Une histoire ancienne
De l'automatisme mecanique aux bases theoriques de l'informatique
L'idee principale
L'informatique a deux racines : l'automatique (faire agir une machine seule) et la mecanique (remplacer la force humaine). Ces deux idees fusionnent pour donner l'ordinateur.
Clepsydre de Ctesibios
Horloge a eau regulee par une soupape automatique. Premier automatisme documente : la machine reagit a son environnement sans intervention humaine.
L'arbre a cames
Cylindre a picots (comme une boite a musique) qui pilote des automates mecaniques. Forme primitive de programmation : les picots = les instructions.
Le metier Jacquard
Cartons perfores : trou = 1, pas de trou = 0. Premiere programmation binaire de l'Histoire. 11 000 metiers en France des 1812. Le carton perfore programmera les gros ordis jusqu'aux annees 1970.
La Pascaline
Blaise Pascal : premiere machine a calculer diffusee. Concue pour aider son pere aux calculs comptables repetitifs.
Le concept cle : separation fond/forme
Idee la plus fondamentale : on peut separer le contenu d'un message de sa forme physique. Un meme texte peut etre en papier, en Morse, en binaire. C'est la base de tout traitement numerique.
| Leibniz (17e s.) | Arithmetique binaire : tout peut s'ecrire avec des 0 et des 1 |
| George Boole (19e s.) | Algebre du vrai/faux (AND, OR, NOT). Base logique de tous les circuits electroniques |
| Al-Khwarizmi (9e s.) | Donne son nom au mot "algorithme". A compile tous les procedes de calcul connus |
| Ada Lovelace (19e s.) | Premiere a conceptualiser un programme pour la machine de Babbage |
| David Hilbert | Question : "Existe-t-il une methode mecanique pour resoudre TOUT probleme mathematique ?" -> Non |
| Godel + Church + Turing | Demontrent qu'un algorithme universel est impossible |
La machine de Turing en simple
- Une bande infinie divisee en cases (la memoire)
- Une tete de lecture/ecriture
- Une unite de controle automatique
- Peut implementer n'importe quel algorithme
These de Church : tout ce qui est calculable mecaniquement peut etre fait par une machine de Turing. Article fondateur : "On Computable Numbers" (1936).
Les "bombes" polonaises
Allemagne nazie -> systeme Enigma (code change chaque jour). Mathematiciens polonais -> machines "bombes" mecaniques pour tester toutes les combinaisons.
Colossus (dec. 1943)
Second calculateur programmable moderne. Casse les codes Enigma en moins d'une journee. Article de Turing fonde l'informatique en 1936.
L'ENIAC
Premier calculateur a calculer une trajectoire balistique plus vite que le projectile. PAS un ordinateur : on le configurait, on ne le programmait pas. IBM 603 (1946) = 1er calculateur electronique commercialise.
Z3 de Konrad Zuse
Premier calculateur universel programmable. Zuse travaille en Allemagne de facon isolee.
Le "dieu des victoires"
Les calculateurs deviennent symbole de puissance absolue. Commande militaire americaine : 90% de parts de marche annees 1950-60. Le transistor = seule grande invention non militaire, cede gratuitement par Bell Labs.
Les generations de l'ordinateur
De l'ENIAC au microprocesseur
L'idee principale
L'ordinateur nait vraiment en 1945 avec von Neumann. Chaque generation rend les machines plus petites, moins cheres, plus puissantes. La loi de Moore resume ce progres exponentiel.
