Un ordinateur est une machine qui peut être programmée pour effectuer automatiquement des séquences d'opérations arithmétiques ou logiques via la programmation informatique. Les ordinateurs modernes ont la capacité de suivre des ensembles généralisés d'opérations, appelés programmes. Ces programmes permettent aux ordinateurs d'effectuer une très large gamme de tâches. Un ordinateur « complet », incluant le matériel, le système d'exploitation (logiciel principal) et l'équipement périphérique requis et utilisé pour un fonctionnement « complet », peut être désigné comme un système informatique. Ce terme peut également être utilisé pour un groupe d'ordinateurs connectés et travaillant ensemble, en particulier un réseau informatique ou une grappe d'ordinateurs.
Au cours de la première moitié du XXe siècle, de nombreux besoins en calcul scientifique ont été satisfaits par des ordinateurs analogiques de plus en plus sophistiqués, qui utilisaient un modèle mécanique ou électrique direct du problème comme base de calcul. Cependant, ils n'étaient pas programmables et manquaient généralement de la polyvalence et de la précision des ordinateurs numériques modernes. Le premier ordinateur analogique moderne était une machine à prédire les marées, inventée par Sir William Thomson en 1872.
Charles Babbage, ingénieur en mécanique et polymathe anglais, est à l'origine du concept d'ordinateur programmable. Considéré comme le « père de l'ordinateur », il a conceptualisé et inventé le premier ordinateur mécanique au début du XIXe siècle. Après avoir travaillé sur sa machine à différences révolutionnaire, conçue pour aider aux calculs de navigation, il a réalisé en 1833 qu'une conception beaucoup plus générale, une machine analytique, était possible. L'entrée des programmes et des données devait être fournie à la machine via des cartes perforées, une méthode utilisée à l'époque pour diriger les métiers à tisser mécaniques tels que le métier Jacquard. Pour la sortie, la machine disposerait d'une imprimante, d'un traceur de courbes et d'une sonnerie. La machine serait également capable de perforer des nombres sur des cartes pour être lus plus tard. La machine intégrait une unité arithmétique et logique, un contrôle de flux sous forme de branchements conditionnels et de boucles, ainsi qu'une mémoire intégrée, ce qui en faisait la première conception d'un ordinateur à usage général pouvant être décrit en termes modernes comme Turing-complet. La machine avait environ un siècle d'avance sur son temps. Toutes les pièces de sa machine devaient être fabriquées à la main – ce qui représentait un problème majeur pour un appareil comportant des milliers de pièces. Finalement, le projet a été dissous suite à la décision du gouvernement britannique de cesser le financement. L'échec de Babbage à terminer la machine analytique peut être principalement attribué à des difficultés politiques et financières ainsi qu'à son désir de développer un ordinateur de plus en plus sophistiqué et d'avancer plus vite que quiconque ne pouvait suivre. Néanmoins, son fils, Henry Babbage, a terminé une version simplifiée de l'unité de calcul de la machine analytique (le moulin) en 1888. Il a fait une démonstration réussie de son utilisation dans des tables de calcul en 1906.
L'art du calcul analogique mécanique a atteint son apogée
event1927placeCambridge, Massachusetts, États-Unis
L'art du calcul analogique mécanique a atteint son apogée avec l'analyseur différentiel, construit par H. L. Hazen et Vannevar Bush au MIT à partir de 1927. Il s'appuyait sur les intégrateurs mécaniques de James Thomson et les amplificateurs de couple inventés par H. W. Nieman. Une douzaine de ces appareils ont été construits avant que leur obsolescence ne devienne évidente. Dans les années 1950, le succès des ordinateurs électroniques numériques a sonné le glas de la plupart des machines à calculer analogiques, mais les ordinateurs analogiques sont restés utilisés pendant les années 1950 dans certaines applications spécialisées telles que l'éducation (systèmes de contrôle) et l'aéronautique (règle à calcul).
Le principe de l'ordinateur moderne a été proposé par Alan Turing dans son article séminal de 1936, On Computable Numbers. Turing a proposé un appareil simple qu'il a appelé « machine à calculer universelle » et qui est maintenant connu sous le nom de machine de Turing universelle. Il a prouvé qu'une telle machine est capable de calculer tout ce qui est calculable en exécutant des instructions (programme) stockées sur une bande, permettant à la machine d'être programmable. Le concept fondamental de la conception de Turing est le programme stocké, où toutes les instructions de calcul sont stockées en mémoire. Von Neumann a reconnu que le concept central de l'ordinateur moderne était dû à cet article.
L'un des premiers exemples d'ordinateur à relais électromécanique.
event1939placeAllemagne
Les premiers ordinateurs numériques étaient électromécaniques ; des interrupteurs électriques actionnaient des relais mécaniques pour effectuer le calcul. Ces appareils avaient une faible vitesse de fonctionnement et ont finalement été remplacés par des ordinateurs tout électriques beaucoup plus rapides, utilisant initialement des tubes à vide. Le Z2, créé par l'ingénieur allemand Konrad Zuse en 1939, était l'un des premiers exemples d'ordinateur à relais électromécanique.
Le premier ordinateur numérique programmable électromécanique fonctionnel au monde
event1941placeAllemagne
En 1941, Zuse a fait suite à sa machine précédente avec le Z3, le premier ordinateur numérique programmable, entièrement automatique et électromécanique au monde. Le Z3 a été construit avec 2000 relais, implémentant une longueur de mot de 22 bits fonctionnant à une fréquence d'horloge d'environ 5 à 10 Hz. Le code du programme était fourni sur un film perforé tandis que les données pouvaient être stockées dans 64 mots de mémoire ou fournies à partir du clavier.
