Que vous regardiez un film sur Netflix, que vous jouiez à un jeu vidéo ou que vous regardiez simplement des photos numériques, votre ordinateur puise régulièrement dans sa mémoire pour obtenir des instructions. Sans mémoire vive, un ordinateur aujourd’hui ne peut même pas démarrer.
Au fil des ans, la mémoire s’est constituée de tubes à vide, de tubes de verre remplis de mercure et, plus récemment, de semi-conducteurs.
Mais les premiers ordinateurs n’avaient pas du tout de mémoire reprogrammable. Jusqu’à la fin des années 1940, chaque fois qu’une machine devait changer de tâche, elle devait être physiquement reprogrammée et recâblée, selon le Science and Industry Museum de Manchester, en Angleterre.
Le premier ordinateur numérique électronique capable de stocker des instructions et des données dans une mémoire de lecture/écriture était la Manchester Small Scale Experimental Machine, connue sous le nom de Manchester « Baby ». Il a exécuté avec succès un programme de mémoire en juin 1948.
Les pionniers de l’informatique Frederic C. Williams, Tom Kilburn et Geoff Tootill ont développé et construit la machine et son système de stockage – le tube Williams-Kilburn – à l’Université de Manchester.
“Le bébé était très limité dans ce qu’il pouvait faire, mais c’était la toute première démonstration réelle de l’informatique électronique à programme stocké, l’approche rapide et flexible utilisée dans presque tous les ordinateurs aujourd’hui”, a déclaré James Sumner, conférencier sur l’histoire de la technologie à l’Université de Manchester, dans une interview avec le Nouvelles du soir de Manchester.
L’IEEE a commémoré Baby comme une étape importante de l’IEEE lors d’une cérémonie tenue le 21 juin à l’université.
Comment bébé s’est souvenu
Après la Seconde Guerre mondiale, des groupes de recherche du monde entier ont commencé à rechercher des moyens de construire des ordinateurs capables d’effectuer plusieurs tâches à partir de la mémoire. L’un de ces chercheurs était l’ingénieur britannique FC Williams, un pionnier du radar qui travaillait au Telecommunications Research Establishment (TRE), à Malvern, en Angleterre.
Williams avait une expérience impressionnante dans les systèmes radar et la recherche en électronique. Il a aidé à développer le système « d’identification : ami ou ennemi », qui utilisait des impulsions radar pour distinguer les avions alliés pendant la guerre.
En raison de son expertise, en 1945, le TRE a chargé Williams d’éditer et de contribuer au contenu d’une série de livres sur les techniques radar. Dans le cadre de ses recherches, il s’est rendu aux Bell Labs à Murray Hill, NJ, pour en savoir plus sur le travail effectué pour supprimer les échos au sol des traces radar sur les CRT. Williams a eu l’idée d’utiliser deux CRT et de stocker la trace radar en la faisant aller et venir entre les deux. Williams est retourné au TRE et a commencé à étudier l’idée, réalisant que l’approche pouvait également être utilisée pour stocker des données numériques, avec un seul CRT. Kilburn, un responsable scientifique au TRE, a rejoint Williams dans ses recherches.
“Le Baby était la toute première démonstration réelle de l’informatique électronique à programme stocké, et l’approche rapide et flexible est utilisée dans presque tous les ordinateurs aujourd’hui.”
Un CRT utilise un canon à électrons pour envoyer un faisceau focalisé d’électrons vers un écran chargé de phosphore. Les luminophores brillent là où le faisceau frappe; la lueur finit par s’estomper jusqu’à ce qu’elle soit à nouveau frappée par le faisceau d’électrons. Pour stocker des données numériques, Williams et Kilburn ont utilisé un faisceau d’électrons plus puissant. Lorsqu’il a touché l’écran, il a écarté quelques électrons, créant brièvement une tache chargée positivement entourée d’un halo négatif. La lecture des données impliquait d’écrire à chaque point de données sur cette plaque et de décoder le modèle de courant généré dans une plaque métallique à proximité, ce qui dépendait de la présence ou non de quelque chose d’écrit à cet endroit auparavant.
Il s’est avéré que les charges d’électrons se sont échappées au fil du temps (tout comme les luminophores sur un écran de télévision s’estompent) et ne permettaient pas au tube de continuer à stocker des données, selon une entrée sur le jalon sur le Wiki d’histoire de l’ingénierie et de la technologie. Pour maintenir la charge, le faisceau d’électrons devait lire à plusieurs reprises les données stockées sur le luminophore et régénérer le motif de charge associé. Un tel rafraîchissement est également utilisé dans la DRAM présente dans les ordinateurs d’aujourd’hui.
En 1946, les hommes ont fait la démonstration d’un appareil pouvant stocker 1 bit. Il s’appelle maintenant le Tube de Williams-Kilburn; parfois juste le Tube Williams.
Toujours en 1946, Williams rejoint l’Université de Manchester en tant que président de son département d’électrotechnologie. Le TRE a temporairement chargé Kilburn de travailler avec lui là-bas, et les deux ont poursuivi leurs recherches au laboratoire de machines informatiques de l’université. Un an plus tard, Williams a recruté l’informaticien Tootill pour rejoindre l’équipe. Et en 1947, ils ont réussi à stocker 2 048 bits à l’aide d’un tube Williams-Kilburn.
Construire le prototype
Pour tester la fiabilité du tube Williams-Kilburn, en 1948, Tilburn et Tootill, avec les conseils du fondateur du Computing Machine Laboratory Max Newman et de l’informaticien Alan Turing, ont construit une machine expérimentale à petite échelle. Cela leur a pris six mois, en utilisant des pièces excédentaires de machines à casser les codes de la Seconde Guerre mondiale. Et le Manchester Baby est né.
Le bébé occupait une pièce entière dans le bâtiment du laboratoire. Il mesurait 5 mètres de long, 2 mètres de haut et pesait près d’une tonne. L’ordinateur se composait de racks métalliques, de centaines de vannes et de tubes à vide, et d’un panneau d’interrupteurs manuels montés verticalement. Les utilisateurs ont entré des programmes en mémoire, petit à petit, via les commutateurs, et ont lu la sortie directement sur la face du tube Williams-Kilburn.
Le 21 juin 1948, Baby lance son premier programme. Écrit par Kilburn pour trouver le facteur le plus élevé d’un entier, il se composait de 17 instructions. La machine a effectué 3,5 millions de calculs en 53 minutes avant d’obtenir la bonne réponse.
En 1953, 17 groupes de conception informatique pionniers dans le monde avaient adopté la technologie Williams-Kilburn RAM.
Administré par le Centre d’histoire de l’IEEE et soutenu par des donateurs, le programme Milestone reconnaît les développements techniques exceptionnels dans le monde. La section IEEE de Manchester a parrainé la nomination pour le bébé. La plaque Baby Milestone, qui doit être affichée à l’extérieur du bâtiment Coupland 1 de l’Université de Manchester, se lit comme suit :
“Sur ce site, le 21 juin 1948, le «Baby» est devenu le premier ordinateur à exécuter un programme stocké dans une mémoire électronique adressable en lecture-écriture. “Baby” a validé les mémoires à accès aléatoire à tube Williams-Kilburn, largement utilisées plus tard, et a conduit au Manchester Mark I de 1949, pionnier des registres d’index. En février 1951, le dérivé commercial de Ferranti Ltd. est devenu le premier ordinateur électronique commercialisé en tant que produit standard livré à un client.
