ENIAC

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L'ENIAC (photo prise entre 1947 et 1955).

L'ENIAC (acronyme de l'expression anglaise Electronic Numerical Integrator And Computer) est en 1945 le premier ordinateur entièrement électronique construit pour être Turing-complet. Il peut être reprogrammé pour résoudre, en principe, tous les problèmes calculatoires.

Il est précédé en 1941 par le Z3 allemand, une machine programmable mais encore électromécanique (utilisation de relais), et par la série de calculateurs britanniques Colossus. L'ENIAC, comme les Colossus, utilise des tubes à vide.

Histoire

Le principe de l'ENIAC vient d'une idée de John William Mauchly, professeur de physique. Participant à une conférence à l'Ursinus College, il voit des analystes produire des tables de tir, il se rend compte que ces calculs pourraient être réalisés électroniquement. J. Presper Eckert résout les problèmes d'ingénierie, le principal étant la durée de vie des tubes électroniques. C'est l'armée américaine qui va financer et construire le projet pour les besoins du laboratoire de recherche en balistique. L'ordinateur est financé le sous le nom Project PX et construit à la Moore School of Electrical Engineering (en) de l'université de Pennsylvanie à partir de mai 1944. Il est opérationnel à fin 1945, est dévoilé au public en février 1946, puis est coupé le pour être rénové et sa mémoire augmentée.

Le , il est dévoilé au public à l'université de Pennsylvanie à Philadelphie puis est transféré à Aberdeen Proving Ground, un laboratoire de l'US Army au Maryland, en 1947 où il est remis en marche le 29 juillet et commence les calculs des tables de tirs. Il continue à fonctionner jusqu'à son arrêt en 1955. Aujourd'hui, une partie de la machine est conservée à l'université de Pennsylvanie où un petit musée lui est consacré.

L'ENIAC reçut l'attention des journaux notamment à cause de sa taille imposante, mais d'une certaine manière, il n'est pas la fine fleur de son ère. Contrairement au Z3 de Konrad Zuse (1941) ou au MARK I de Howard Aiken (1944), il doit être recâblé pour exécuter un nouveau programme. De plus, l'ENIAC utilise des registres décimaux et non binaires[1],[2].

Programmeuses

Entre 1944 et 1955, six femmes, Kathleen Antonelli, Jean Bartik, Betty Holberton, Marlyn Meltzer, Frances Spence et Ruth Teitelbaum sont les premières personnes à programmer l'ENIAC, pour un calcul balistique. Elles sont toutes mathématiciennes. Betty Holberton est en plus journaliste, ce qui lui permettait de voyager. Kathleen Antonelli et Frances Spence sont recrutées en 1942 par l’armée américaine pour calculer manuellement les trajectoires de tir. Marlyn Meltzer et Ruth Teitelbaum sont également calculatrices. Elles travaillent sur l'ENIAC à partir de 1944. Il s'agit d'identifier les différentes étapes du calcul et ensuite de câbler physiquement la machine. Ruth Teitelbaum, Frances Spence et Kathleen Antonelli poursuivirent leur travail sur l’Eniac lorsque celui-ci est transféré à Aberdeen en 1947[3].

Longtemps oubliées de l'histoire, le documentaire The Computers réalisé en 2013 par Kathy Kleiman leur rend hommage[4].

Caractéristiques

Détail d'un panneau de contrôle de l'ENIAC.
Un technicien en train de changer un tube de l'ENIAC.

L'ENIAC utilise un compteur à anneaux à 10 positions pour enregistrer les chiffres. L'arithmétique est réalisée en comptant les pulsations avec les anneaux et en générant des pulsations lorsque le compteur fait un tour. L'idée revient en fait à émuler par l'électronique les systèmes de roue à chiffres de machines mécaniques.

Sa capacité est de 20 nombres à 10 chiffres signés permettant chacun de réaliser 5 000 additions simples chaque seconde (pour un total de 100 000 additions par seconde). Il ne peut en revanche gérer que 357 multiplications ou 38 divisions par seconde.

Physiquement l'ENIAC est une grosse machine, il contient 17 468 tubes à vide, 7 200 diodes à cristal, 1 500 relais, 70 000 résistances, 10 000 condensateurs et environ 5 millions de soudures faites à la main[5]. Son poids est de 30 t pour des dimensions de 2,4 × 0,9 × 30,5 m occupant une surface de 167 m2 (1 800 pieds carrés)[6]. Sa consommation est de 150 kW.