Le premier « ordinateur numérique électronique automatique »
event1942placeUniversité d'État de l'Iowa, Ames, Iowa, États-Unis
Aux États-Unis, John Vincent Atanasoff et Clifford E. Berry de l'Iowa State University ont développé et testé l'Atanasoff–Berry Computer (ABC) en 1942, le premier « ordinateur numérique électronique automatique ». Cette conception était également entièrement électronique et utilisait environ 300 tubes à vide, avec des condensateurs fixés dans un tambour rotatif mécanique pour la mémoire.
Le premier ordinateur numérique électronique programmable au monde
eventdéc. 1943placeLondres, Angleterre
Pendant la Seconde Guerre mondiale, les Britanniques à Bletchley Park ont remporté un certain nombre de succès dans le décryptage des communications militaires allemandes. La machine de chiffrement allemande, Enigma, a d'abord été attaquée à l'aide de bombes électromécaniques souvent exploitées par des femmes. Pour casser la machine allemande plus sophistiquée Lorenz SZ 40/42, utilisée pour les communications de haut niveau de l'armée, Max Newman et ses collègues ont chargé Flowers de construire le Colossus. Il a passé onze mois, à partir de début février 1943, à concevoir et à construire le premier Colossus. Après un test fonctionnel en décembre 1943, le Colossus a été expédié à Bletchley Park, où il a été livré le 18 janvier 1944. Le Colossus était le premier ordinateur numérique programmable électronique au monde.
Le premier ordinateur programmable électronique construit aux États-Unis
event1945placeUniversité de Pennsylvanie, Philadelphie, Pennsylvanie, États-Unis
L'ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) a été le premier ordinateur programmable électronique construit aux États-Unis. Bien que l'ENIAC fût similaire au Colossus, il était beaucoup plus rapide, plus flexible et Turing-complet. Il combinait la grande vitesse de l'électronique avec la capacité d'être programmé pour de nombreux problèmes complexes. Il pouvait additionner ou soustraire 5000 fois par seconde, mille fois plus vite que n'importe quelle autre machine. Il possédait également des modules pour multiplier, diviser et calculer des racines carrées. La mémoire haute vitesse était limitée à 20 mots (environ 80 octets). Construit sous la direction de John Mauchly et J. Presper Eckert à l'Université de Pennsylvanie, le développement et la construction de l'ENIAC ont duré de 1943 jusqu'à sa mise en service complète à la fin de 1945. La machine était énorme, pesant 30 tonnes, utilisant 200 kilowatts d'énergie électrique et contenant plus de 18 000 tubes à vide, 1 500 relais et des centaines de milliers de résistances, condensateurs et inducteurs.
eventdéc. 1947placeMurray Hill, New Jersey, États-Unis
William Shockley, John Bardeen et Walter Brattain aux Bell Labs ont inventé le premier transistor pratique, le transistor à pointe de contact, en 1947.
Le premier ordinateur à programme enregistré au monde
eventlundi 21 juin 1948placeManchester, Angleterre
Le Manchester Baby a été le premier ordinateur à programme enregistré au monde. Il a été construit à l'Université Victoria de Manchester par Frederic C. Williams, Tom Kilburn et Geoff Tootill, et a exécuté son premier programme le 21 juin 1948. Il a été conçu comme un banc d'essai pour le tube de Williams, le premier dispositif de stockage numérique à accès aléatoire. Bien que l'ordinateur fût considéré comme "petit et primitif" selon les normes de son époque, c'était la première machine fonctionnelle à contenir tous les éléments essentiels d'un ordinateur électronique moderne.
La première description publique d'un circuit intégré
eventmercredi 7 mai 1952placeWashington D.C., États-Unis
La prochaine grande avancée en puissance de calcul est venue avec l'avènement du circuit intégré. L'idée du circuit intégré a été conçue pour la première fois par un scientifique radar travaillant pour le Royal Radar Establishment du ministère de la Défense, Geoffrey W.A. Dummer. Dummer a présenté la première description publique d'un circuit intégré lors du Symposium sur les progrès des composants électroniques de qualité à Washington, D.C., le 7 mai 1952.
Le premier ordinateur entièrement transistorisé fut le Harwell CADET de 1955, construit par la division électronique de l'Atomic Energy Research Establishment à Harwell.
Les premiers circuits intégrés pratiques ont été inventés par Jack Kilby chez Texas Instruments et Robert Noyce chez Fairchild Semiconductor. Kilby a enregistré ses idées initiales concernant le circuit intégré en juillet 1958, démontrant avec succès le premier exemple intégré fonctionnel le 12 septembre 1958.
Dans la demande de brevet de Kilby du 6 février 1959, Kilby a décrit son nouveau dispositif comme "un corps de matériau semi-conducteur ... dans lequel tous les composants du circuit électronique sont complètement intégrés".
Les premiers ordinateurs mobiles étaient lourds et fonctionnaient sur secteur. Les premiers ordinateurs portables, tels que le Grid Compass, ont supprimé cette exigence en intégrant des batteries – et grâce à la miniaturisation continue des ressources informatiques et aux avancées dans l'autonomie des batteries portables.
