Le Complex Number Calculator
Une planche en contreplaqué, deux relais récupérés dans une benne, des bandes découpées dans une boîte de tabac, des piles et des ampoules. Qui aurait cru que ces matériaux de fortune assemblés par George R. Stibitz dans sa cuisine en 1937 marqueraient notre histoire de l’informatique ? Ce mathématicien des Bell Telephone Laboratories (Bell Labs) venait de remarquer un parallèle entre les positions des relais téléphoniques et la notation binaire. Son bricolage domestique donna naissance à un additionneur binaire à un chiffre.
Les soirées de Stibitz se transformèrent en séances de conception de circuits pour d’autres opérations arithmétiques. En 1938, il présenta ses travaux à Thornton Fry, chef de la section mathématique du laboratoire. Fry souleva une question pratique : ces calculateurs à relais pourraient-ils traiter des nombres complexes ? Cette tâche mobilisait alors une armée de calculateurs humains chez Bell Labs.
Stibitz s’attela au défi. Les plans furent achevés dès février 1938. Il s’associa avec Sam Williams, un ingénieur spécialiste des commutations. Leur collaboration porta ses fruits en 1939 avec l’achèvement du Complex Number Calculator.
La machine brillait par ses innovations techniques. Elle utilisait un système de codage décimal-binaire avec quatre relais par chiffre décimal. Elle traitait des nombres jusqu’à huit chiffres décimaux, avec deux chiffres supplémentaires internes pour limiter les erreurs d’arrondis. Sa structure comportait deux unités de calcul distinctes : une pour la partie réelle des nombres complexes, l’autre pour la partie imaginaire.
L’interface utilisateur constituait une révolution en soi. La machine était cachée dans un placard, uniquement accessible pour la maintenance. Les utilisateurs travaillaient sur trois stations opérateur disséminées dans le bâtiment Bell Labs de West Street à New York. Chaque station disposait d’un clavier pour la saisie et d’un téléscripteur pour l’affichage des résultats. Cette configuration représente la première utilisation de terminaux distants dans l’histoire informatique.
Les touches de multiplication, ainsi que celle de division, activaient des sous-programmes d’une douzaine d’étapes. Ces derniers exécutaient les opérations complexes en utilisant les deux unités de calcul qui travaillaient exclusivement sur des nombres réels. Cette architecture annonçait déjà la notion moderne de sous-programme.
Le 11 septembre 1940, le Complex Number Calculator fut dévoilé au public lors d’une réunion de l’American Mathematical Society à Dartmouth College. Pour l’occasion, une console fut modifiée pour communiquer avec l’ordinateur via une ligne téléphonique longue distance. Les participants, dont le célèbre Norbert Wiener (père fondateur de la cybernétique), soumettaient des problèmes sur le clavier. Les données voyageaient jusqu’à l’équipement de relais à New York, et les résultats revenaient sur le téléscripteur en moins d’une minute. Cette démonstration inaugura le contrôle à distance d’un ordinateur, annonçant la transmission de données informatiques qui exploserait dans les années 1960.
Le Complex Number Calculator servit jusqu’en 1949, avec une fiabilité remarquable. Durant la Seconde Guerre mondiale, les groupes de conception de réseaux, ses principaux utilisateurs, le firent tourner presque sans interruption de 8h à 21h, six jours par semaine. La machine n’avait pas été conçue pour un tel régime. Construite comme modèle de démonstration avant la guerre, il lui manquait des fonctionnalités d’auto-vérification et de protection des contacts standard dans les centraux téléphoniques. La guerre empêcha la construction d’une seconde machine plus robuste. Vers la fin du conflit, il fallut l’arrêter deux jours pour remplacer les contacts usés des relais.
L’héritage du Complex Number Calculator est immense. Il prouva la faisabilité des calculs automatiques avec des composants électromécaniques fiables. Son succès engendra d’autres calculateurs à relais chez Bell Labs pendant la guerre : le Model II en 1943, capable d’opérations itératives, puis les Model III et IV en 1944-1945, plus puissants avec environ 1400 relais et sept unités de téléscripteur chacun.
Ces machines établirent des principes fondamentaux toujours présents dans l’informatique moderne : l’utilisation du binaire pour les calculs, la séparation entre unité de calcul et interface utilisateur, la notion de sous-programme, et l’accès distant aux ressources de calcul. Les calculateurs à relais de Bell Labs continuèrent à fonctionner efficacement 13 à 15 ans après la guerre, certains restant en service bien après l’arrivée des premiers ordinateurs électroniques commerciaux.
Le Complex Number Calculator, né dans une cuisine, a montré qu’on pouvait automatiser des tâches mathématiques complexes de façon fiable. Son influence s’est étendue jusqu’aux systèmes de comptabilité automatique des messages téléphoniques, où des calculateurs similaires traitaient la facturation détaillée des appels. Cette machine représente un chaînon essentiel entre les calculateurs mécaniques et nos ordinateurs.