# Qu’était la machine analytique de Babbage?

Date: 2019-06-25 · Author: Robert Scales · https://guidetoartificialintelligence.com/fr/apprendre/machine-analytique-de-babbage/

**Answer:** La machine analytique était un ordinateur mécanique polyvalent que Charles Babbage a conçu à partir du milieu des années 1830 et décrit pour la première fois en 1837. Elle avait une mémoire (le « magasin »), une unité de calcul (le « moulin ») et des instructions fournies sur cartes perforées, le même plan de base que suivent aujourd’hui les ordinateurs électroniques.

La première machine de Charles Babbage, la machine à différences, ne savait faire qu’une chose : produire des tables par additions répétées. Pendant que ce projet piétinait, au début des années 1830, Babbage a commencé à se demander si l’on pourrait dire à une machine quoi calculer, au lieu d’intégrer une seule méthode à ses engrenages. La réponse a été la machine analytique, le plan d’une machine capable d’exécuter n’importe quelle suite d’opérations arithmétiques qu’on lui donnait.

Elle n’a jamais été terminée. Même ainsi, les historiens la considèrent comme le premier plan de ce que nous appellerions un ordinateur polyvalent, et son organisation paraît remarquablement familière à quiconque a déjà ouvert un ordinateur moderne.

## Quand l’idée a pris forme

Les dates de la machine analytique se superposent, parce que Babbage n’a cessé de la perfectionner jusqu’à la fin de sa vie. Le travail de conception a commencé vers 1833 ou 1834, pendant que la machine à différences était bloquée. La première description de la nouvelle machine date de 1837; c’est pourquoi on donne habituellement cette année pour l’événement. Entre 1837 et 1840, Babbage a aussi écrit pour elle environ deux douzaines de programmes d’exemple, portant sur des problèmes comme les polynômes et les nombres de Bernoulli.

Il travaillait chez lui, à Londres, où il avait transformé sa remise à voitures en forge et en fonderie, et ses écuries en atelier, et il payait des dessinateurs qualifiés pour mettre ses idées sur papier. Pour suivre des milliers de pièces mobiles, il utilisait un système de symboles qu’il appelait la notation mécanique, publié pour la première fois en 1826.

En 1840, Babbage s’est rendu à Turin, en Italie, et a expliqué la machine à un groupe de scientifiques. Un jeune ingénieur dans l’assistance, Luigi Menabrea, a rédigé en français un compte rendu des discussions en 1842. Ada Lovelace a traduit cet article en anglais en 1843 et y a ajouté de longues notes de sa main, qui sont devenues la description la plus connue de la machine.

## Comment elle devait fonctionner

Babbage divisait la machine en deux parties principales. La première, qu’il appelait le **magasin** (*Store*), conservait tous les nombres en attente d’être utilisés, ainsi que les résultats des étapes précédentes. La seconde était le **moulin** (*Mill*), où se faisaient les calculs proprement dits. Les nombres étaient amenés du magasin au moulin, traités, puis renvoyés.

Les instructions arrivaient sur des cartes perforées, une idée que Babbage avait empruntée au métier Jacquard. Dans ces métiers à tisser, une chaîne de cartes de carton percées de trous déterminait quels fils étaient soulevés, si bien que le même jeu de cartes tissait toujours le même motif. Babbage faisait remarquer qu’un tisserand pouvait changer la couleur des fils sans que le motif change. Dans la machine, les cartes fixaient la méthode, et les nombres étaient les couleurs.

Il y avait différentes sortes de cartes :

- Les **cartes d’opération** disaient quoi faire : additionner, soustraire, multiplier ou diviser.
- Les **cartes de variables** indiquaient dans quelles colonnes du magasin prendre les nombres, et où placer la réponse.
- Les **cartes de nombres** fournissaient les constantes dont le calcul avait besoin.

Babbage prévoyait que la machine traiterait des nombres de cinquante chiffres. Il estimait qu’elle pourrait faire une soixantaine d’additions ou de soustractions par minute, ou multiplier deux nombres de cinquante chiffres en une minute environ. Les descriptions de son plan donnent au magasin de la place pour environ 1 000 nombres, et la machine pouvait imprimer des résultats, perforer de nouvelles cartes, tracer des graphiques et même faire sonner une cloche. Surtout, elle pouvait aussi revenir en arrière et répéter un ensemble de cartes, ou sauter plus loin selon un résultat. Ces deux capacités, la boucle et le branchement, sont ce qui permet à un court programme de résoudre un long problème.

