Un ordinateur est un système de traitement de l'information programmable tel que défini par Alan Turing et qui fonctionne par la lecture séquentielle d'un ensemble d'instructions, organisées en programmes, qui lui font exécuter des opérations logiques et arithmétiques. Sa structure physique actuelle fait que toutes les opérations reposent sur la logique binaire et sur des nombres formés à partir de chiffres binaires. Dès sa mise sous tension, un ordinateur exécute, l'une après l'autre, des instructions qui lui font lire, manipuler, puis réécrire un ensemble de données déterminées par une mémoire morte d'amorçage. Des tests et des sauts conditionnels permettent de passer à l'instruction suivante et donc d'agir différemment en fonction des données ou des nécessités du moment ou de l'environnement.
Les données à manipuler par la machine sont acquises soit par la lecture de mémoires, soit en provenance de périphériques internes ou externes (déplacement d'une souris, touche appuyée sur un clavier, déplacement d'un stylet sur une tablette, température et autres mesures physiques…). Une fois utilisés, ou manipulés, les résultats sont écrits soit dans des mémoires, soit dans des composants qui peuvent transformer une valeur binaire en une action physique (écriture sur une imprimante ou sur un moniteur, accélération ou freinage d'un véhicule, changement de température d'un four…). L'ordinateur peut aussi répondre à des interruptions qui lui permettent d’exécuter des programmes de réponses spécifiques à chacune, puis de reprendre l’exécution séquentielle du programme interrompu.
L'histoire des ordinateurs remonte au avec des concepts tels que la machine à différences de Charles Babbage, sans suite directe. Alan Turing formalise mathématiquement la notion d'ordinateur en 1931. Les premières implémentations commencent à émerger au milieu du , notamment grâce aux travaux de von Neumann en 1945, et se développent rapidement avec l'avènement des transistors et des circuits intégrés, ce qui a permis la fabrication de machines plus petites, plus rapides et moins chères. Les années 1970 voient l'émergence des ordinateurs personnels, tandis que les années 1990 sont marquées par l'essor d'Internet et de la communication en réseau.
Étymologie Le mot ordinateur fut introduit par IBM France en 1955IBM France, 1955 : le terme « Ordinateur » est inventé par Jacques Perret, à la demande d'IBM France, Centenaire d'IBM, 16 avril 2014.. après que François Girard, alors responsable du service publicité de l'entreprise, eut eu l'idée de consulter son ancien professeur de lettres à Paris, Jacques Perret. Avec Christian de Waldner, alors président d'IBM France, ils demandèrent au professeur Perret de suggérer un Pierre Guiraud, Problèmes et méthodes de la statistique linguistique, Springer, 1959 ..
En 1911, une description de la machine analytique de Babbage utilisait le mot ordonnateur pour en décrire son organe moteur : L. Jacob, 1911, ..
Le professeur proposa un mot proche de ordonnateur et qui avait aussi la notion d'ordre ecclésiastique dans l'église catholique (ordinant, ordination).. Il suggéra plus précisément ordinatrice électronique, le féminin ayant pu permettre, selon lui, de mieux distinguer l'usage religieux de l'usage comptable du mot..
Histoire thumb|L'image la plus célèbre du début de l'histoire de l'informatiqueThe Most Famous Image in the Early History of Computing From cave paintings to the internet HistoryofScience.com..Ce portrait de Jacquard, tissé en soie sur un métier Jacquard, demandait la lecture de de plus de chacune (1839). Il n'était produit que sur demande. Charles Babbage l'utilisa souvent pour expliquer ses idées sur ce que fut la première esquisse d'un ordinateur, sa machine analytique, qui utilisait des cartes Jacquard pour ses commandes et ses donnéesAnthony Hyman, ed., Science and Reform: Selected Works of Charles Babbage (Cambridge, England: Cambridge University Press, 1989), page 298. Une copie de ce tableau est dans la collection du Science Museum de Londres. (Delve (2007), p. 99)..
Première apparition de l'ordinateur
Selon Bernard Cohen, auteur de l'ouvrage intitulé Howard Aiken: Portrait of a computer pioneer,
Concept initial et réalisation Sans une définition stricte, il est impossible d'identifier la machine qui devint le premier ordinateur. Certaines des étapes fondamentales vont du développement du concept de la machine à calculer programmable, par Charles Babbage en 1837, au premier développement de l'ère de l'informatique, cent ans plus tard.
En 1834, Charles Babbage commence à développer une machine à calculer programmable, sa machine analytique. Il pense la programmer grâce à un cylindre à picots comme dans les automates de Vaucanson. Deux ans plus tard, il remplace ce cylindre par la lecture de cartes Jacquard et ainsi crée une machine à calculer infiniment programmable "The introduction of punched cards into the new engine was important not only as a more convenient form of control than the drums, or because programs could now be of unlimited extent, and could be stored and repeated without the danger of introducing errors in setting the machine by hand; it was important also because it served to crystalize Babbage's feeling that he had invented something really new, something much more than a sophisticated calculating machine." Bruce Collier, 1970..
En 1843, Ada Lovelace écrit le premier programme informatique pour calculer les nombres de Bernoulli, pour la machine analytique qui ne sera jamais construite.