Il utilise des tubes à vide à 8 broches, les accumulateurs décimaux sont réalisés avec des flip-flops 6SN7, alors que les fonctions logiques utilisent des 6L7, 6SJ7, 6SA7 et 6AC7. De nombreux 6L6 et 6V6 servent de relais pour acheminer les pulsations entre les différents racks d'éléments.

Certains experts en électronique prédirent que les tubes tomberaient en panne si fréquemment que la machine en serait inutilisable. La prédiction n'était que partiellement correcte, de nombreux tubes brûlaient chaque jour laissant l'ENIAC inopérant la moitié du temps. Des lampes plus fiables ne furent disponibles qu'à partir de 1948, Eckert et Mauchly durent donc utiliser des tubes de qualité standard. La plupart des problèmes liés aux tubes se produit au démarrage ou à l'arrêt de la machine car ils sont soumis à un important stress thermique. Le simple fait de ne jamais couper la machine, permet aux ingénieurs de réduire le nombre de pannes à un ou deux tubes par jour. La plus longue période de calcul sans panne est atteinte en 1954 avec 116 h, ce qui est une prouesse compte tenu de la technologie de l'époque.

Une cause fréquente de panne était la combustion d'un insecte sur un tube chaud, provoquant un stress thermique local et la rupture de l'ampoule de verre. Le terme anglais désignant un insecte est bug. Ce terme, par extension, serait devenu synonyme de dysfonctionnement informatique[7],[8].

L'ENIAC fonctionne jusqu'au [9]. L'architecture, décidée et gelée dès 1943, ne permettait pas de résoudre certains problèmes, notamment l'incapacité d'enregistrer un programme. Toutefois les idées produites par ce travail et l'impact sur des personnes telles que John von Neumann ont profondément influé le développement des ordinateurs suivants (par exemple : EDVAC, EDSAC et SEAC (en)). Certaines améliorations ont eu lieu, notamment un système primitif permettant d'enregistrer un programme dans une mémoire en lecture seule, une idée proposée par von Neumann. Cette dernière modification ralentissait la vitesse de calcul d'un facteur six, mais la durée de reprogrammation passait de plusieurs jours à quelques heures.

Eckert et Mauchly fondent une société, Eckert-Mauchly Computer Corporation (en), et produisent le premier ordinateur en 1949 : le BINAC. La firme est rachetée l'année suivante par Remington Rand et renommée Univac.

Comparaison de vitesses de calcul

Ce tableau comparatif des vitesses de calcul[10] permet de se rendre compte de l'avancée que représente l'ENIAC par rapport aux moyens de calculs disponibles jusqu'alors.

Moyens employés Vitesses de multiplication
de nombres de 10 chiffres		 Temps de calcul d'une trajectoire
d'une table de tir
Homme à la main, ou machine de Babbage 5 min 2,6 j
Homme avec calculateur de bureau 10 à 15 s 12 h
Harvard Mark I (électromécanique) 3 s 2 h
Model 5 (électromécanique) 2 s 40 min
Analyseur différentiel (analogique) 1 s 20 min
Harvard Mark II (électromécanique) 0,4 s 15 min
ENIAC (électronique) 0,001 s 3 s

En comparaison, une ALU des années 2000 met respectivement 30 ns et 36 µs pour ces opérations[réf. nécessaire].

Notes et références

  1. ↑ Architecture d'un ordinateur sur le site de l'université d'Angers.
  2. ↑ Structure interne des ordinateurs sur le site d'ift de l'Université Laval, Canada.
  3. ↑ Didier, Béatrice., Fouque, Antoinette. et Calle-Gruber, Mireille, 1945-, Le dictionnaire universel des créatrices, Des femmes-A. Fouque, [2013] (ISBN 9782721006318, 2721006312 et 9782721006288, OCLC 864873770, lire en ligne)
  4. ↑ (en-US) « ENIAC Programmers Project », sur ENIAC Programmers Project (consulté le )
  5. ↑ (en) ENIAC: A Pioneering Computer sur le site de Public Broadcasting Service.
  6. ↑ Lire en ligne.
  7. ↑ A priori il s'agirait plutôt d'un insecte dans un relais Mark I que sur un tube de l'ENIAC. En outre ce terme a été utilisé par Edison en 1878.
  8. ↑ Passeport pour les médias de demain.
  9. ↑ (en) Edwin D. Reilly, Concise Encyclopedia of Computer Science, John Wiley & Sons, , p. 306.
  10. ↑ Michel Serres et Bernadette Bensaude-Vincent, Éléments d'histoire des sciences, Bordas, (ISBN 2-04-018467-8).

Voir aussi

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Articles connexes

Liens externes

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