayait des sommes pour remplir ligne après ligne les tables du projet des Tables du Cadastre. Il s’agit d’un travail fastidieux, qui n’exige pas de compétences particulières au-delà des notions de base de calcul et d’alphabétisation.
Il a fallu environ dix ans pour achever le projet, mais à ce moment-là, la république déchirée par la guerre ne disposait pas des fonds nécessaires pour publier l’ouvrage. Le manuscrit a langui à l’Académie des sciences pendant des décennies. Puis, en 1819, un jeune scientifique britannique prometteur nommé Charles Babbage l’a vu lors d’une visite à Paris. Babbage avait 28 ans à l’époque ; trois ans plus tôt, il avait été élu à la Royal Society, l’organisation scientifique la plus importante de Grande-Bretagne. Il connaissait également très bien le monde des ordinateurs humains. A plusieurs reprises, il a personnellement supervisé la construction de tables astronomiques et actuarielles.
À son retour en Angleterre, Babbage a décidé de reproduire le projet français non pas avec des ordinateurs humains mais avec des machines. L’Angleterre de l’époque était dans les affres de la révolution industrielle. Les travaux qui avaient été effectués par le travail humain ou animal tombaient sous l’efficacité de la machine. Babbage a vu la puissance de ce monde de vapeur et de muscles, de pièces interchangeables et de mécanisation, et a réalisé qu’il pouvait remplacer non seulement les muscles mais aussi le travail des esprits.
Il a proposé la construction de sa machine à calculer en 1822 et a obtenu un financement du gouvernement en 1824. Pendant la décennie suivante, il s’est immergé dans le monde de la fabrication, à la recherche des meilleures technologies pour construire son moteur.
En 1833, Charles Babbage a célébré son annus mirabilis. Cette année-là, il a non seulement produit un modèle fonctionnel de sa machine à calculer (qu’il a appelé le « Difference Engine »), mais il a également publié son classique « Economy of Machinery » and Manufactures », établissant sa réputation de premier économiste industriel au monde. Il organisait des soirées le samedi soir dans sa maison de Devonshire Street à Londres, auxquelles assistait le gratin de la société. Lors de ces réunions, la maquette de la machine à différences était exposée comme un sujet de conversation.
Un an plus tard, Babbage a abandonné le « Difference Engine » pour une vision beaucoup plus grande qu’il a appelé le « Analytical Engine ». Alors que la « Difference Engine » avait été limitée à la seule tâche de fabrication de tables, le « Analytical Engine » serait capable de résoudre n’importe quel calcul mathématique. À l’instar d’un ordinateur moderne, elle serait dotée d’un processeur qui effectuerait des opérations arithmétiques, d’une mémoire qui contiendrait les nombres et de la capacité de modifier sa fonction par l’intermédiaire d’entrées utilisateur, dans ce cas par des cartes perforées. En bref, il s’agissait d’un ordinateur conçu selon la technologie victorienne.
La décision de Babbage d’abandonner le « Difference Engine » pour l' »Analytical Engine » n’a cependant pas été bien accueillie, et le gouvernement a refusé de lui fournir des fonds supplémentaires. Sans se décourager, il a produit des milliers de pages de notes détaillées et de dessins de machines dans l’espoir que le gouvernement financerait un jour la construction. Ce n’est que dans les années 1970, à l’ère de l’informatique, que les chercheurs modernes ont étudié ces documents pour la première fois. Le moteur analytique était, comme l’a fait remarquer l’un de ces chercheurs, presque comme un ordinateur moderne conçu sur une autre planète.
L’âge sombre de l’informatique
La vision de Babbage, en substance, était l’informatique numérique. Comme les appareils d’aujourd’hui, ces machines manipulent des nombres (ou chiffres) selon un ensemble d’instructions et produisent un résultat numérique précis.
Pourtant, après l’échec de Babbage, le calcul est entré dans ce que le mathématicien anglais L. J. Comrie a appelé l’âge sombre du calcul numérique, une période qui a duré jusqu’à la Seconde Guerre mondiale. Pendant cette période, le calcul était principalement effectué avec des ordinateurs dits analogiques, des machines qui modélisent un système à l’aide d’un analogue mécanique. Supposons, par exemple, qu’un astronome veuille prédire le moment d’un événement tel qu’une éclipse solaire. Pour y parvenir numériquement, elle résoudrait numériquement les lois du mouvement de Kepler. Elle pourrait également créer un ordinateur analogique, un modèle de système solaire fait d’engrenages et de leviers (ou un simple circuit électronique) qui lui permettrait de « prédire » le temps dans le futur.