Henry Babbage construisit une version extrêmement simplifiée de lunité centrale de la « machine analytique » de son père et l'utilisa en 1906, pour calculer et imprimer automatiquement les quarante premiers multiples du nombre Pi avec une précision de vingt-neuf décimalesRobert Ligonnière, (1987)., démontrant sans ambiguïté que le principe de la machine analytique est viable était réalisable. En 1886, sa plus grande contribution fut de donner un ensemble mécanique de démonstration d'une des machines de son père à l'université Harvard Fragment of Babbage's first difference engine (page consultée le 18-10-2013).. Cinquante ans plus tard, après avoir entendu la présentation de Howard Aiken sur son super calculateur, un technicien de Harvard, Carmello Lanza, lui fit savoir qu'une machine similaire avait déjà été développée et lui montra l'ensemble mécanique de démonstration donné par Henry Babbage, qui se trouvait dans un des greniers de l'université ; c'est ainsi qu'il découvrit les travaux de Babbage et qu'il les incorpora dans la machine qu'il présente à IBM en 1937Bernard Cohen, (2000).. C'était la troisième fois qu'il essayait de trouver un sponsor pour le développement de sa machine, car son projet avait été rejeté par la Monroe Calculating CompanyBernard Cohen, (2000). puis par l'université Harvard.
Leonardo Torres Quevedo remplaça toutes les fonctions mécaniques de Babbage par des fonctions électromécaniques (addition, soustraction, multiplication et division, mais aussi la lecture de cartes et les mémoires). En 1914 et en 1920, il construisit deux machines analytiques, non programmable, extrêmement simplifiées"…mais ces machines semblent être restées des appareils de démonstration." Louis Couffignal, (1933)., mais qui montraient que des relais électromécaniques pouvaient être utilisés dans une machine à calculer, qu'elle soit programmable ou non. Sa machine de 1914 avait une petite mémoire électromécanique et son arithmomètre de 1920, qu'il développa pour célébrer le centième anniversaire de l'invention de l'arithmomètre, était commandé par une machine à écrire qui était aussi utilisée pour imprimer ses résultats.
Percy Ludgate améliora et simplifia les fonctions mécaniques de Babbage mais ne construisit pas de machine. Enfin, Louis Couffignal essaya au début des années 1930, cité dans la préface par Maurice d'Ocagne, 1933, page VII., de construire une machine analytique , mais sans succès. Cent ans après la conceptualisation de l'ordinateur par Charles Babbage, le premier projet construit sur l'architecture de sa machine analytique aboutit. En 1937, Howard Aiken présenta à IBM un projet de machine à calculer programmable, le premier projet qui finit par une machine qui puisse être, et qui fut, utilisée, et dont les caractéristiques en font presque un ordinateur moderne. Bien que le premier ordinateur ne puisse jamais être déterminé à l’unanimité, le début de l'ère de l'informatique moderne peut être considéré comme la présentation d'Aiken à IBM, en 1937, qui aboutit à l'ASCC.
Calculatrices Les machines à calculer jouèrent un rôle primordial dans le développement des ordinateurs pour deux raisons tout à fait indépendantes. D'une part, pour leurs origines : c'est pendant le développement d'une machine à calculer automatique à imprimante qu'en 1834 Charles Babbage commença à imaginer sa machine analytique, l’ancêtre des ordinateurs. C’était une machine à calculer programmée par la lecture de cartes perforées (inspirées du Métier Jacquard), avec un lecteur de cartes pour les données et un pour les programmes, avec des mémoires, un calculateur central et des imprimantes et qui inspirera le développement des premiers ordinateurs à partir de 1937 ; ce qui nous amènera aux mainframes des années 1960.
D'autre part, leur propagation se fit grâce à la commercialisation en 1971 du premier microprocesseur, l'Intel 4004, qui fut inventé pendant le développement d'une machine à calculer électronique pour la compagnie japonaise Busicom, qui est à l'origine de l'explosion de la micro-informatique à partir de 1975l'Altair 8800 qui eut Bill Gates et Paul Allen comme premiers programmeurs. et qui réside au cœur de tous les ordinateurs actuels quelles que soient leurs tailles ou fonctions (bien que seulement 2 % des microprocesseurs produits chaque année soient utilisés comme unités centrales d'ordinateur, les 98 % restant sont utilisés dans la construction de voitures, de robots ménagers, de montres, de caméras de surveillance Jim Turley, The essential guide to semiconductors, Prentice Hall, New Jersey, 2003, .…).
Électromécanique et mécanographie Outre les avancées observées dans l'industrie du textile et celles de l'électronique, les avancées de la mécanographie à la fin du , pour achever les recensements aux États-Unis, la mécanisation de la cryptographie au début du , pour chiffrer puis déchiffrer automatiquement des messages, le développement des réseaux téléphoniques (à base de relais électromécaniques), sont aussi à prendre en compte pour comprendre l'avènement de ce nouveau genre de machine qui ne calculent pas (comme font/faisaient les calculatrices), mais lisent et interprètent des programmes qui -eux- calculent. Pour le monde des idées, avant l'invention de ces nouvelles machines, l'élément fondateur de la science informatique est en 1936, la publication de l'article . par Alan Turing qui allait déplacer le centre de préoccupation de certains scientifiques (mathématiciens et logiciens) de l'époque, du sujet de la calculabilité (ou décidabilité) ouvert par Hilbert, malmené par Gödel, éclairci par Church, vers le sujet de la mécanisation du calcul (ou calculabilité effective). Dans ce texte de 36 pages, Turing expose une machine théorique capable d'effectuer tout calcul ; il démontre que cette machine est aussi puissante, au niveau du calcul, que tout être humain. Autrement dit, un problème mathématique possède une solution, si et seulement si, il existe une machine de Turing capable de résoudre ce problème. Par la suite, il expose une machine de Turing universelle apte à reproduire toute machine de Turing, il s'agit des concepts d'ordinateur, de programmation et de programme. Il termine en démontrant qu'il existe au moins un problème mathématique formellement insoluble, le problème de l'arrêt.