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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 L'ordinateur

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MessageSujet: L'ordinateur   Sam 28 Fév - 17:49

L'ordinateur


Les mathématiques connurent une évolution remarquable jusqu’à la Seconde Guerre Mondiale et celle-ci permit de faire naître rapidement l’ordinateur électronique.

Frise chronologique décomposant l'histoire de l'ordinateur :



A-) En Allemagne, en 1938, Konrad ZUSE (1910-1995) construisit le 1er ordinateur programmable : le Z 3.

B-) En 1944, l’Américain Howard AIKEN (1900-1973) élabora le Mark I d’IBM, calculateur électromécanique (17 mètres de long et 2,50 mètres de haut).

C-) John MAUGHLY (1907-1980) et John ECKERT (1919-1995), sur des idées de John ATANASSOFF (1904-1985), mirent au point l’ENIAC, ordinateur à lampes, qui permit dès 1943 la mise au point de la bombe H (il occupait une place de 1500 m2 et fut terminé en 1946).

D-) F. WILLIAMS (né en 1911) produisit l’ordinateur Manchester Mark I , considéré comme le 1er ordinateur à mémoire, dès 1948.

E-) En 1959, John KILBY (Texas Instruments) et Robert NOYLE inventèrent les circuits intégrés.

F-) En 1960, IBM et Fred BROOKS conçurent une série d’ordinateurs de tailles variées (System 360).

G-) Ted HOFF (né en 1937) et Federico FAGGIN à leur tour conçurent le premier microprocesseur en 1971. C’est aussi en 1971 qu’apparut le premier micro-ordinateur.

H-) Les années 70 virent aussi naître les super-ordinateurs. Seymour CRAY (né en 1925) créa le CRAY-1 en mars 1976. Il pouvait exécuter 160 millions d’opérations par seconde.
En 1976 toujours, grâce à Steve WOZNIAK et Steve JOBS (Apple Computer) apparut le micro-ordinateur personnel.

I-) C'est en 1981 que l'on eut à subir les premiers virus informatiques (leur nom est dû à Leonard ADLEMAN). En 1981 encore, le premier ordinateur vraiment portable fut mis sur le marché.

J-) En 1987, l’US National Science Foundation démarra le NSFnet qui devait devenir une partie de l’Internet actuel.

Il est très difficile de nos jours de suivre l’évolution de l’ordinateur tellement les techniques modernes évoluent à grande vitesse. En effet, cette évolution suit la loi de MOORE : « On peut placer quatre fois plus de transistors sur une puce tous les trois ans ». On devrait ainsi avoir un milliard de transistors sur une puce aux alentours de 2010.

Le mot ordinateur fut introduit par IBM France en 1955. François Girard, alors responsable du service publicité de l'entreprise, eut l'idée de consulter son ancien professeur de lettres à Paris, Jacques Perret, afin de lui demander de proposer un mot caractérisant le mieux possible ce que l'on appelait vulgairement un calculateur (traduction littérale du mot anglais « computer »). Ce dernier proposa « ordinateur », un mot tombé en désuétude désignant anciennement un ordonnateur.

Utilisation de l'ordinateur :

Les ordinateurs furent d'abord utilisés pour le calcul (en nombres entiers d'abord, puis flottants).
On ne peut cependant les assimiler à de simples calculateurs : en effet, le résultat du traitement d'un ordinateur peut être non seulement une série de nombres, mais aussi un nouveau programme (utilisable par cet ordinateur ou par un autre).
Dans l'architecture de von Neumann, les données sont banalisées et peuvent être interprétées indifféremment comme des nombres, des instructions, des valeurs logiques ou tout symbole défini arbitrairement (lettre de l’alphabet, par exemple).
Le calcul représente une des applications possibles. Dans ce cas, les données sont traitées comme des nombres.
L’ordinateur est utilisé aussi pour ses possibilités d'organisation de l’information, entre autres sur des périphériques de stockage magnétique. On a calculé à la fin des années 1980 que sans les ordinateurs il faudrait toute la population française juste pour faire dans ce pays le seul travail des banques.

Cette capacité d’organiser les informations a généralisé l’usage du traitement de texte dans le grand public ;
la gestion des bases de données relationnelles permet également de retrouver et de consolider des informations réparties vues par l'utilisateur comme plusieurs tables indépendantes.

L’expérience a appris à distinguer dans un ordinateur deux aspects, dont le second avait été au départ sous-estimé :

- l’architecture physique, matérielle (alias hardware ou hard) ;

- l’architecture logicielle (alias software ou soft)


Éclaté d'un ordinateur :




L’architecture de von Neumann décomposait l’ordinateur en quatre parties distinctes :

1.) L’unité arithmétique et logique (UAL) ou unité de traitement : son rôle est d’effectuer les opérations de base, un peu comme le ferait une calculette.

2.) L’unité de contrôle. C’est l’équivalent des doigts qui actionneraient la calculette.

3.) La mémoire qui contient à la fois les données et le programme qui dira à l’unité de contrôle quels calculs faire sur ces données. La mémoire se divise entre mémoire volatile (programmes et données en cours de fonctionnement) et mémoire permanente (programmes et données de base de la machine).

4.) Les entrées-sorties : dispositifs qui permettent de communiquer avec le monde extérieur.

En général, les programmeurs utilisent un langage dit « de haut niveau » (langage écrit, compris par l’homme) qui est ensuite transformé en langage binaire par un programme dédié (interpréteur ou compilateur selon les besoins). Les programmes ainsi obtenus sont des programmes compilés compréhensibles par l'ordinateur dans son langage natif.

Le système d’exploitation est le programme central qui contient les programmes de base nécessaires au bon fonctionnement des applications de l’ordinateur.
Il alloue les ressources physiques de l’ordinateur (temps processeur, mémoire, etc.) aux différents programmes en cours d’exécution. Il fournit aussi des outils aux logiciels (comme les pilotes) afin de leur faciliter l’utilisation des différents périphériques sans avoir à en connaître les détails physiques.
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