Avant la Seconde Guerre mondiale, l’instrument pratique de calcul analogique le plus sophistiqué était l’analyseur différentiel, mis au point par Vannevar Bush au Massachusetts « Institute of Technology » en 1929. À cette époque, les États-Unis investissaient massivement dans l’électrification rurale et Bush étudiait la transmission électrique. De tels problèmes pouvaient être codés en équations différentielles ordinaires, mais leur résolution prenait beaucoup de temps. L’analyseur différentiel permettait une solution approximative sans aucun traitement numérique. La machine était physiquement assez grande (elle remplissait un laboratoire de bonne taille) et était une sorte de construction « Rube Goldberg » d’engrenages et d’arbres rotatifs. Pour programmer la machine, les techniciens reliaient les différentes sous-unités de l’appareil à l’aide de tournevis, de clés et de marteaux en plomb. Bien que laborieux à mettre en place, une fois terminé, l’appareil pouvait résoudre en quelques minutes des équations qui auraient pris plusieurs jours à la main. Une douzaine de copies de la machine ont été construites aux États-Unis et en Angleterre.
L’une de ces copies a été envoyée à l’Aberdeen Proving Ground de l’armée américaine dans le Maryland, l’installation chargée de préparer les armes de campagne pour leur déploiement. Pour viser une cible de portée connue, les soldats devaient régler les angles verticaux et horizontaux du canon de façon à ce que l’obus tiré suive la trajectoire parabolique souhaitée, c’est-à-dire qu’il s’élève vers le ciel avant de tomber sur la cible. Ils choisissaient les angles dans un tableau de tir qui contenait de nombreuses entrées pour différentes distances de cible et conditions géographiques.
Chaque entrée du tableau de tir nécessitait l’intégration d’une équation différentielle ordinaire. Il fallait deux à trois jours à une équipe de 200 ordinateurs sur place pour effectuer chaque calcul à la main. L’analyseur différentiel, en revanche, n’aurait besoin que de 20 minutes environ.
L’évolution de l’ordinateur et du monde informatique
La diffusion de l’ordinateur dans la société, qui a duré 60 ans, est une longue. L’évolution la plus remarquable est sans doute le fait que l’ordinateur, conçu à l’origine pour les calculs mathématiques, s’est avéré, avec le bon logiciel, infiniment adaptable à différentes utilisations, du traitement des données commerciales à l’informatique personnelle en passant par la construction d’un réseau d’information mondial.
On peut considérer que le développement de l’informatique s’est fait selon trois vecteurs : matériel, logiciel et architecture. Les améliorations apportées au matériel au cours des 50 dernières années sont légendaires. Les tubes électroniques encombrants ont cédé la place, à la fin des années 1950, à des transistors discrets, c’est-à-dire des transistors individuels soudés en place. Au milieu des années 60, les microcircuits ont relié plusieurs transistors, puis des centaines de transistors, puis des milliers de transistors sur une puce en silicium. Le microprocesseur, mis au point au début des années 1970, contenait une unité de traitement informatique complète sur une puce. Le microprocesseur a donné naissance au PC et contrôle maintenant des dispositifs allant des systèmes d’arrosage aux missiles balistiques.
En revanche, l’architecture des ordinateurs, c’est-à-dire l’agencement logique des sous-systèmes qui composent un ordinateur, a à peine évolué. Presque toutes les machines utilisées aujourd’hui partagent leur architecture de base avec l’ordinateur à programme enregistré de 1945. La situation est comparable à celle de l’automobile à essence, les années ont vu de nombreux raffinements techniques et améliorations de l’efficacité dans les deux cas, mais la conception de base est largement la même. Et bien qu’il soit certainement possible de concevoir un appareil radicalement meilleur, les deux ont atteint ce que les historiens de la technologie appellent la « fermeture ». Les investissements réalisés au fil des décennies ont produit des gains tellement excellents que personne n’a eu de raison impérieuse d’investir dans une alternative.
Pourtant, il existe de multiples possibilités d’évolution radicale. Par exemple, dans les années 1980, l’intérêt s’est porté sur les machines dites massivement parallèles, qui contenaient des milliers d’éléments de calcul fonctionnant simultanément, conçues pour des tâches de calcul intensif telles que les prévisions météorologiques et la recherche sur les armes atomiques. Les informaticiens se sont également inspirés du cerveau humain. Nous savons maintenant que le cerveau n’est pas un ordinateur polyvalent constitué de matière grise. Il contient plutôt des centres de traitement spécialisés pour différentes tâches, comme la reconnaissance des visages ou la compréhension de la parole. Les scientifiques exploitent ces idées dans les réseaux neuronau » pour des applications telles que l’identification des plaques d’immatriculation des véhicules et la reconnaissance de l’iris. Ils pourraient constituer la prochaine étape d’un processus vieux de plusieurs siècles : l’intégration des pouvoirs de l’esprit dans les entrailles d’une machine.
