Une salle entière contre ta poche
Un des premiers grands calculateurs électroniques, l'ENIAC, remplissait une grande salle. Il pesait près de 30 tonnes.
Ton téléphone tient dans ta poche. Il calcule bien plus vite.
Comment est-on passé de l'un à l'autre ? Par de toutes petites pièces, de plus en plus petites.
Mots-clés
| Mot | Ce que ça veut dire | Exemple |
|---|---|---|
| Interrupteur | Il laisse passer le courant ou non. Ouvert : 0. Fermé : 1. | Celui de ta lampe |
| Tube à vide | Une ampoule de verre qui joue le rôle d'interrupteur. Grande et fragile. | Dans l'ENIAC |
| Transistor | Un petit interrupteur électronique, sans pièce qui bouge. | Il y en a des milliards dans un téléphone |
| Circuit intégré | Beaucoup de composants gravés sur un seul morceau de silicium. | Une puce |
| Microprocesseur | Tout le processeur dans une seule puce. | Le cerveau de ton téléphone |
| Micro-ordinateur | Un ordinateur assez petit et peu cher pour une seule personne. | Un ordinateur portable |
Les cellules que les étudiants remplissent restent vides dans cet aperçu.
Pourquoi 0 et 1 ?
Un interrupteur a deux états : ouvert ou fermé. Une machine électronique est faite d'une foule d'interrupteurs.
Deux états, cela fait deux chiffres : 0 et 1. C'est pour cela que les machines utilisent le binaire, comme tu l'as vu dans « Le binaire et les nombres entiers ».
Toute l'histoire de l'ordinateur, c'est l'histoire de ces interrupteurs. Ils deviennent de plus en plus petits.
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Les premières grandes machines
Dans les années 1940, des machines électroniques apparaissent. L'ENIAC, aux États-Unis, est terminé en 1945. Il contient plus de 17 000 tubes à vide.
Les tubes chauffent et grillent. Pour changer de programme, il fallait rebrancher des câbles.
Vers 1945, des chercheurs, dont John von Neumann, proposent une idée : ranger le programme dans la mémoire, avec les données. C'est l'idée de nos ordinateurs. Tu l'as vue dans « Le processeur et ses instructions ».
Exemple travaillé : de plus en plus petit
| Date | Composant ou machine | Ce qui change |
|---|---|---|
| Années 1940 | Tubes à vide | Des salles entières, beaucoup de chaleur |
| 1947 | Le transistor | Plus petit, plus solide, chauffe moins |
| Fin des années 1950 | Le circuit intégré | Plusieurs composants sur une seule puce |
| 1971 | Le microprocesseur Intel 4004 | Un processeur dans une puce de 2 300 transistors |
| Vers 1973 | Le Micral N, en France | Un micro-ordinateur construit autour d'un microprocesseur |
| 1977 et 1981 | Apple II, puis IBM PC | Des ordinateurs pour la maison et le bureau |
| 2007 | Les smartphones tactiles | Un ordinateur dans la poche de tout le monde |
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À toi : doubler, encore et encore
# Idée, pas une mesure : le nombre double tous les 2 ans.
annee = 1971
transistors = 2300 # c'est le nombre de la puce de 1971
while annee <= 1981:
print(annee, "->", transistors, "transistors")
transistors = transistors * 2
annee = annee + 2
# Change 1981 en 2021 : le nombre devient énorme. Pourquoi ?
Exemple travaillé : ce que donne le doublement
| Année | Calcul | Transistors |
|---|---|---|
| 1971 | Départ | 2 300 |
| 1981 | 5 doublements : 2 300 × 32 | 73 600 |
| 1991 | 10 doublements : 2 300 × 1 024 | 2 355 200 |
| 2001 | 15 doublements : 2 300 × 32 768 | 75 366 400 |
| 2011 | 20 doublements | Environ 2,4 milliards |
| 2021 | 25 doublements | Environ 77 milliards |
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Une tendance, pas une loi
Vers 1965, Gordon Moore remarque que le nombre de composants sur une puce double régulièrement. Plus tard, on a dit : tous les deux ans environ.
On appelle cela la loi de Moore. Ce n'est pas une loi de la nature. Les fabricants ont suivi cette tendance pendant des dizaines d'années.
Le calcul de la table donne le même ordre de grandeur que les très grosses puces d'aujourd'hui : des dizaines de milliards.