PREMIÈRE GÉNÉRATION D'ORDINATEURS: HISTORIQUE, CARACTÉRISTIQUES, LOGICIELS, MATÉRIEL - L'HISTOIRE - 2025

La première génération d'ordinateurs était la phase initiale d'utilisation de ces machines électroniques, entre 1940 et 1956. Les ordinateurs utilisaient la technologie des tubes à vide à des fins de calcul, de stockage et de contrôle.

Dans les premiers ordinateurs de première génération, le concept de tubes à vide était utilisé. Ceux-ci étaient en verre et contenaient un filament à l'intérieur. L'évolution de l'ordinateur a commencé du 16ème siècle à la façon dont il peut être vu aujourd'hui. Cependant, l'ordinateur d'aujourd'hui a également subi des changements rapides au cours des cinquante dernières années.

Ordinateur ENIAC Source: Photo de l'armée américaine (domaine public) via Wikimedia Commons

Cette période, au cours de laquelle s'est déroulée l'évolution de l'ordinateur, peut être divisée en plusieurs phases différentes, selon le type de circuits de commutation, appelées générations d'ordinateurs.

Par conséquent, les générations d'ordinateurs sont les différentes étapes de l'évolution des circuits électroniques, du matériel, des logiciels, des langages de programmation et d'autres développements technologiques.

Situation initiale

Les premiers ordinateurs électroniques ont été fabriqués dans les années 40. Depuis lors, il y a eu un certain nombre de progrès radicaux dans l'électronique.

Ces ordinateurs étaient si énormes qu'ils occupaient des pièces entières. Pour effectuer des opérations, ils se sont appuyés sur l'utilisation du langage machine, qui était le langage de programmation le plus bas niveau que les ordinateurs comprenaient, et ils ne pouvaient résoudre qu'un problème à la fois.

Le tube à vide était un composant électronique qui avait une efficacité de travail beaucoup plus faible. Par conséquent, il ne pourrait pas fonctionner correctement sans un excellent système de refroidissement afin qu'il ne soit pas endommagé.

Le support d'entrée des ordinateurs de première génération était basé sur des cartes perforées et la sortie était affichée sous forme d'imprimés. Il a fallu des jours et même des semaines aux opérateurs pour organiser le câblage afin de résoudre un nouveau problème.

Origine et histoire de la première génération

Ordinateur Atanasoff-Berry

Le mathématicien et physicien John Atanasoff, cherchant des moyens de résoudre automatiquement des équations, entreprit de clarifier ses pensées en 1937, en notant les caractéristiques de base d'une machine informatique électronique.

Cette machine a résolu des équations, bien qu'elle ne puisse pas être programmée. Il a été produit avec le soutien de Clifford Berry.

L'informatique passe à l'électronique

La Seconde Guerre mondiale a agi en tant que sage-femme à la naissance de l'ordinateur électronique moderne. Les demandes militaires de calculs ainsi que les budgets de guerre élevés ont stimulé l'innovation.

Les premiers ordinateurs électroniques étaient des machines conçues pour des tâches spécifiques. Leur mise en place était fastidieuse et longue.

Le premier ordinateur électronique, appelé ENIAC, a été déclassifié à la fin de la Seconde Guerre mondiale, ce qui a incité des ingénieurs du monde entier à se renseigner sur la manière de construire un ordinateur égal ou supérieur.

L'équipe qui a travaillé à l'ENIAC a été la première à reconnaître l'importance du concept de stockage du programme dans l'ordinateur.

Ces premières machines étaient généralement contrôlées par un câblage connecté à la carte mère ou par une série d'adresses codées sur du ruban de papier.

Ainsi, bien que ces machines étaient clairement programmables, leurs programmes n'étaient pas stockés en interne dans l'ordinateur.

John von Neumann

Ce mathématicien a rédigé un rapport établissant le cadre conceptuel des ordinateurs à programme stocké.

Il a encouragé l'IAS (Institute for Advanced Study) à ne pas faire uniquement des études théoriques, mais à ce que cela puisse être mis en pratique en fabriquant un véritable ordinateur.

École Moore

Cette école a répondu en 1946 avec une série de conférences. Les participants ont découvert ENIAC, les techniques générales de construction d'ordinateurs, ainsi que la nouvelle idée de stocker des programmes en mémoire, ce que personne n'avait encore fait.

L'un des assistants, Maurice Wilkes, a dirigé l'équipe britannique qui a construit l'EDSAC à Cambridge en 1949.

D'autre part, Richard Snyder a dirigé l'équipe américaine qui a terminé l'EDVAC à l'école Moore.

L'ordinateur programme stocké développé par von Neumann est devenu opérationnel en 1951. L'IAS a rendu sa conception librement disponible. Cela a répandu des machines similaires à travers le monde.