stocke donnees ET programmes
pilote le tout
calcule
Ce qui est revolutionnaire
- Programmes et donnees dans la meme memoire -> on change de programme sans recabler
- Unite de controle interne -> la machine est autonome
- Von Neumann publie en domaine public (contrat militaire = pas de brevet) -> diffusion libre
- Architecture de (quasi) TOUS les ordinateurs jusqu'a aujourd'hui
| Von Neumann | Croise par hasard sur un quai de gare en aout 1944. Rapport EDVAC publie en 1945 |
| Manchester MARK 1 | Premier programme enregistre execute le 21 juin 1948 |
| "Informatique" | Cree en 1962 par Philippe Dreyfus (INFORmation autoMATIQUE) |
| "Ordinateur" | Propose en 1955 par Jacques Perret pour IBM France. A l'origine : Dieu mettant de l'ordre dans l'Univers |
| Claude Shannon | Theorie mathematique de l'information, 1948 |
| IBM fondee | 1896 par Hollerith "Tabulating Machines Corporation". Nom IBM en 1924 |
1ere generation
Tubes a vide. Machines enormes, cheres. IBM finance via contrats militaires. Harvard MARK 1 : 16,6m long, 5 tonnes.
2eme generation
Transistors (Bell Labs 1947, Nobel 1956, diffuses des 1948). Plus petits, fiables, moins chers.
3eme generation
Circuits integres (1958, Kilby & Noyce). IBM : jusqu'a 66% de la production mondiale. PC 1981. Mac 1984.
4eme generation
Microprocesseurs. Premier : Intel 4004, 1971. 1er micro-ordi : Micral N (Gernelle, 1972). Apple I : 1976.
Loi de Moore : au-dela de la technique
- C'est un plan de marche pour toute l'industrie, pas une loi physique
- Cree un cycle d'obsolescence planifiee : nouveaux logiciels gourmands -> nouveau materiel -> ...
- Loi de Wirth (1995) : "le logiciel ralentit plus vite que le materiel n'accelere" (bloatware)
- IBM "big blue" cede a Intel + Microsoft "big green"
L'evolution logicielle
Comment le software a pris le dessus sur le hardware
L'idee principale
Dans les annees 1970-2000, le logiciel prend le dessus sur le materiel. Il devient la vraie source de valeur. Les langages evoluent pour etre de plus en plus puissants.
| Annees 1950-60 | On configure la machine. Puis langage machine -> assembleur |
| Time sharing (1961) | Ordis si chers -> on les partage entre utilisateurs. Origine des 1ers systemes bancaires + reservation aerienne |
| Multitache (1958) | Plusieurs taches en parallele sur le meme ordinateur |
| Unix (1969) | Ritchie & Thompson (Bell Labs). Reaction aux OS lourds. Donne Linux (1991) et inspire macOS |
| CP/M -> PC-DOS | IBM choisit PC-DOS de Microsoft -> Microsoft devient la compagnie la plus rentable au monde |
| Annees 1990 | Linux (1991), WinNT (1993), MacOS 9 (1999), MacOS X (2001) |
FORTRAN
Premier vrai langage utilise. Calcul scientifique.
LISP
Intelligence artificielle. Langage fonctionnel.
ALGOL + COBOL
ALGOL ancetre de Pascal. COBOL : gestion d'entreprise (encore utilise dans des banques).
BASIC
"Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code" - pour debutants. Ancetre Visual Basic, VBscript, VB.Net.
SQL
Langage de manipulation des bases de donnees. Standard mondial encore aujourd'hui.
C -> C++ -> Java -> JS
C (portabilite). C++ 1985 (+ objet). Java 1995 (+ portabilite). Javascript 1995 (web client). PHP (web serveur, famille C).
Programmation orientee objet
Definir des "classes" (modeles generiques) pour ne pas repeter le meme code. Premier langage OO : Simula (1960). Popularise par Smalltalk (1980). Aujourd'hui, tous les grands langages le supportent.
Framework = bibliotheque de bibliotheques
Eviter de reinventer la roue -> bibliotheques (fonctions reutilisables) -> frameworks. Principes : modularite (separation of concerns) + encapsulation (information hiding).
Premier tableur
Visicalc, commercialise en 1979. Premier logiciel grand public majeur.