## Un exemple concret : un programme de deux cartes

Supposons que vous vouliez que la machine calcule (a + b) × c. Babbage expliquait que chaque carte d’opération a besoin de trois cartes de variables : deux pour nommer les entrées et une pour nommer l’endroit où va le résultat. Avec a dans la colonne V1, b dans V2 et c dans V3, le programme ressemble à ceci :

| Étape | Carte d’opération | Entrées | Le résultat va dans |
|---|---|---|---|
| 1 | Additionner | V1, V2 | V4 |
| 2 | Multiplier | V4, V3 | V5 |

Pour calculer une autre formule, on change les cartes. Pour appliquer la même formule à de nouveaux nombres, on garde les cartes et on règle de nouvelles valeurs sur les roues. Babbage a remarqué que chaque jeu de cartes terminé pourrait donc être réutilisé pour toujours, si bien que la machine se constituerait ce qu’il appelait « une bibliothèque bien à elle ».

> **À essayer :** dans le même format de tableau, écrivez un programme de trois cartes pour (a + b) × (a − b). Quelles colonnes contiendront les résultats intermédiaires, et de combien de colonnes avez-vous besoin au total?

## Pourquoi c’est important

Le Computer History Museum souligne que le plan logique de la machine est, pour l’essentiel, celui qu’ont suivi la plupart des ordinateurs électroniques : une mémoire séparée d’un processeur central, des instructions lues l’une après l’autre et des moyens de faire entrer et sortir les données. Les noms modernes de ses fonctions, comme le branchement conditionnel et les boucles, n’existaient pas du temps de Babbage, mais les idées sont là, dans ses dessins.

Cette séparation entre une machine générale et le programme qu’elle exécute est la raison pour laquelle un seul appareil peut faire bien des tâches. Le téléphone dans votre poche en 2019 n’a pas une machine distincte pour les cartes, la musique et son assistant vocal; il a un processeur et de nombreux programmes. Les systèmes d’IA sont eux aussi des programmes. Un système de reconnaissance vocale ou un système de jeu comme AlphaGo est, au fond, une très longue suite d’instructions qui s’exécute sur un ordinateur polyvalent, le genre de machine que Babbage a été le premier à décrire.

## La machine analytique a-t-elle déjà été construite?

Non, pas en entier. Babbage n’a jamais trouvé le financement et, après le projet difficile de la machine à différences, le gouvernement britannique ne voulait pas payer pour quelque chose d’encore plus gros. Il a produit plus de trente jeux de dessins et a continué, tard dans sa vie, à essayer de concevoir une version plus simple. Une petite pièce expérimentale était en construction quand il est mort, en 1871.

Son fils, Henry Prevost Babbage, a poursuivi le travail par intermittence entre 1880 et 1910 et a construit une partie du moulin et une unité d’impression. En 1910, elle a calculé une liste de multiples de pi, quoique cette liste contienne des erreurs. Les visiteurs peuvent voir cette pièce au Science Museum de Londres. Auparavant, en 1878, la British Association, une grande société savante, avait demandé à un comité de l’examiner; le comité a qualifié le plan de « merveille d’ingéniosité mécanique » tout en déconseillant de le construire, notamment parce que personne ne pouvait en estimer le coût.

La question reste ouverte. En 2010, le programmeur John Graham-Cumming a lancé une campagne appelée Plan 28 pour étudier en détail les dessins de Babbage, dans le but de finir par construire la machine. Les experts ont constaté que les dessins ne forment pas encore un plan unique et cohérent; pour l’instant, la machine analytique existe donc sur papier, en quelques fragments et sous la forme d’un ensemble d’idées que chaque ordinateur a suivies depuis.

## Sources

- Of the Analytical Engine (chapter VIII of Passages from the Life of a Philosopher): https://www.fourmilab.ch/babbage/lpae.html
- The Engines (The Babbage Engine): https://www.computerhistory.org/babbage/engines/
- Analytical engine: https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Analytical_engine&oldid=893309115