Charles Babbage
et la Machine analytique

1791 - 1871 Charles Babbage Charles Babbage (1791-1871) est un mathématicien, inventeur et ingénieur britannique, souvent considéré comme le "père de l'ordinateur". Bien qu'il n'ait jamais terminé la construction complète de cette machine de son vivant, ses idées ont profondément influencé le développement de l'informatique.

Portrait de Charles Babbage

Contexte historique Au début du XIXe siècle, les calculs mathématiques étaient effectués manuellement, ce qui entraînait de nombreuses erreurs. Babbage, mathématicien britannique, avait déjà conçu la machine à différences pour automatiser ces calculs. Cependant, il envisagea une machine plus avancée : la machine analytique, capable de réaliser des opérations complexes et d'être programmée.

Cartes perforées de la Machine analytique
Architecture et fonctionnement

La machine analytique est constituée de 2 parties :

le moulin (ou Mill en anglais) et le magasin (ou store en anglais). Le moulin est la partie dans laquelle sont exécutés les calculs, c'est l'unité de calcul (équivalent du processeur). Le magasin est la partie dans laquelle sont stockées les constantes et les variables (équivalent de la mémoire).

La machine analytique possède de nombreuses caractéristiques essentielles que l'on retrouve dans l'ordinateur numérique moderne. Il était programmable à l'aide de cartes perforées, une idée empruntée au métier à tisser Jacquard utilisé pour tisser des motifs complexes dans les textiles. On compte 3 types de ces cartes :

  • Il y a les cartes d'opérations, donc +, -, × et ÷ et les cartes combinatoires, qui elles, permettent d'avancer ou de reculer dans la chaîne de cartes dans le lecteur selon une condition (un levier qui se lève quand il y a un changement de signe).
  • Il y a aussi les cartes de nombres qui permettent de mettre des constantes dans le magasin.
  • et les cartes variables qui permettent de transférer des valeurs du magasin vers le moulin ou des résultats d'opération dans le moulin vers le magasin.

Le role d'Ada Lovelace Ada Lovelace, mathématicienne britannique et fille du célèbre Lord Byron, a collaboré avec Babbage sur la machine analytique. Elle a rédigé des notes détaillées sur son fonctionnement, en particulier la note G qui est généralement admise comme étant le premier algorithme destiné à être exécuté par une machine, faisant d'elle la première “programmeuse” de l'histoire. Cet algorithme a été originellement conçu pour calculer les nombres de Bernoulli. 

Portrait d'Ada Lovelace
Sac d'argent

Une polémique financière Une polémique majeure autour de la machine de Babbage concerne l'abandon de son financement par le gouvernement britannique dans les années 1840. Bien qu’il ait reçu des fonds importants pour construire sa machine différentielle, Babbage modifia constamment ses plans, préférant concevoir une machine encore plus ambitieuse. Le gouvernement, frustré par l’absence de résultats concrets, lui retira son soutien, ce que Babbage dénonça comme un manque de vision. L’affaire entraînera des débats : certains voyaient en lui un génie incompris, d’autres un inventeur imprudent.

Réalisation et héritage Bien que Babbage n'ait jamais achevé la construction complète de la machine analytique, son fils Henry a réussi à assembler partiellement certaines parties, notamment le moulin et l'imprimante, entre 1880 et 90. Ces composants sont aujourd'hui exposés au Science Museum de Londres. La machine analytique a jeté les bases de l'informatique moderne, influençant des concepts tels que la programmation, la mémoire et l'architecture des ordinateurs.

Conclusion La machine analytique de Charles Babbage représente une avancée majeure dans l'histoire de l'informatique. Elle incarne la transition entre les calculs manuels et les machines programmables, préfigurant les ordinateurs que nous utilisons aujourd'hui. L'œuvre de Babbage, enrichie par les contributions d'Ada Lovelace, demeure une source d'inspiration pour les scientifiques et les ingénieurs.