L'evolution des usages et Internet
Comment Internet est ne et comment le Web a tout change
Pre-informatique
Pas de notion d'information definie. Chaque bien culturel defini par son support.
Ere IBM - "Big Blue"
1eres generations. Machines plus rapides, moins cheres. IBM domine a 90%.
Ere Moore - "Big Green"
Hardware vs Software. Puissance x1000. Microsoft domine.
Ere des usages - "Big White"
Valeur = contenus + organisation. Internet + Web. Google domine.
Internet et le Web sont deux choses differentes
Internet = infrastructure reseau (comme les routes). Le Web = service qui utilise Internet (comme les voitures). Email, FTP, jeux en ligne utilisent aussi Internet.
"Internet est americain"
Partiellement vrai. ARPANet est americain mais Cyclades (France) et d'autres ont contribue. Techniquement : coalition de reseaux.
"Internet est militaire"
FAUX. ARPANet finance par DARPA mais concu pour la recherche scientifique pendant 25 ans.
"Internet est indestructible"
Romantique mais faux. Les vrais risques sont legaux et commerciaux, pas nucleaires.
Le "reseau galactique"
1ere vision d'un reseau mondial : bibliotheques du futur diffusant le savoir via des ordis connectes.
| Vannevar Bush (1945) | "Memex" : memoire extensible universelle, base de donnees de toutes les connaissances |
| Ted Nelson (1963) | Forge le mot "hypertexte". Travaille sur Xanadu (systeme mondial hypertextuel) |
| Hypercard (1987) | Logiciel sur Mac issu des travaux de Nelson. Tres influent. |
| Gopher (1991) | Premier systeme de liens serveur a serveur. Croissance de 1000% en 1993. |
| Classe | Format | Nombre max d'adresses |
|---|---|---|
| Classe A | aaa.*.*.* (1 nombre) | De l'ordre de 16 millions |
| Classe B | aaa.bbb.*.* (2 nombres) | De l'ordre de 65 000 |
| Classe C | aaa.bbb.ccc.* (3 nombres) | Environ 250 |
| Classe D | aaa.bbb.ccc.ddd (4 nombres) | Une seule adresse |
Pourquoi IPv4 devient insuffisant
32 bits = max 4 milliards d'adresses. Explosion des PC (annees 1980) + ouverture au public (1989) + smartphones -> plus assez. Solution 1993 : CIDR. Solution definitive : IPv6 (128 bits, declare standard 1998).
"Un bit est un bit" - Negroponte
Tous types de donnees (texte, son, image, video) -> meme codage binaire -> memes machines, memes memoires, memes reseaux. C'est le multimedia. Conduit au smartphone : telephone + ordi + camera + GPS + radio + TV en un seul objet.
L'ere du numerique ambiant
Smartphones, IA, cloud, sobriete numerique et gouvernance
| Cloud computing | Serveurs delivrent un service via Internet a un terminal leger. On paie a l'usage. |
| SaaS | Software as a Service : logiciel en ligne par abonnement (ex: Google Docs) |
| PaaS | Platform as a Service : infrastructure informatique louee |
| BYOD | Bring Your Own Device : l'utilisateur a toujours un ecran avec lui |
| ATAWAD | Any Time, Anywhere, Any Device : acces depuis n'importe ou |
| Streaming | On loue l'acces (Spotify, Netflix) plutot qu'acheter le bien culturel |
| Internet des objets | Chaque objet materiel acquiert une contrepartie numerique en ligne |
NBIC - La convergence du futur
Nanotechnologies + Biotechnologies + Informatique + Sciences Cognitives. Ces 4 domaines convergent et soulevent des questions ethiques, politiques et anthropologiques fondamentales.
Au-dela du texte brut
Promu par Berners-Lee depuis 2000. Decrire le sens des donnees pour que les machines comprennent le contenu. Base du "linked data". schema.org (Google, Microsoft, Yahoo, Yandex).
