Chapitre 1 — Repères historiques de l'informatique
I. Des machines à calculer aux machines programmables
Définition Une machine est dite programmable lorsqu'elle peut exécuter des suites d'instructions différentes sans être reconstruite : on change le programme, pas la machine. Cette idée met des siècles à émerger, à travers des machines d'abord purement mécaniques.
Alan Turing, dont la machine abstraite (1936) fonde la théorie du calcul.Public domain — via Wikimedia CommonsAda Lovelace, autrice du premier algorithme destiné à une machine (1843).Margaret Sarah Carpenter — Public domain — via Wikimedia Commons
Dès 1642, Blaise Pascal construit la Pascaline, une machine à roues dentées capable d'additionner et de soustraire des nombres entiers pour aider son père, receveur d'impôts. Vers 1673, Gottfried Wilhelm Leibniz perfectionné le principe pour réaliser aussi des multiplications. Ces machines restent figées : elles ne savent faire qu'une seule chose. En 1801, Joseph Marie Jacquard invente un métier à tisser dont le motif est déterminé par une série de cartes perforées : en changeant les cartes, on change le motif tissé, sans toucher au métier lui-même. C'est la première fois qu'un programme est séparé physiquement de la machine qui l'exécute.
PortraitAda Lovelace (1815-1852), mathématicienne anglaise, étudie le projet de machine analytique que Charles Babbage conçoit à partir de 1837 : une machine mécanique programmable par cartes perforées, dotée d'une mémoire et d'une unité de calcul, mais jamais entièrement construite faute de financement. En 1843, Ada Lovelace publie des notes qui contiennent une suite d'instructions destinée à calculer les nombres de Bernoulli : on considère aujourd'hui ce texte comme le premier programme informatique de l'histoire, bien avant l'existence du moindre ordinateur électronique.
« La machine analytique n'a nullement la prétention de créer quoi que ce soit. Elle peut exécuter tout ce que nous savons lui ordonner de faire. »— Ada Lovelace, Notes sur la machine analytique (1843), note traduite
II. Le fondement théorique et les premiers ordinateurs électroniques
Définition Un algorithme est une suite finie et non ambiguë d'instructions permettant de résoudre un problème. En 1936, le mathématicien britannique Alan Turing publie un article fondateur dans lequel il décrit un modèle abstrait, la machine de Turing : un ruban infini de cases et une tête de lecture-écriture qui se déplace selon un ensemble fini de règles. Ce modèle permet, pour la première fois, de définir précisément ce qu'est un calcul mécanisable, et de démontrer qu'il existe des problèmes qu'aucune machine ne pourra jamais résoudre.
Il faut attendre 1945 pour voir naître l'ENIAC, aux États-Unis : premier calculateur électronique universel, construit avec près de 18 000 tubes à vide, occupant une salle entière et consommant 150 kilowatts. Il est capable d'effectuer plusieurs centaines de multiplications par seconde, un exploit pour l'époque, mais ses tubes à vide chauffent, grillent souvent et rendent la machine fragile. La miniaturisation devient indispensable : en 1947, aux laboratoires Bell, John Bardeen, Walter Brattain et William Shockley inventent le transistor, composant électronique qui remplace le tube à vide en consommant beaucoup moins d'énergie, en chauffant beaucoup moins et en durant beaucoup plus longtemps. Cette invention ouvre la voie à des ordinateurs plus petits, plus fiables et moins coûteux.
III. De l'ordinateur en réseau à l'invention du Web
Exemple Le 29 octobre 1969, un premier message est échangé entre deux ordinateurs distants, à l'université de Californie à Los Angeles et à l'institut de recherche de Stanford : c'est la naissance d'ARPANET, réseau financé par le ministère américain de la Défense et ancêtre direct d'Internet. Il repose sur la commutation de paquets : les messages sont découpés en petits paquets qui peuvent emprunter des chemins différents avant d'être réassemblés à l'arrivée, ce qui rend le réseau robuste même si une liaison tombe en panne.
En 1971, l'entreprise Intel commercialise le 4004, premier microprocesseur : un circuit intégré unique qui rassemble sur quelques millimètres carrés toute l'unité de calcul d'un ordinateur, là où il fallait auparavant des armoires entières de composants. Cette miniaturisation rend possibles les micro-ordinateurs personnels des années 1970 et 1980. Enfin, entre 1989 et 1991, l'ingénieur britannique Tim Berners-Lee, travaillant au CERN à Genève, propose puis met en œuvre le World Wide Web : un système de documents reliés entre eux par des liens hypertextes, consultables grâce à un navigateur, qui rend Internet accessible à un public non spécialiste et transforme profondément son usage.
Méthode : situer une innovation informatique dans son contexte
Identifie le problème technique que l'innovation cherche à résoudre (par exemple : la fragilité des tubes à vide).
Nomme l'invention et donne sa date la plus couramment retenue.
Explique en une phrase le principe technique nouveau qu'elle introduit.
Indique une conséquence concrète, à court ou à long terme, sur les machines qui suivent.
Dates clés 1642 la Pascaline de Blaise Pascal ; 1801 le métier à tisser à cartes perforées de Jacquard ; 1837 conception de la machine analytique par Charles Babbage ; 1843 premier programme, écrit par Ada Lovelace ; 1936 la machine de Turing ; 1945 l'ENIAC, premier calculateur électronique universel ; 1947 l'invention du transistor aux laboratoires Bell ; 29 octobre 1969 premier message échangé sur ARPANET ; 1971 le microprocesseur Intel 4004 ; 1989-1991 invention du World Wide Web par Tim Berners-Lee au CERN.
Sept jalons majeurs, de la machine programmable imaginée par Babbage et Lovelace à l'invention du Web par Tim Berners-Lee.
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Chapitre 2 — Le codage de l'information : binaire, entiers, caractères
Chapitre 3 — La représentation de l'information : flottants, images, sons
Chapitre 4 — Types construits : p-uplets, listes et dictionnaires
Chapitre 5 — Organisation et structuration des données en tables
Chapitre 6 — Traitement des données en tables : recherche, tri, fusion
Chapitre 7 — Page web et interactivité : HTML, CSS et JavaScript
Chapitre 8 — Client, serveur et protocole HTTP
Chapitre 9 — Architecture matérielle et systèmes d'exploitation
Chapitre 10 — Architecture des réseaux
Chapitre 11 — Constructions élémentaires et diversité des langages de programmation
Chapitre 12 — Fonctions et mise au point de programmes
Chapitre 13 — Recherche et tris dans un tableau : algorithmes usuels