Le métier qui lit des cartes.
À Lyon, capitale de la soie, tisser un motif compliqué demandait deux personnes : le tisserand, et un enfant juché sur le métier qui soulevait les bons fils à chaque passage. Joseph-Marie Jacquard remplace l’enfant par une chaîne de cartes en carton percées de trous.
1Perce une carte et vérifie ton hypothèse
J’observe
Perce les cartes, regarde le tissu.
Chaque ligne de la grille est une carte : un trou laisse passer une aiguille, qui lève le fil correspondant ; pas de trou, le fil reste en bas. Clique sur les cases pour percer. Le tissu à droite répète la chaîne de cartes.
Construis-la toi-même
Le métier Jacquard se manipule maintenant sur l’établi (étape 2), en version complète.
Fils levés en couleur, fils baissés en crème.
L’atelier de Babbage et Lovelace.
Des cartes de Jacquard, des roues de laiton et les carnets d’Ada : réinvente les machines qu’ils ont imaginées, avant de découvrir leur histoire.
2Essaie les 4 instrumentsClique sur les objets de la table. Chacun se manipule : c’est toi qui réinventes.
Des tables pleines d’erreurs.
Au XIXᵉ siècle, marins, ingénieurs et banquiers calculent avec des livres de tables : logarithmes, positions des étoiles, intérêts. Ces tables sont calculées à la main par des « calculateurs », puis recopiées et imprimées. À chaque étape, des erreurs se glissent. Un jour de 1821, Charles Babbage et son ami l’astronome John Herschel vérifient deux tables ligne à ligne.
3Trouve les erreurs
Les calculateurs de Prony
À Paris, dans les années 1790, l’ingénieur Gaspard de Prony organise le calcul de tables immenses comme une usine : quelques mathématiciens choisissent les formules, quelques calculateurs les préparent, et des dizaines d’employés ne font… que des additions et des soustractions. Babbage a lu ce récit.
Le cri de Babbage
Exaspéré par les erreurs, Babbage aurait lancé : « Je voudrais que ces calculs aient été faits par une machine à vapeur ! » Puisque les employés de Prony ne font que des additions, une machine pourrait faire leur travail, sans jamais se tromper ni recopier de travers.
À toi de vérifier
Cette table des carrés contient deux erreurs.
Clique sur les lignes fausses. Astuce : regarde de combien chaque carré augmente par rapport au précédent.
Calculer sans multiplier.
Multiplier avec des engrenages, c’est très compliqué. Additionner, c’est facile : une roue qui fait un tour entraîne la suivante, comme un compteur kilométrique. Babbage cherche donc à calculer des tables entières avec des additions seulement.
4Vérifie ton hypothèse et tourne la manivelleConstruis-la toi-même
La machine à différences se manipule maintenant sur l’établi (étape 2), en version complète.
La machine à différences, en vrai
Chaque colonne est une pile de roues. À chaque tour de manivelle, la colonne de droite s’ajoute à celle du milieu, qui s’ajoute à celle de gauche. Choisis un polynôme et tourne.
Une machine qui ne fut jamais finie.
En 1823, le gouvernement britannique finance la machine à différences. Elle doit compter 25 000 pièces et peser une quinzaine de tonnes. En 1832, l’ingénieur Joseph Clement assemble un fragment de 2 000 pièces qui fonctionne parfaitement. Puis tout s’arrête.
5Vérifie ton hypothèse
L’idée qui change tout.
La machine à différences ne sait faire qu’une chose : des tables par additions. En 1834, Babbage imagine une machine bien plus ambitieuse, la machine analytique, capable de faire n’importe quel calcul. Et pour lui dire quoi faire, il emprunte une idée… au métier Jacquard.
6Retrouve les pièces de l’ordinateur
Je compare
À quoi correspond chaque pièce dans ton ordinateur ?
Voici les quatre parties de la machine analytique, décrites par Babbage. Pour chacune, choisis son équivalent dans un ordinateur ou un téléphone d’aujourd’hui.
Ada, la première programmeuse.
Ada est la fille du poète Lord Byron, qu’elle n’a jamais connu. Sa mère, passionnée de mathématiques, lui fait étudier les sciences pour la détourner de la poésie. Le 5 juin 1833, à 17 ans, Ada voit le fragment de la machine à différences dans le salon de Babbage. Elle comprend immédiatement son principe.
7Programme la machine
Les Notes de 1843
Un ingénieur italien, Luigi Menabrea, publie un article sur la machine analytique. Ada le traduit en anglais et y ajoute sept notes, de A à G, trois fois plus longues que l’article. Elle les signe de ses seules initiales, A.A.L.
La note G
Ada y détaille, opération par opération, comment la machine calculerait une suite difficile, les nombres de Bernoulli. C’est le premier programme informatique publié, destiné à une machine qui n’existait pas encore.
Programme comme Ada
Additionner 1 + 2 + 3 + … + 100.
Construis-la toi-même
La machine analytique se manipule maintenant sur l’établi (étape 2), en version complète.
Le programme en cartes
Trois cases mémoire : V1 (le nombre à ajouter), V2 (le total), V3 (la limite, 100). Quatre cartes suffisent, dont une qui fait revenir en arrière. Lance le programme pas à pas ou d’un coup.
Une machine qui pourrait composer.
Babbage voit dans sa machine un super-calculateur. Ada va plus loin : la machine manipule des symboles, et un symbole peut représenter autre chose qu’un nombre. Elle écrit que si l’on savait exprimer les relations entre les sons, la machine pourrait composer de la musique. Elle ajoute que la machine analytique « tisse des motifs algébriques, comme le métier Jacquard tisse des fleurs et des feuilles ».
8Classe les tâchesJe teste l’idée d’Ada
Une machine à calculer pourrait-elle faire ça ?
Pour chaque tâche, dis si une machine qui ne manipule que des nombres peut la faire, à condition de coder la chose en nombres.
Du carton au bit.
La machine analytique ne sera jamais construite. Mais la carte perforée continue sa route. Aux États-Unis, le recensement de 1880 a demandé huit ans de dépouillement à la main. Pour celui de 1890, Herman Hollerith code chaque habitant sur une carte : un trou pour « homme », un trou pour l’âge… Une machine électrique compte les trous. La population totale est connue en quelques semaines.
9Code une lettre en trous
Trou ou pas trou
Un trou, c’est un 1. Pas de trou, c’est un 0.
L’entreprise de Hollerith deviendra IBM en 1924, et les cartes perforées serviront à programmer les ordinateurs jusque dans les années 1970. Aujourd’hui, les trous sont devenus des bits. Tape une lettre : voici comment ton ordinateur la stocke, en 8 trous.
Code ASCII, utilisé depuis les années 1960 : A vaut 65, soit 01000001 en binaire.
Des idées en avance d’un siècle.
Ni Babbage ni Lovelace n’ont vu fonctionner la machine dont ils rêvaient. Parcours la suite de l’histoire.
10Parcours la friseLes pièces d’un ordinateur.
Tu as retrouvé, une à une, les idées qui font un ordinateur.
Un programme
Une suite d’instructions sur un support qu’on change sans toucher à la machine : les cartes de Jacquard.
Des opérations simples
Des tâches compliquées réduites à des additions répétées : la méthode des différences.
Mémoire et processeur
Un magasin qui garde les nombres, un moulin qui calcule : l’architecture de la machine analytique.
Des symboles
Des boucles, et des nombres qui peuvent représenter de la musique ou du texte : la vision d’Ada.
Ton carnet
Les autres ateliers.
Les ateliers du bonus Théodore Fashion Geek, de Babbage à Internet. Choisis ton prochain établi.
