TPE - La Machine à Calculer

Quels ont été les différents moyens mis en oeuvre par l'Homme à travers l'Histoire pour effectuer des calculs de plus en plus complexes ?
 
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 Les Machines de Babbage

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MessageSujet: Les Machines de Babbage   Dim 1 Mar - 16:21

Les Machines de Babbage


    - En 1821, Charles Babbage, mathématicien et logicien anglais, avait essayé de construire une machine dite différentielle, permettant de calculer des polynômes, mais avait renoncé, faute de moyens financiers. Elle reposait sur le principe des équations différentielles, c'est-à-dire une relation entre une fonction inconnue et ses dérivées de degrés différents, comme par exemple : f’ = a * f + b (avec a et b des Réels, f la fonction et f’ sa dérivée).




    - Puis vers 1830, Babbage énonça le premier les principes logiques de l’ordinateur. Il conçut, sur la demande du gouvernement britannique, une machine infaillible permettant d’effectuer des calculs mais ne put la réaliser tant sa complexité était grande pour l’époque ! Il dut en effet la concevoir à l’aide d' engrenages, etc.




Cette machine, un calculateur dit « analytique », utilisait des cartes perforées à la manière du Métier-Jacquard et fonctionnait à la vapeur. Elle aurait occupé la place d’une locomotive. De manière simple, on peut la décomposer en quatre organes :

- les cartes perforées : l’équivalent des programmes, bien que rudimentaires…
- le moulin : l’effecteur des calculs, soit de nos jours le processeur de nos ordinateurs…
- le magasin : la partie permettant d’enregistrer les chiffres et calculs, soit la mémoire informatique…
- un dispositif d’impression permettant de visualiser les calculs

Ici, Babbage ne veut pas d’échec. Il s’adjoint l’aide d'Ada Lovelace, la fille du poète Lord Byron, qui l’aide à « écrire » ses cartes perforées, et créée le premier langage compréhensible par la machine et par l’homme. Elle comprend que cette machine ne pourrait être que sous les ordres d’un humain la commandant et la comprenant, et non pas autonomes comme un robot: « La machine analytique n'a nullement la prétention de créer quelque chose par elle-même. Elle peut exécuter tout ce que nous saurons lui ordonner d’exécuter. Son rôle est de nous aider à effectuer ce que nous savons déjà dominer. »
Pour l’anecdote, un des premiers langages informatiques fut nommé ADA en hommage à celle que l’on considère comme la première programmeuse de l’Histoire.

La machine analytique de Charles Babbage utilisait, comme son nom l’indique, l’analyse mathématique, une branche des mathématiques étudiant les nombres réels et complexes. L’analyse permet de retrouver la variation totale d’une fonction sur un intervalle.
[ L’analyse utilise :le calcul infinitésimal (développé par Newton, Leibniz et Seki Kowa, il étudie les fonctions, les suites, les limites, les séries), la dérivation, la continuité (le déplacement géométrique d’un point pour s’approcher le plus possible d’un même point) et l’intégration (une opération sur des fonctions). Ces « outils » furent par la suite à la base de l’informatique. ]

    Malheureusement, sa machine ne fonctionnant pas, Babbage et le gouvernement perdirent foi dans ce projet, qui était un gouffre financier. La santé de l’inventeur déclina, et il mourut en 1871, laissant son projet inachevé.


En 1985, le Science Museum de Londres amorça la construction de la machine différentielle de Babbage. Le projet mit dix-sept ans à aboutir. La mécanique que Babbage avait conçue était si complexe et si fine que les artisans la réalisant se heurtèrent à d’innombrables problèmes. Aujourd’hui, 188 ans après sa conception, la machine différentielle fonctionne. Un autre modèle a même été construit par un riche collectionneur.


Une vidéo montrant la machine différentielle contemporaine en action:

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