Ordinateurs qui imitent le cerveau
Travaux de Dharmendra Modha chez IBM. Projet SyNAPSE. Puces imitant les reseaux neuronaux. Consomment beaucoup moins d'energie.
GPT-4, DALL-E, Midjourney
Generent texte, images, sons avec qualites creatives. Relancent le debat du test de Turing (1950) : "Computing Machinery and Intelligence".
L'homme augmente
Interfaces cerveau-machine : Neuralink (Elon Musk), Synchron, CTRL-Labs (Meta). Realite augmentee (Meta, Apple). Kurzweil : singularite technologique vers 2045.
CRISPR-Cas9 et ADN
George Church (Harvard) + Jennifer Doudna (Berkeley) sur l'edition genomique. "DNA Storage" de Microsoft Research : stocker des donnees dans l'ADN.
~4% des emissions mondiales
Empreinte energetique reelle et croissante. Mouvement "low-tech" (Philippe Bihouix), "right to repair", Fairphone. Microsoft teste des data centers sous-marins.
3 modeles s'affrontent
- Modele europeen : RGPD + AI Act - reglementation preventive, principe de precaution
- Modele americain : autoregulation industrielle, intervention etatique minimale
- Modele chinois : developpement tech integre dans une strategie nationale coordonnee
La conclusion du cours
Technologies numeriques = "pharmacologie" (Stiegler) : remede ET poison potentiel. L'avenir n'est pas ecrit. Il faut une culture numerique reflexive - ni technophile aveugle ni technophobe. Dialogue entre innovation et reflexion critique.
Les 6 citations des chapitres
Les auteurs, les contextes, ce que chaque citation illustre
Pourquoi memoriser les citations ?
Ton prof a choisi chaque citation pour illustrer l'esprit du chapitre. Une question QCM peut demander qui a dit quoi, ou a quel domaine appartient l'auteur.
Ce que ca illustre
L'automatisation (theme du ch.1) est une constante historique depuis les pièges de chasseurs. Nadella ancre l'histoire ancienne dans le present : l'automatisation continue de transformer le travail.
Ce que ca illustre
La naissance de l'ordinateur (ch.2) = revolution comparable a l'ecriture. Engelbart est aussi l'auteur du concept d'"augmentation de l'intellect humain" (1962).
Ce que ca illustre
Le logiciel (ch.3) envahit tous les aspects de la vie. Negroponte est aussi l'auteur de "L'homme numerique" (1995) et la formule "un bit est un bit" (convergence numerique).
Ce que ca illustre
Internet et le Web (ch.4) ne sont pas des forces naturelles autonomes : ils refletent nos choix collectifs. Berners-Lee insiste sur notre responsabilite de les faconner.
Ce que ca illustre
Le numerique ambiant (ch.5) transforme profondement tous les aspects de la societe. Schwab est l'inventeur du concept de "4eme revolution industrielle".
Ce que ca illustre
La tension centrale du ch.5.5 sur l'IA generative : entre opportunite extraordinaire et risque existentiel. Rejoint la "pharmacologie" de Stiegler.
| Negroponte | MIT Media Lab. "L'homme numerique". "Un bit est un bit". Convergence numerique. |
| Norbert Wiener | "Cybernetique et societe" (1952). La societe se reorganise autour de l'information. |
| Patrice Flichy | "L'imaginaire d'Internet". Histoire sociale d'Internet. |
| Christian Huitema | "Et Dieu crea l'Internet". Pere de l'Internet francais. Concept d'"effet de famille". |
| Philippe Breton | "Histoire de l'informatique". Source principale du cours. |
| Bernard Stiegler | Philosophe. Technologies = "pharmacologie" (remede + poison). |
| Klaus Schwab | Forum de Davos. 4eme revolution industrielle. |
QCM d'entrainement
30 questions - Tous chapitres + citations + IPv4 - Questions melangees a chaque session