Manchester Mark I - Définition

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Introduction

Le Manchester Mark I était un des premiers ordinateurs électroniques. Il fut développé à l'université de Manchester à partir de la Small-Scale Experimental Machine (SSEM), le premier ordinateur électronique à programme enregistré en mémoire du monde. Il était également appelé Manchester Automatic Digital Machine (MADM) (« machine numérique autonome de Manchester »). Les travaux furent lancés en août 1948 et la première version fut opérationnelle en avril 1949. Un programme écrit pour chercher des nombres premiers de Mersenne fonctionna sans erreur pendant neuf heures dans la nuit du 16 au 17 juin 1949.

Le fonctionnement correct de la machine fut largement couvert par la presse britannique, qui utilisa l'expression « cerveau électronique » pour le décrire aux lecteurs. Cette description provoqua une réaction du directeur du département de neurochirurgie de l'université de Manchester, à l'origine d'un long débat sur la possibilité pour un ordinateur électronique d'être vraiment créatif.

L'objectif initial du développement du Mark I était de fournir un outil de calcul situé dans l'université de Manchester, pour permettre aux chercheurs de prendre de l'expérience dans l'utilisation en pratique d'ordinateurs, mais il devint aussi très rapidement un prototype sur lequel fut basée la conception du Ferranti Mark I. Le développement cessa à la fin de 1949, et la machine fut mise au rebut à la fin de 1950. Elle fut remplacée en février 1951 par un Ferranti Mark I, le premier ordinateur généraliste commercialisé du monde.

Du point de vue historique, l'innovation essentielle du Mark I est l'inclusion de registres d'index, une innovation qui facilita la lecture séquentielle par un programme d'un vecteur de mots en mémoire. Trente-quatre brevets furent déposés à la suite du développement de la machine, et nombre d'idées dont était issue sa conception furent incorporées par la suite dans des produits commerciaux tels que les IBM 701 et 702 et le Ferranti Mark I. Frederic Calland Williams et Tom Kilburn, qui dirigèrent la conception de la machine, conclurent de leur expérience avec le Mark I que les ordinateurs seraient plus utilisés pour des applications scientifiques que dans le domaine des mathématiques pures. En 1951, ils commencèrent le développement du successeur du Mark I, doté d'une unité de calcul en virgule flottante. Cette machine, appelée Meg, exécuta son premier programme en 1954.

Contexte

Principe de l'architecture de von Neumann

En 1936, le mathématicien Alan Turing publia une définition d'une « machine à calculer universelle », un calculateur dont le programme était enregistré sur une bande, avec les données sur lesquelles il travaillait. Turing prouva qu'une telle machine était capable de résoudre tout problème mathématique pour lequel il est possible d'écrire un algorithme. Pendant les années 1940, Turing et d'autres, comme Konrad Zuse, développèrent l'idée d'enregistrer le programme et les données dans la mémoire d'un ordinateur, au lieu d'une bande, mais on considère généralement que c'est le mathématicien John von Neumann qui a défini cette architecture d'ordinateur, sur laquelle le Manchester Mark I était basé.

La construction d'un ordinateur à architecture de von Neumann dépendait de la disponibilité d'un support de mémoire approprié. La Small-Scale Experimental Machine (SSEM), le premier ordinateur à programme enregistré en mémoire du monde, construit par l'université de Manchester, avait démontré la viabilité de l'enregistrement du programme en mémoire et du tube de Williams, une forme primitive de mémoire informatique basée sur un tube cathodique (CRT) standard, en exécutant son premier programme en juin 1948. Les premiers ordinateurs électroniques étaient généralement programmés par recâblage, ou par des panneaux de contrôle. Au contraire des ordinateurs modernes, ils n'avaient pas de programme séparé enregistré en mémoire. Il pouvait falloir plusieurs jours pour reprogrammer l'ENIAC, par exemple . D'autres chercheurs développaient des ordinateurs à programme enregistré en mémoire, notamment le Pilot ACE au National Physical Laboratory, l'EDSAC à l'université de Cambridge, l'EDVAC par l'armée américaine. La SSEM et le Mark I se distinguaient essentiellement par l'utilisation de tubes de Williams comme support de mémoire, au lieu de lignes de délai au mercure.

Le développement de la SSEM commença vers août 1948. Conçue essentiellement comme un prototype pour le Manchester Mark I, elle devait fournir à l'université un outil de calcul plus réaliste. En octobre 1948, Ben Lockspeiser, scientifique en chef du gouvernement britannique, assista à une démonstration du prototype du Mark I au cours d'une visite à l'université de Manchester. Lockspeiser fut si impressionné par ce qu'il vit qu'il lança immédiatement un contrat gouvernemental avec l'entreprise locale Ferranti pour fabriquer une version commerciale de la machine, le Ferranti Mark I. Dans sa lettre à l'entreprise, datée d'octobre 1948, Lockspeiser autorise la compagnie à « lancer le projet dont nous avons parlé, c'est-à-dire construire une machine à calculer électronique selon les instructions du professeur F. C. Williams » . À partir de ce moment, le développement du Mark I avait l'objectif supplémentaire de fournir à Ferranti le design sur lequel baser leur machine commercial. Le contrat du gouvernement avec Ferranti dura cinq ans à partir de novembre 1948, pour un montant estimé à 35 000 £ par an, soit environ 950 000 £ de 2010.

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