Histoire de l'informatique

On présente trois machines : (a) une Pascaline (1642), (b) la machine analytique de Babbage (1837) et (c) un ordinateur moderne. Pour chacune, indique si elle est PROGRAMMABLE et justifie. Quel est l'apport d'Ada Lovelace ?

1. 011. La Pascaline (a)

   Conçue vers 1642 et présentée publiquement en 1645, elle réalise additions et soustractions par un train d'engrenages câblé. L'opération est FIXE : on ne peut pas lui faire exécuter une autre tâche en changeant des instructions. Ce n'est donc PAS une machine programmable, c'est une calculatrice mécanique.

2. 022. La machine analytique (b)

   Babbage prévoit un « moulin » (unité de calcul) et un « magasin » (mémoire), pilotés par des cartes perforées qui encodent une suite d'instructions. On peut donc CHANGER la tâche en changeant les cartes : la machine est conçue comme PROGRAMMABLE. Elle n'a jamais été achevée, mais son importance est conceptuelle.

3. 033. L'ordinateur moderne (c)

   Il exécute un PROGRAMME ENREGISTRÉ en mémoire, qu'on peut remplacer sans modifier le matériel. C'est la programmabilité par programme enregistré qui le définit, pas la vitesse de calcul.

4. 044. Apport d'Ada Lovelace

   En 1843, en annotant la machine de Babbage, elle décrit une suite d'instructions pour calculer les nombres de Bernoulli : c'est souvent présenté comme le PREMIER ALGORITHME destiné à une machine, et elle anticipe l'idée d'une machine manipulant des symboles au-delà des nombres.

Résultat : (a) non programmable (opération câblée) ; (b) programmable par cartes perforées (ancêtre conceptuel) ; (c) programmable par programme enregistré. Le critère décisif est la programmabilité, et Lovelace en propose le premier usage concret avec un algorithme.

L'ENIAC (1945) se reprogrammait en modifiant des câblages et des interrupteurs, ce qui demandait des jours. Explique, à l'aide de l'architecture de von Neumann, pourquoi le principe du « programme enregistré » a constitué un progrès décisif.

1. 011. Le problème de l'ENIAC

   Le programme de l'ENIAC était matérialisé par le CÂBLAGE de la machine. Changer de calcul imposait de recâbler physiquement et de régler des interrupteurs : long, coûteux et source d'erreurs.

2. 022. L'idée du programme enregistré

   Dans l'architecture de von Neumann, le programme est une suite d'instructions ÉCRITES EN MÉMOIRE, au même endroit que les données. Pour changer de tâche, il suffit de charger un autre programme en mémoire — aucune intervention matérielle.

3. 033. Conséquence

   L'ordinateur devient UNIVERSEL et reprogrammable en logiciel : on passe de la modification du matériel à la modification du logiciel, ce qui fait exploser la souplesse d'usage et ouvre la voie au logiciel comme activité à part entière.

Résultat : Le « programme enregistré » remplace le recâblage matériel par le chargement d'un programme en mémoire : c'est ce qui rend l'ordinateur réellement polyvalent et facilement reprogrammable.

Classe les quatre cas suivants en « libre » ou « non libre », et « gratuit » ou « payant » : (1) une distribution Linux téléchargeable sans frais et modifiable ; (2) un jeu propriétaire gratuit dont le code source est fermé ; (3) un logiciel libre vendu sur un support payant avec son code source ; (4) un logiciel propriétaire payant. Conclus sur la différence entre « libre » et « gratuit ».

1. 011. Distribution Linux

   Code source accessible, modifiable et redistribuable : LIBRE. Téléchargée sans frais : GRATUITE. Donc libre ET gratuite.

2. 022. Jeu propriétaire gratuit

   Aucun accès au code source, pas de droit de modification : NON LIBRE. Mais distribué sans frais : GRATUIT. Donc non libre mais gratuit — preuve que gratuit n'implique pas libre.

