Informatique - Partie 2
Histoire
Avant le XXe siècle
Des appareils sont utilisés pour faciliter le calcul depuis des millénaires, principalement grâce à la correspondance biunivoque des doigts. Le premier appareil de comptage était probablement une sorte de bâton de comptage. Plus tard, les outils de tenue de registres utilisés dans tout le Croissant Fertile comprenaient des calculs (sphères d'argile, cônes, etc.) qui représentaient le comptage d'objets, probablement du bétail ou des céréales, scellés dans des récipients creux en argile crue. L'utilisation de réglettes en est un exemple.
Le boulier était initialement utilisé pour les tâches arithmétiques. Le boulier romain a été développé à partir d'appareils utilisés à Babylone dès 2400 av. J.-C. Depuis, de nombreuses autres formes de tables de calcul ont été inventées. Dans une maison de comptage médiévale européenne, un tissu à carreaux était placé sur une table et des marqueurs y étaient déplacés selon certaines règles, pour faciliter le calcul des sommes d'argent.
Le mécanisme d'Anticythère est considéré comme le plus ancien ordinateur analogique mécanique connu, selon Derek J. de Solla Price. Il a été conçu pour calculer les positions astronomiques. Découvert en 1901 dans l'épave de l'Anticythère, au large de l'île grecque d'Anticythère, entre Cythère et la Crète, il a été daté d'environ 100 av. J.-C. Des dispositifs d'une complexité comparable à celle du mécanisme d'Anticythère ne réapparaîtront qu'au XIVe siècle.
De nombreux instruments mécaniques de calcul et de mesure ont été construits à des fins astronomiques et de navigation. Le planisphère était une carte du ciel inventée par Abū Rayhān al-Bīrūnī au début du XIe siècle. L'astrolabe a été inventé dans le monde hellénistique au Ier ou au IIe siècle av. J.-C. et est souvent attribué à Hipparque. Combinaison du planisphère et de la dioptre, l'astrolabe était en réalité un ordinateur analogique capable de résoudre différents types de problèmes d'astronomie sphérique. Un astrolabe intégrant un calendrier mécanique et des roues dentées fut inventé par Abi Bakr d'Ispahan, en Perse, en 1235. Abū Rayhān al-Bīrūnī inventa le premier astrolabe à calendrier luni-solaire mécanique à engrenages, une ancienne machine de traitement de l'information à fil fixe, dotée d'un train d'engrenages et de roues dentées, vers 1000 apr. J.-C.
Le secteur, instrument de calcul utilisé pour résoudre des problèmes de proportion, de trigonométrie, de multiplication et de division, ainsi que pour diverses fonctions, telles que les carrés et les racines cubiques, fut développé à la fin du XVIe siècle et trouva des applications dans l'artillerie, la topographie et la navigation.
La règle à calcul a été inventée vers 1620-1630 par l'ecclésiastique anglais William Oughtred, peu après la publication du concept de logarithme. Il s'agit d'un ordinateur analogique manuel permettant d'effectuer des multiplications et des divisions. Au fur et à mesure de son développement, des échelles supplémentaires ont permis d'obtenir des réciproques, des carrés et des racines carrées, des cubes et des racines cubiques, ainsi que des fonctions transcendantes telles que les logarithmes et les exponentielles, la trigonométrie circulaire et hyperbolique, entre autres fonctions. Les règles à calcul dotées d'échelles spéciales sont encore utilisées pour effectuer rapidement des calculs courants, comme la règle à calcul circulaire E6B utilisée pour les calculs de temps et de distance sur les avions légers.
Dans les années 1770, Pierre Jaquet-Droz, un horloger suisse, a construit une poupée mécanique capable d'écrire à la plume d'oie. En inversant le nombre et l'ordre de ses roues internes, différentes lettres, et donc différents messages, pouvaient être produits. En effet, elle pouvait être « programmée » mécaniquement pour lire des instructions. Avec deux autres machines complexes, la poupée est conservée au Musée d'Art et d'Histoire de Neuchâtel, en Suisse, et fonctionne toujours.
Entre 1831 et 1835, le mathématicien et ingénieur Giovanni Plana a conçu une machine à calendrier perpétuel qui, grâce à un système de poulies et de cylindres, permettait de prédire le calendrier perpétuel pour chaque année de 0 à 4000 apr. J.-C., en tenant compte des années bissextiles et des variations de la durée du jour. La machine à prédire les marées, inventée par le scientifique écossais Sir William Thomson en 1872, s'est avérée très utile pour la navigation en eaux peu profondes. Elle utilisait un système de poulies et de câbles pour calculer automatiquement les niveaux de marée prévus pour une période donnée à un endroit précis.
L'analyseur différentiel, un ordinateur analogique mécanique conçu pour résoudre des équations différentielles par intégration, utilisait des mécanismes à roue et à disque pour effectuer l'intégration. En 1876, Sir William Thomson avait déjà évoqué la possibilité de construire de telles calculatrices, mais il avait été freiné par le couple de sortie limité des intégrateurs à billes et à disques. Dans un analyseur différentiel, la sortie d'un intégrateur alimentait l'entrée de l'intégrateur suivant, ou une sortie graphique. L'amplificateur de couple constituait l'avancée technologique qui permit le fonctionnement de ces machines. À partir des années 1920, Vannevar Bush et d'autres développèrent des analyseurs différentiels mécaniques.
Dans les années 1890, l'ingénieur espagnol Leonardo Torres Quevedo commença à développer une série de machines analogiques avancées capables de résoudre les racines réelles et complexes de polynômes, publiées en 1901 par l'Académie des sciences de Paris.
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