histoire de l'informatique diu informatique
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Histoire del’informa-
tiqueDIU
Informatique
WilfriedSegretier
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Histoire de l’informatiqueDIU Informatique
Wilfried [email protected]
Université des Antilles
6 novembre 2020
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2/29 Introduction
I Informatique : Science du traitement de l’information demanière automatique
I Monde en perpetuelle mutation, évolution rapide destechnologies mais pas des concepts fondamentaux !
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3/29 Histoire de l’informatique et évolution de l’ordinateur
Automatisation du calculI Avant XVIIe siècle : doigts, cailloux, bouliers, abaquesI XVIIe - XIXe : Machines a calculer mécaniques (certaines
programmables)I 1936-1956 : 1ere génération - tubes à vide (2nde Guerre
Mondiale)I 1956-1963 : 2eme génération - transistorsI 1963-1971 : 3ème génération - circuits intégrésI 1971-présent : 4ème génération - microprocesseurI Futur : ordinateurs optiques, quantiques ?
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4/29 Cailloux, Bouliers, Abaques, avant le XVIIe siècle
Instruments/outils rudimentaires→ automatiser le calcul
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5/29 Algorithme
I Ensemble de règles opératoires dont l’application permetde résoudre un problème au moyen d’un nombre finid’opérations.
I Al-Khwârizmî, 9eme SiècleI Mathématicien perseI Premiers écrits classifiants les algorithmes connusI Calcul des impots, commerce ... (Babylone), Euclide
(-300), méthodes de résolution d’équation
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6/29 Pascaline, Blaise Pascal, 1642
Machine mécaniqueAdditionne et soustrait des nombres à 6 chiffres(devises : livres, deniers)rouages internes inspirés d’horloges
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7/29 Machine a différence, Babbage, 1822
I Machine mécaniqueI calcul de tables de
fonctions polynomialesI Approximation
trigonométrie,logarithmique, ...
I Utilisée par lesnavigateurs, scientifiques,etc
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8/29 Algèbre de Boole, 1854
George Boole, Mathématicien
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9/29 Tube à vide, 1906
I 1906 Lee De ForestI le courant circulant de la
cathode vers l’anode dépend dela tension appliquée sur la grille
I Tension de sortie élevée : 1I Tension de sortie faible : 0I Permettra la mise en oeuvre des
premiers ordinateurs numériquesI Volume important, manque de
fiabilité
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10/29 Tube à vide : Fonctionnement
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11/29 Tube à vide : AND
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12/29 Tube à vide : OR
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13/29 Machine de Turing, 1936
Modèle théorique d’ordinateurThèse Church-Turing : Tout problème calculable (algorithme)correspond à une machine de Turing
I ruban infini (données)I Tete de lecture/écritureI Table de transition : symbole lu, état courant → symbole,
direction, état
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14/29 ABC (Atanasoff-Berry-Computer), 1937-1942
John Vincent Atanasoff, Clifford Berry
Premier ordinateur numérique électronique :Non programmable
Mise en oeuvre du binaire pour la premiere foisElectronique a la place de la mecanique
Séparation entre mémoire et unité de calcul
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15/29 Harvard Mark I, 1944
Howard Aiken, machine électromécanique :Multiplication de nombres de 23 chiffres en 6 secondesAddition en 3 dixièmes de secondePas programmable !
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16/29 Colossus Mark II, 1943-1945
I 2nde guerre mondiale : cryptanalyseI 2 400 tubes à videI 5 000 opérations par seconde
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17/29 ENIAC, 1945
Premier ordinateur électronique programmable
I Electronic NumericalIntegrator And Calculator
I John Eckert, John MauchlyI 18 000 tubes, 30 tonnesI Multiplication de nombres de
10 chiffres en 3ms
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18/29 Architecture de Von Neumann
Modèle d’ordinateurIndépendant de la technologie
I Mémoire : programme +données
I Unité de controle :ordonnancement desopérations
I Unité Arithmétique etlogique : calculs
I Dispositif d’entrée/sortie :intéragir avec le monde
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19/29 Architecture de Harvard
I Programme et donnéesséparés
I 2 bus distinctsI CPU : Accès simultané
aux données et auxinstructions
I Peut etre plus performantque Von Neumann maisplus complexe
I microprocesseurs etmicrocontroleursspécialisés
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20/29 2nde Génération 1956-1963
Découverte du transistor en 1948
I Premiers langages (Cobol, Fortran, ...)I Systèmes d’exploitationsI Mémoire non volatileI Bande magnétique
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21/29 3eme Génération 1963-1971
Découverte du circuit intégré en 1958Jack Kilby, Texas Instrument
I réduction consommationI réduction encombrementI amélioration fiabilité, performances
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22/29 4eme Génération 1971-Présent
Premier microprocesseur : INTEL 4004 : 1971
I MiniaturisationI Micro-InformatiqueI PC (personal computer)
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23/29 Lois de Moore
I Le nombre de transistors par circuit de même taille double, à prix constants, tous les 18mois
I Croissance exponentielle de la puissance des ordinateursI Loi empirique - Limites physiques : taille des atomes
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24/29 Circuits Logiques
I Circuit électrique pour lequel 2 valeurs (signaux) sontpossibles 1 (tension élevée) et 0 (tension faible)
I Portes logiques : permettent de combiner les signauxI Entrée : n signaux (2), Sortie 1 signalI Fonction logiques classiques (NON, ET, OU, XOR,...)I Toutes fonctions de n variables possibles
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26/29 Décaleur
I Décaler n bitsI Droite : c = 1I Gauche : c = 0
Division euclidienne/multiplication par 2
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27/29 1/2 Additionneur
Additionner 2 bits a et b en gardant la retenueI 2 entrées : bits a et bI 2 sorties : somme (a xor b) et retenue
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28/29 Additionneur complet
Deux 1/2 AdditionneursI 3 entrées : bits a et b et retenue d’entréeI 2 sorties : somme (a + b + retenue d’entrée) et retenue de
sortieI n étages pour additioner deux nombres de n bits