3. 033. Logiciel libre vendu

   Le code source est fourni avec les libertés d'usage, d'étude, de modification et de redistribution : LIBRE. Vendu sur un support : PAYANT. Donc libre mais payant — preuve que libre n'implique pas gratuit.

4. 044. Logiciel propriétaire payant

   Code fermé, pas de liberté : NON LIBRE, et PAYANT.

Résultat : « Libre » qualifie les LIBERTÉS sur le code source (usage, étude, modification, redistribution) ; « gratuit » qualifie le PRIX. Les cas 2 et 3 montrent que les deux notions sont indépendantes.

On modélise le nombre de transistors par $N(t) = N_0 \times 2^{t/2}$, avec $t$ en années et un doublement tous les deux ans. (a) Par combien $N$ est-il multiplié en 10 ans ? (b) Montre que $\log_2 N(t)$ est une fonction affine de $t$ et explique pourquoi la courbe est une droite en échelle logarithmique.

1. 01a) Facteur sur 10 ans

   On calcule le rapport $N(t+10)/N(t)$. Comme $N(t)=N_0\times 2^{t/2}$, ce rapport vaut $2^{(t+10)/2 - t/2} = 2^{5} = 32$.

   $$\dfrac{N(t+10)}{N(t)} = 2^{\frac{t+10}{2}-\frac{t}{2}} = 2^{5} = 32$$
2. 02b) Passage au logarithme

   On applique $\log_2$ à $N(t)=N_0\times 2^{t/2}$. Avec $\log_2(ab)=\log_2 a+\log_2 b$ et $\log_2(2^{t/2})=t/2$, on obtient une expression affine en $t$.

   $$\log_2 N(t) = \log_2 N_0 + \dfrac{t}{2}$$
3. 03c) Interprétation graphique

   $\log_2 N(t)$ est de la forme $at+b$ avec $a=\tfrac{1}{2}$ : c'est une DROITE. Représenter $N$ sur un axe vertical logarithmique revient à tracer $\log_2 N$ : on obtient donc une droite, ce qui rend lisibles à la fois les petites et les très grandes valeurs.

Résultat : En 10 ans, le nombre de transistors est multiplié par $32$ (soit cinq doublements). Et puisque $\log_2 N(t) = \log_2 N_0 + t/2$ est affine, la croissance exponentielle apparaît comme une droite en échelle logarithmique.

On te demande de discuter une évolution technique du thème en montrant ses bénéfices ET ses enjeux. Prends l'exemple de l'essor d'Internet et du Web (1969-1991) et structure un argumentaire en trois temps : société, éthique, environnement, chacun appuyé sur un repère.

1. 011. Repère historique

   ARPANET (1969) puis la suite TCP/IP (années 1980) construisent le réseau ; le Web (Berners-Lee, CERN, 1989-1991) le rend accessible au grand public. Partir de faits datés ancre l'argumentaire.

2. 022. Bénéfice sociétal

   Le Web démocratise l'accès à l'information et au savoir, facilite la collaboration mondiale (encyclopédies collaboratives, science ouverte) et de nouvelles formes de travail et d'échanges.

3. 033. Enjeu éthique

   La même infrastructure permet la collecte massive de données personnelles, la traçabilité et la diffusion d'informations non vérifiées : se posent les questions de vie privée, de protection des données et de fiabilité.

4. 044. Enjeu environnemental

   Faire fonctionner ce réseau mondial mobilise des centres de données énergivores et une fabrication de terminaux coûteuse en ressources, d'où l'enjeu de sobriété numérique.

5. 055. Conclusion nuancée

   Internet et le Web sont un progrès majeur d'accès au savoir, mais leur usage doit être encadré (données personnelles) et leur empreinte matérielle maîtrisée : un jugement équilibré, pas un avis tranché.

Résultat : Un bon argumentaire RELIE un repère daté à des conséquences précises sur trois plans (société, éthique, environnement) et conclut de manière nuancée — exactement la compétence « mettre en perspective » attendue.