Charles Babbage : Concepteur du premier ordinateur avant même l’ère électrique.

Publié le 9 Nov, 2023
Charles Babbage - Concepteur du premier ordinateur avant même l’ère électrique.

Charles Babbage : ce nom est synonyme de genèse de la technologie moderne. Ce mathématicien anglais, né le 26 décembre 1791 à Londres dans une famille aisée, est connu pour son incroyable apport à l’univers de la technologie, notamment grâce à ses conceptions qui ont préfiguré les ordinateurs que nous utilisons aujourd’hui.

Issu d’un père banquier, Babbage a fait ses études à l’Université de Cambridge, une institution prestigieuse qui l’a accueilli plus tard en tant que professeur de 1828 à 1839. Une place d’honneur qui n’a pas freiné son esprit inventif et audacieux. Durant ses années de recherche, Babbage s’est retrouvé confronté à un problème majeur. Il était exaspéré par les nombreuses incohérences qu’il rencontrait dans les tables mathématiques de l’époque, comme les tables astronomiques et nautiques. Plutôt que de se résigner, il a cherché une solution pour effectuer des calculs de manière mécanique. Le fruit de cette quête a donné naissance à son premier « moteur à différences » en 1821, une machine d’une ingéniosité impressionnante où les nombres étaient représentés par la rotation de diverses roues. Fondé sur la méthode des différences finies, il permettait de simplifier les multiplications en les transformant en additions.

Malheureusement, après dix ans d’efforts consacrés à la construction d’une machine complexe de 25 000 pièces, Babbage a dû abandonner son ambitieux projet. Il n’en demeure pas moins que sa détermination n’a pas flanché. En 1827, il dessine une version simplifiée de sa machine et présente les plans au gouvernement britannique. Malgré le manque d’intérêt de ce dernier, sa machine sera finalement construite en 1991, pour le bicentenaire de sa naissance, et est aujourd’hui exposée au musée des Sciences à Londres.

Toutefois, Babbage ne s’est pas arrêté là. Entre 1834 et 1836, il a imaginé un « moteur analytique » dont le principe préfigurait celui des ordinateurs modernes. Les instructions étaient transmises à la machine par le biais de cartes perforées et les nombres pouvaient être stockés dans un élément faisant office de mémoire. Malgré le refus du gouvernement de financer ce projet, le soutien enthousiaste de la comtesse Ada de Lovelace, une autre figure marquante de l’histoire de l’informatique, a permis à une entreprise suédoise de réaliser un calculateur selon ces plans en 1855.

En parallèle de ses travaux sur la computation, Babbage a exercé une influence majeure sur la science britannique. Il a fondé la Royal Astronomical Society en 1820 et la Statistical Society en 1834. Il a publié de nombreux articles en mathématiques, en statistiques, mais aussi en physique et en géologie. Il a également joué un rôle déterminant dans l’établissement du système postal moderne en Angleterre et a également inventé un compteur de vitesse et un système de prévention des accidents pour les locomotives. Observateur avisé de la société industrielle, il a publié ses « Réflexions sur le déclin de la science anglaise » en 1830 et un essai sur « L’Économie des machines et des manufactures » en 1835. Dans ce dernier, il soulignait l’importance d’une approche scientifique de l’économie. Activiste engagé, il a mené une campagne contre les nuisances sonores urbaines, aboutissant à une loi restreignant les droits des musiciens des rues.

Charles Babbage est décédé le 18 octobre 1871 à Londres, laissant derrière lui un héritage incroyable dans le monde de la technologie et de la science, un héritage qui continue d’influencer notre monde moderne.

La machine à calculer de Charles Babbage, connue sous le nom de « moteur à différences » et plus tard, le « moteur analytique », a certaines caractéristiques remarquables qui la distinguent en tant que précurseur de l’ordinateur moderne. Voici quelques-unes de ces caractéristiques :

1. Moteur à différences : Le moteur à différences de Babbage a été conçu pour calculer des valeurs de polynômes en utilisant une méthode appelée la méthode des différences finies. Cette méthode permettait de simplifier les calculs en remplaçant les multiplications et les divisions par des opérations d’addition.

2. Représentation des nombres : Dans le moteur à différences, les nombres étaient représentés par la rotation de diverses roues. Ceci est analogue à la manière dont les nombres sont représentés en binaire dans les ordinateurs modernes.

3. Moteur analytique : Le moteur analytique de Babbage, conçu plus tard, ressemblait plus étroitement à un ordinateur moderne. Il avait la capacité de suivre des instructions de base, données par des cartes perforées, un système inspiré par les métiers à tisser Jacquard de l’époque.

4. Stockage : Le moteur analytique avait une forme de mémoire où il pouvait stocker les nombres pour une utilisation ultérieure. C’était une caractéristique très en avance sur son temps, car elle est essentielle à tout ordinateur moderne.

5. Calcul séquentiel : Les machines de Babbage étaient également capables d’exécuter des opérations en séquence, une autre caractéristique essentielle des ordinateurs modernes.

