30 - Histoire de l'informatique

Réponse : C. Augusta Ada Lovelace a décrit en 1843 le premier algorithme destiné à être exécuté par une machine (la machine analytique de Babbage). Elle a aussi décrit le principe d’itérations successives, c’est-à-dire la boucle.

• A est faux : Turing a formalisé la notion d’algorithme en 1936, mais les travaux de Lovelace sont antérieurs.
• B est faux : Babbage a conçu la machine analytique, mais c’est Lovelace qui a écrit les programmes.
• D est faux : Grace Hopper a popularisé le terme « bug » et contribué aux langages compilés, mais bien plus tard (années 1940-1950).

Réponse : B. ARPANET, financé par le département de la Défense américain, a relié quatre universités fin 1969. C’est le premier réseau à utiliser la commutation de paquets, principe fondateur d’Internet.

• A est faux : Ethernet (1973) est une technologie de réseau local, pas un réseau mondial.
• C est faux : le World Wide Web a été inventé par Tim Berners-Lee en 1989, bien après ARPANET.
• D est faux : le Minitel est un réseau français lancé en 1982, distinct d’Internet.

Réponse : B. George Boole a montré en 1854 que le raisonnement logique peut être codé avec deux états (vrai/faux, 0/1). Shannon a fait le lien en 1938 entre cette algèbre et les circuits électriques, permettant la conception des circuits logiques qui sont au cœur de tous les processeurs.

• A est faux : la fabrication d’écrans relève de la physique des matériaux.
• C est faux : l’algèbre de Boole concerne la logique, pas les statistiques.
• D est faux : l’algèbre de Boole date de 1854, bien avant les premiers ordinateurs.

Réponse : B. Unicode a été créé pour remplacer les multiples jeux de caractères incompatibles (ASCII, ISO 8859, etc.) par un standard unique capable de représenter les caractères de toutes les langues du monde, y compris les emojis.

• A est faux : Unicode n’est pas un langage mais un standard d’encodage.
• C est faux : aucun rapport avec un système d’exploitation.
• D est faux : Unicode concerne le codage des caractères, pas la communication réseau.

• 1 → c : Pascal invente la Pascaline en 1642.
• 2 → a : Lovelace décrit le premier algorithme en 1843.
• 3 → b : Boole fonde l’algèbre logique binaire en 1854.
• 4 → d : Turing formalise la notion d’algorithme avec sa machine abstraite en 1936.
• 5 → e : Shannon montre en 1938 que les circuits électriques peuvent implémenter la logique de Boole.

1. La machine analytique de Babbage comprenait une unité de calcul (le « moulin »), une mémoire (le « magasin »), un dispositif d’entrée (cartes perforées) et un dispositif de sortie (imprimante). Ces quatre composantes correspondent aux éléments fondamentaux de tout ordinateur moderne (processeur, mémoire, entrée, sortie), tels que décrits plus tard par l’architecture de von Neumann.

2. Les lampes (tubes à vide) étaient volumineuses, fragiles, consommaient beaucoup d’énergie et produisaient beaucoup de chaleur. L’ENIAC, par exemple, occupait 23 m³ et consommait 200 kW. Le transistor, beaucoup plus petit, fiable et économe, a permis la miniaturisation des circuits et l’augmentation de leur vitesse. C’est la base de tous les circuits intégrés modernes.

3. ARPANET est un réseau physique : il définit comment les machines sont reliées et échangent des paquets de données. Le World Wide Web est un service qui fonctionne sur Internet (successeur d’ARPANET) : il utilise le protocole HTTP et le langage HTML pour permettre la consultation de pages reliées par des liens hypertextes. Internet est l’infrastructure, le Web est une application qui l’utilise.

4. Avant Unicode, chaque région du monde utilisait son propre jeu de caractères (ASCII pour l’anglais, ISO 8859-1 pour l’Europe de l’Ouest, Shift-JIS pour le japonais, etc.). Ces jeux étaient incompatibles entre eux : un texte encodé dans un format devenait illisible s’il était ouvert avec un autre (problème du « mojibake »). Unicode unifie le codage de tous les caractères de toutes les langues dans un seul standard, résolvant ces incompatibilités.

1.

2. Le passage d’une génération à l’autre est lié à la miniaturisation des composants : les tubes à vide ont été remplacés par les transistors (plus petits, plus fiables), puis les transistors ont été regroupés sur des circuits intégrés (plusieurs transistors sur une même puce), et enfin le microprocesseur a rassemblé toute l’unité de calcul sur une seule puce. Chaque étape a permis des machines plus petites, plus rapides, moins chères et plus fiables.

1. Un smartphone effectue environ $10^{9}$ opérations par seconde (un milliard). L’ENIAC en effectuait $5 \times 10^{3}$. Le rapport est : $$\frac{10^{9}}{5 \times 10^{3}} = 2 \times 10^{5} = 200,000$$

Un smartphone est environ 200 000 fois plus puissant que l’ENIAC, tout en étant 150 000 fois plus léger et en consommant environ 40 000 fois moins d’énergie.

2. Après 25 doublements : $$2300 \times 2^{25} = 2300 \times 33,554,432 \approx 77 \times 10^{9} \approx 77 \text{ milliards}$$

La loi de Moore prévoyait environ 77 milliards de transistors. Le processeur M1 en contient 16 milliards, ce qui est du même ordre de grandeur (la loi de Moore a légèrement ralenti ces dernières années en raison des limites physiques de la miniaturisation).

3. Trois défis actuels qui n’existaient pas en 1969 :

• La protection des données personnelles et la vie privée à grande échelle (RGPD, surveillance de masse) : en 1969, seules quatre machines étaient connectées.
• L’impact environnemental du numérique : les centres de données consomment aujourd’hui des quantités considérables d’énergie, notamment pour l’entraînement des modèles d’IA.
• La désinformation et les contenus générés par IA : les réseaux sociaux et l’IA générative posent des questions inédites sur la fiabilité de l’information.