Caractéristiques de la première génération d'ordinateurs

Résolvez un seul problème à la fois

Les ordinateurs de première génération étaient définis par le fait que les instructions de fonctionnement étaient conçues spécifiquement pour effectuer la tâche pour laquelle l'ordinateur devait être utilisé.

Technologie utilisée

Ces ordinateurs utilisaient des tubes à vide pour les circuits CPU et des tambours magnétiques pour le stockage des données, ainsi que des dispositifs de commutation électriques.

Une mémoire à noyau magnétique a été utilisée comme mémoire principale. Les périphériques d'entrée étaient des bandes de papier ou des cartes perforées.

Vitesse de traitement

Les vitesses du processeur étaient extrêmement faibles. Ils ont eu un traitement lent, inefficace et peu fiable en raison de la faible précision. Seuls des calculs numériques simples et directs peuvent être effectués.

Coût

Les ordinateurs coûtaient très cher à faire fonctionner. Les ordinateurs de cette génération étaient de très grande taille, occupant un espace de la taille d'une pièce.

De plus, ils utilisaient une grande quantité d'électricité, générant beaucoup de chaleur, ce qui les faisait souvent tomber en panne.

Langage de programmation

Les ordinateurs de première génération recevaient des instructions en langage machine (0 et 1) ou via des signaux électriques marche / arrêt. Il n'y avait pas de langages de programmation.

Plus tard, le langage d'assemblage a été développé pour une utilisation dans les ordinateurs de première génération.

Une fois que le monde a vu qu'un programme informatique était stocké en interne, les avantages étaient évidents. Chaque université, institut de recherche et laboratoire en voulait un.

Cependant, il n'y avait pas de fabricants d'ordinateurs électroniques commerciaux avec des programmes enregistrés. Si vous en vouliez un, vous deviez le construire.

Beaucoup de ces premières machines étaient basées sur des conceptions publiées. D'autres se sont développés indépendamment.

Logiciel

Pour programmer les premiers ordinateurs électroniques, des instructions ont été données dans une langue qu'ils pouvaient facilement comprendre. C'était un langage machine ou binaire.

Toute instruction dans ce langage est donnée sous forme de séquences de 1 et 0. Le symbole 1 représente la présence d'une impulsion électrique et le 0 représente l'absence d'impulsion électrique.

Une chaîne de 1 et de 0, telle que 11101101, a une signification spécifique pour l'ordinateur, même si elle ressemble à un nombre binaire.

L'écriture de programmes en langage machine était très fastidieuse, elle n'était donc réalisée que par des experts. Toutes les instructions et données ont été envoyées à l'ordinateur sous forme numérique binaire.

Programmation de bas niveau

Ces machines étaient destinées aux opérations de bas niveau. Les systèmes ne pouvaient résoudre qu'un seul problème à la fois. Il n'y avait ni langage d'assemblage ni logiciel de système d'exploitation.

Par conséquent, l'interface avec les ordinateurs de première génération se faisait via des panneaux de brassage et un langage machine. Les techniciens ont câblé des circuits électriques en connectant de nombreux fils aux prises.

Ensuite, ils ont été placés dans des cartes perforées spécifiques et une sorte de calcul a été attendue pendant des heures tout en étant également convaincue que chacun des milliers de tubes à vide ne serait pas endommagé pendant ce processus, afin de ne pas avoir à refaire cette procédure.

Le travail informatique était effectué par lots, de sorte que dans les années 1950, le système d'exploitation s'appelait le système de traitement par lots.

Programme stocké en interne

Les premiers ordinateurs combinaient les calculs avec une grande rapidité, mais seulement après un processus minutieux de configuration des programmes.

Personne ne sait qui a inventé la solution innovante de stockage d'instructions qui vous indiquent quoi faire dans la mémoire de votre ordinateur. Ce fut la naissance du logiciel, utilisé depuis par tous les ordinateurs.

La machine expérimentale de Manchester a été le premier ordinateur à exécuter un programme à partir de la mémoire.

Cinquante-deux minutes était le temps que cet ordinateur utilisait pour exécuter un programme de 17 instructions. Ainsi, en 1948, l'ordinateur à programme enregistré est né.

Matériel

En plus d'avoir des milliers de résistances et de condensateurs, les ordinateurs de première génération utilisaient jusqu'à plus de 18 000 tubes à vide, ce qui signifiait que les installations informatiques couvraient des pièces entières.

Tubes vides

La principale technologie des ordinateurs de première génération était les tubes à vide. De 1940 à 1956, les tubes à vide ont été largement utilisés dans les ordinateurs, donnant lieu à la première génération d'ordinateurs.

Ces ordinateurs utilisaient des tubes à vide pour l'amplification du signal et la commutation. Les tubes étaient constitués de récipients en verre scellés, de la taille d'une ampoule.

Le verre scellé permettait au courant de circuler sans fil depuis les filaments vers les plaques métalliques.