6. Construction mécanique : Les machines de Babbage étaient entièrement mécaniques, construites à partir de milliers de pièces en métal. Elles étaient actionnées manuellement plutôt qu’électriquement.

L’idée révolutionnaire de Charles Babbage de la programmabilité était bien en avance sur son temps et s’est avérée être l’une des contributions les plus importantes à l’ère de l’informatique. Le concept de programmabilité renvoie à la capacité d’une machine à changer de comportement en fonction d’un ensemble d’instructions ou d’un « programme ». Dans le contexte de l’oeuvre de Babbage, ces instructions étaient fournies par des cartes perforées qui étaient lues par la machine.

C’est le Moteur Analytique de Babbage qui a introduit cette idée remarquable de programmabilité. Ce dispositif mécanique était conçu pour exécuter des séquences d’instructions codées sur les cartes perforées. Ces instructions étaient modifiables, ce qui signifie que le moteur pouvait être reprogrammé pour effectuer différentes tâches sans nécessiter des changements physiques dans la machine elle-même. C’était une idée profondément novatrice pour l’époque, où les machines étaient généralement conçues pour exécuter une seule tâche ou une série fixe de tâches. Cette notion de programmabilité est fondamentalement la même que celle que l’on retrouve dans les ordinateurs modernes, où un programme informatique (un ensemble d’instructions codées) dicte le comportement de la machine. Les ordinateurs contemporains fonctionnent selon des principes similaires, bien que les programmes soient stockés sous forme électronique plutôt que sur des cartes perforées.

Le génie de Babbage réside en grande partie dans sa vision du potentiel des machines programmables. Il a compris que l’automatisation des calculs pourrait non seulement accélérer les opérations, mais aussi les rendre plus précises et fiables. Par-dessus tout, il a vu que la clé de ces avancées était la capacité de contrôler le comportement de la machine par le biais d’une série d’instructions – une réalisation qui est au cœur de l’informatique moderne.

Le concept de stockage de données, introduit par Charles Babbage dans son moteur analytique, a également ouvert la voie à la notion contemporaine de mémoire informatique. Le stockage de données se réfère à la capacité d’une machine à conserver de l’information pour une utilisation future. Cette information, dans le contexte de la machine de Babbage, était essentiellement constituée de nombres qui pouvaient être réutilisés pour des opérations ultérieures.

Dans le Moteur Analytique de Babbage, cette information était stockée dans un composant qu’il appelait « la mémoire ». Bien que ce soit une analogie, la « mémoire » de Babbage partageait des principes de fonctionnement similaires avec la mémoire de nos ordinateurs modernes. Elle était destinée à retenir des données intermédiaires qui pourraient être réutilisées ultérieurement, un concept fondamental dans la conception des ordinateurs. Cette capacité à stocker et à récupérer des informations est au cœur de tous les systèmes informatiques modernes. En fait, la distinction entre la mémoire temporaire (RAM) et le stockage à long terme (disques durs ou SSD) dans les ordinateurs modernes est une évolution directe de l’idée de Babbage. Par ailleurs, cette caractéristique est essentielle à l’efficacité des ordinateurs, car elle permet de réduire les calculs redondants et d’effectuer des tâches complexes qui nécessitent le rappel d’informations précédemment calculées ou stockées.

La contribution de Babbage à la notion de stockage de données est donc une avancée majeure. Elle a permis de poser les fondations de l’architecture des systèmes informatiques modernes. En dépit des différences technologiques évidentes entre la mémoire mécanique de Babbage et la mémoire numérique moderne, le principe de base de conserver des informations pour une utilisation future reste inchangé. Par conséquent, le concept de stockage de données de Babbage peut être considéré comme une contribution fondamentale à l’évolution de l’informatique.

Charles Babbage a conçu ses machines, le moteur à différences et le moteur analytique, durant une période où l’électricité n’était pas encore largement utilisée pour alimenter des machines ou des dispositifs complexes. Il a conçu ses machines pour être entièrement mécaniques, fonctionnant grâce à un système de leviers, de cames et de roues d’engrenage.

La découverte et l’utilisation de l’électricité dans les machines et les dispositifs sont survenues après la vie de Babbage. À l’époque de Babbage, l’électricité était principalement un sujet de recherche dans le domaine de la physique, et sa première utilisation pratique majeure, le télégraphe électrique, n’a été développée qu’au milieu du XIXe siècle. Il est important de noter que malgré l’absence d’électricité dans les conceptions de Babbage, les principes de base de la conception de ses machines, tels que le stockage et le traitement des données, la programmabilité et le séquençage des instructions, sont toujours présents dans les ordinateurs modernes. La principale différence est que ces principes sont maintenant mis en œuvre avec des circuits électroniques plutôt qu’avec des engrenages mécaniques.

Babbage aura été l’ incarnation du principe selon lequel une vision géniale peut transcender les limites techniques de son temps.

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