avril 20, 2016

Les ordinateurs à tubes

Triode DeForest

Triode DeForest

Le 19ème siècle a vu accroître la recherche avec des tubes sous vide, comme le Geissler et tubes de Crookes. Plusieurs scientifiques célèbres ont expérimenté avec ces tubes incluant Thomas Edison, Eugen Goldstein, Nikola Tesla, et Johann Wilhelm Hittorf. À l’exception des ampoules au début, ces tubes furent utilisés uniquement pour la recherche scientifique. Le travail préparatoire effectué par ces scientifiques et inventeurs, cependant, était essentielle pour le développement de la technologie des tubes à vide qui suivi.

En 1884, Thomas Edison identifia le phénomène connu comme l’effet Edison: la propriété de rectification d’un signal. Mais Edison ne comprenant pas comment l’utiliser. Il fallut pour cela attendre les travaux de John Ambrose Fleming au début du 20e siècle, qui a utilisé le tube pour détecter des signaux radio (démoduler). En 1906, l’Audion » de Lee De Forest a également été conçu comme un détecteur d’ondes radio, et mena à l’élaboration du tube triode. Le triode fut essentiellement le premier amplificateur électronique, conduisant à de grandes améliorations dans la téléphonie (comme la première ligne téléphonique côte-à-côte des États-Unis) et révolutionna la technologie utilisée dans les émetteurs et récepteurs radio. La révolution des technologies de l’information débuta avec l’invention du tube triode par Lee De Forest.

Harvard Mark 1

Un premier succès de la mise en œuvre des besoins militaires en matière de calcul automatique fut le Harvard Mark I qui fut construit en 1944, en partenariat par l’université de Harvard et IBM en 1944. Ce fut le premier ordinateur numérique programmable créé aux États-Unis. Mais ce n’était pas un ordinateur purement électronique. En revanche, le Mark I a été construit à partir de commutateurs, de relais, d’arbres rotatifs et d’embrayages. La machine pesait 5 tonnes, constituées de 500 miles de fil de fer. Elle mesurait de 8 pieds de haut et 51 pieds de long. Le Mark I fonctionna sans interruption durant 15 ans.

En 1946, John Mauchly et Eckert Jean Presper développèrent l’ENIAC I (Electrical Numerical Integrator And Calculator) pour le calcul de tables de tir d’artillerie. Le Laboratoire de recherche en balistique, ou BRL, la branche de L’armée responsable des tables, entendirent parler des recherches de John Mauchly à l’école d’ingiénirie Moore de l’Université de Pennsylvanie. John Mauchly avait déjà créé plusieurs machines à calculer, dont certaines avec de petits moteurs électriques. Il avait commencé en 1942 la conception d’une machine basée sur les travaux de John Atanasoff qui utilisent des tubes à vide pour accélérer les calculs. Le 31 mai 1943, la construction du nouvel ordinateur a commencé, John Mauchly était le conseiller en chef et John Eckert Presper était l’ingénieur en chef. Eckert était un étudiant de troisième cycle à la Moore School où il a rencontré John Mauchly en 1943. Il a fallu à l’équipe environ un an pour concevoir l’ENIAC et 18 mois et 500000$ pour le construire. À cette époque, la guerre était finie. L’ENIAC fut mis au travail afin de réaliser des calculs pour la conception d’une bombe à hydrogène, les prévisions météorologiques, les rayons cosmiques, l’allumage thermique, nombres aléatoires et des études en soufflerie.

L’ordinateur Zuse Z4 au Deutsches Museum (Munich, Allemagne)

En 1965, quand les travaux de l’ingénieur Allemand Konrad Zuse (1910-1995) furent traduits en anglais, le monde apprit qu’il fut le premier à concevoir et construire un ordinateur complètement électronique. Il produit une série d’ordinateurs dès 1936, avec le Z1 qui fut assemblé dans le salon de la maison familiale. Suivis des Z2 (1940), Z3 (1941) et Z4 (1942), seul ce dernier survécu à la Seconde Guerre Mondiale, ayant été caché par Zuse en février 1945 dans les montagnes pour éviter qu’il ne tombe au main des Soviets. Il fut complété après le conflit. Le Z3 est considéré comme le premier calculateur automatique programmable par logiciel à usage multiple dans lequel on peut coder les machines de Turing (Turing-complet). En 1950, la Z4 était le seul ordinateur de travail numérique en Europe continentale, et le deuxième ordinateur numérique au monde à être vendus, devançant le Ferranti 1 de cinq mois et l’UNIVAC I de dix mois. Il fut devancé par le BINAC, bien que ce dernier n’a jamais fonctionné sur le site du client.

L’ordinateur Atanasoff-Berry

L’une des premières tentatives de construire un ordinateur entièrement électronique aux États-Unis eue lieu en 1937 par John Vincent Atanasoff (1903-1995), professeur de physique et de mathématiques à l’Iowa State University. En 1941, lui et un étudiant, Clifford Berry (1918-1963), construisirent une machine capable de résoudre 29 équations simultanées avec 29 inconnues. Cette machine fut la première à enregistrer des données comme une charge, de la même façon que les ordinateurs modernes enregistrent des données dans leur mémoire principale (DRAM ou Dynamic RAM). Il a également été le premier à utiliser l’arithmétique binaire. Cependant, la machine n’est pas programmable, il lui manquait un branchement conditionnel, sa conception était appropriée pour un seul type de problème mathématique et n’a pas été poursuivie après la Seconde Guerre mondiale. Ses inventeurs n’ont même pas pris la peine de préserver la machine et elle fut démantelé par ceux qui ont déménagé dans la pièce où elle reposait abandonnée. En 1973, dans une décision rendue suite à un procès opposant Honeywell et Rand Sperry sur une question de brevets, un juge du tribunal fédéral américain a nommé Atanasoff l’inventeur de l’ordinateur électronique.