Le tube à vide a été inventé en 1906 par Lee De Forest. Cette technologie était essentielle au cours de la première moitié du 20e siècle, car elle était utilisée pour fabriquer des téléviseurs, des radars, des appareils à rayons X et une grande variété d'autres appareils électroniques.

Les tubes à vide ont démarré et terminé les circuits en s'allumant et en s'éteignant lorsqu'ils étaient connectés ou déconnectés.

Moyens d'entrée et de sortie

L'entrée et la sortie se faisaient à l'aide de cartes perforées, de tambours magnétiques, de machines à écrire et de lecteurs de cartes perforées. Au départ, les techniciens ont perforé manuellement les cartes avec des trous. Cela a été fait plus tard à l'aide d'ordinateurs.

Des machines à écrire électroniques, programmées pour écrire sur une bande de papier ou un lecteur de cartes perforées, ont été utilisées pour imprimer les rapports.

Ordinateurs en vedette de cette génération

ENIAC

Le premier ordinateur électronique à usage général, appelé ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer), a été construit entre 1943 et 1945. Il utilisait 18 000 tubes à vide et 70 000 résistances.

C'était le premier ordinateur à grande échelle à fonctionner électroniquement, sans être freiné par aucun composant mécanique.

Son poids était de 30 tonnes. Il mesurait environ 30 mètres de long et nécessitait un grand espace pour son installation. Il pouvait calculer à raison de 1 900 sommes par seconde. Il a été programmé avec un câblage branché sur la carte mère.

Il était 1000 fois plus rapide que les anciens ordinateurs électromécaniques, même s'il était un peu lent lors de la tentative de reprogrammation.

Il a été conçu et construit à la Moore School of Engineering de l'Université de Pennsylvanie par les ingénieurs John Mauchly et Presper Eckert.

L'ENIAC a été utilisé pour effectuer des calculs liés à la guerre, tels que des calculs pour aider à la construction de la bombe atomique. Aussi pour les prévisions météorologiques.

EDSAC

Cet ordinateur a été développé en Grande-Bretagne. Il est devenu le premier ordinateur à programme stocké non expérimental en 1949.

Il utilisait une mémoire de lignes à retard au mercure, qui fournissait de la mémoire à de nombreux ordinateurs de première génération.

Modèle pilote ACE

Cette machine a été achevée par Alan Turing en Grande-Bretagne en 1950. Bien qu'elle ait été construite comme ordinateur de test, elle a fonctionné normalement pendant cinq ans.

UNIVAC

L'UNIVAC a été le premier ordinateur à usage commercial. Source de l'image: Wikimedia.org

UNIVAC (Universal Automatic Computer) a été le premier ordinateur conçu pour un usage commercial et non militaire. Publié en 1951 à un client commercial, le United States Census Bureau, pour dénombrer la population générale.

Il pourrait exécuter dix fois plus de sommes par seconde que l'ENIAC. En dollars courants, l'UNIVAC était au prix de 4 996 000 dollars.

Il a ensuite été utilisé pour gérer la masse salariale, les registres et même pour prédire les résultats des élections présidentielles de 1952.

Contrairement aux 18 000 tubes à vide de l'ENIAC, UNIVAC I n'a utilisé qu'un peu plus de 5 000 tubes à vide. Il faisait également la moitié de la taille de son prédécesseur, vendant près de 50 unités.

Avantages et inconvénients

avantage

- L'avantage de la technologie des tubes à vide est qu'elle a rendu possible la fabrication d'ordinateurs électroniques numériques. Les tubes à vide étaient les seuls appareils électroniques disponibles à l'époque, ce qui rendait l'informatique possible.

- Ces ordinateurs étaient les appareils informatiques les plus rapides de leur temps. Ils avaient la capacité de calculer les données en millisecondes.

- Ils peuvent exécuter efficacement des problèmes mathématiques complexes.

Désavantages

- Les ordinateurs étaient de très grande taille. Son poids était d'environ 30 tonnes. Par conséquent, ils n'étaient pas du tout portables.

- Ils étaient basés sur des tubes à vide, qui ont été rapidement endommagés. L'ordinateur surchauffait très rapidement en raison des milliers de tubes à vide. Par conséquent, un grand système de refroidissement était nécessaire. Le métal émettant des électrons brûle facilement dans des tubes à vide.

- Ils pourraient stocker une petite quantité d'informations. Des tambours magnétiques ont été utilisés, ce qui a fourni très peu de stockage de données.

-Ils avaient une utilisation commerciale limitée, car leur production commerciale était très coûteuse.

- L'efficacité du travail était faible. Les calculs ont été effectués à très faible vitesse.

- Des cartes perforées ont été utilisées pour l'entrée.

- Ils avaient des capacités de programmation très limitées. Seul le langage machine peut être utilisé.

- Ils ont nécessité une grande consommation d'énergie.

- Ils n'étaient pas très fiables. Un entretien constant était nécessaire et ils fonctionnaient très mal.

Références

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