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Ada Byron : une visionnaire de la machine analytique

lundi 1er janvier 2001, par Nicolas Bégat


Par Nicolas Bergeron, Baccalauréat en histoire

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Saviez-vous que le premier programmeur de l’histoire était... une programmeuse qui vécut en Angleterre au 19e siècle ? Cette personne se nommait Ada Byron. Dans cet article, nous allons présenter la vie et les apports de cette méconnue de l’histoire de l’informatique.

Sa jeunesse

Augusta Ada Byron naquit le 10 décembre 1815 en Angleterre. Son père fut le célèbre poète Lord Byron, mais Ada n’eut pas la chance de le connaître. En effet, ce dernier quitta sa femme cinq semaines après la naissance de leur fille. Il voyagea en Europe durant neuf ans et mourut en 1824 en Grèce alors qu’il supportait le mouvement de libération des Grecs contre la domination turque.
Pour l’éloigner de l’influence poétique de son père, sa mère, férue de mathématiques, poussa Ada, vers l’étude des sciences et des mathématiques. Toute sa vie, Ada Byron se sentie tiraillée entre l’attitude stricte de sa mère et l’idéal de liberté de son père.
Durant ses études avec des tuteurs privés, elle rencontra, à 17 ans, Marie Sommerville une mathématicienne renommée. Auteur du livre The Mechanism of the Heavens, un traité d’astronomie mathématique, elle fut l’une des premières femmes à avoir été élue à la Société Royale d’astronomie. Elle avait également traduit en anglais les travaux du scientifique français Pierre Simon Laplace. Cette dernière encouragea Ada dans ses études scientifiques, malgré la réticence de la société par rapport aux femmes qui pratiquaient l’art de la science. En effet, les femmes n’étaient pas admises dans les universités ou les clubs privés, mais pouvaient faire des lectures publiques. Ada en profita pour en faire plusieurs en compagnie de sa mère et de Marie Sommerville.

Sa rencontre avec Charles Babbage

En 1834, soit à l’âge de 18 ans, lors d’un souper mondain, elle rencontra un homme qui influença sa vie : le scientifique Charles Babbage. Cet inventeur discuta longuement avec Ada durant la soirée. Il lui exposa ses idées et ses projets : il voulait créer un calculateur universel mécanisé. Elle fut fascinée par l’originalité et l’universalité des idées de Babbage. À partir de ce jour, Ada correspondit régulièrement avec Babbage pour suivre l’évolution de son calculateur. La renommée d’Ada Byron vint de sa participation à l’élaboration théorique de la machine analytique. Nous devons donc présenter les idées de Babbage pour comprendre l’intérêt qu’elle développa.
Tout d’abord, Charles Babbage avait réussi à obtenir plus de 17 000 pounds du gouvernement anglais pour la construction d’un calculateur, la machine à différence. Il avait proposé de mécaniser les calculs pour éviter les nombreuses erreurs des tables numériques. Ces dernières, telles que les tables nautiques ou éphémérides, étaient préparées par des personnes et comportaient plusieurs erreurs, ce qui créa, entre autres, de nombreux naufrages. De ce fait, Babbage voulait, selon ses propres termes, remplacer les personnes « faillibles » par des machines « infaillibles ».
Donc, durant 10 ans, Babbage tenta de créer la machine à différence. Mais plusieurs erreurs stratégiques (calendrier draconien pour la construction des pièces, choix du calcul numérique à la place du calcul analogique, perfectionnisme de l’inventeur...) et difficultés techniques l’empêchèrent de réaliser son rêve. De ce fait, en 1834, insatisfait des limites de son invention et abandonné par son équipe de mécanicien, il repensa l’architecture complète et une nouvelle idée surgit : la machine analytique.
Ce fut de cette invention qu’il discuta avec Ada lors de cette soirée et de leurs nombreuses lettres.

Les apports d’Ada

De 1834 à 1841, Charles Babbage et Ada Byron correspondirent, échangeant sur les possibilités de la machine analytique. Pour mieux comprendre les projets de Babbage, elle s’engagea dans l’étude des équations différentielles.
En 1841, lors d’un séminaire à Turin, Babbage, qui fut reçu par le roi Victor Emmanuel, présenta les concepts innovateurs de la machine analytique.
Un mathématicien italien, L.F. Menabrea, résuma en français les idées de Babbage et les publia en 1842 dans la Bibliothèque universelle de Genève. De retour en Angleterre, l’inventeur proposa à Ada de traduire ce résumé en anglais. La traduction (trois fois plus longue que l’original) impressionna tellement Babbage qu’il lui demanda d’écrire un article sur le sujet. Elle le publia en 1843 sous ses initiales dans Richard Taylor’s Scientific Memoirs, laissant planer le doute à propos de l’identité de l’auteur durant des années. Voyons maintenant la présentation que fit Ada Byron de la machine analytique.
Elle débuta par une description mathématique de la machine analytique et de ses dissimilitudes avec la machine à différences. D’abord, elle démontra que la machine analytique pourrait computer toutes les fonctions, à l’opposé de la machine à différences qui ne pouvait computer qu’une fonction particulière. Pour ce faire, la machine analytique utiliserait des cartes de variables et des cartes opératoires. Ces dernières seraient nécessaires pour les opérations arithmétiques (addition, soustraction, multiplication, division). Les calculs seraient faits par une séquence de cartes opératoires. Ainsi, elle utiliserait des cartes perforées pour réaliser l’arithmétique sur les données numériques ainsi que pour symboliser les données contrairement à la machine à différence qui nécessitait une intervention humaine pour programmer les valeurs initiales des données. La machine analytique serait ainsi en mesure de computer avec des informations générales lorsqu’elle serait programmée. De ce fait, la machine analytique utiliserait les principes de communication homme-machine développé par Joseph M. Jacquard. Ada avait donc compris la force de la machine analytique, c’est-à-dire une mémoire interne qui permettrait de faire des choix de « programmes » et de répéter les instructions. En plus, Ada décrivit trois techniques de programmations qui sont maintenant connues comme le « looping », la « récursion » et la « sélection ». Par exemple, elle expliqua comment la machine analytique pourrait résoudre simultanément neuf équations linéaires par le « looping ».
Par ailleurs, Ada mit l’emphase sur l’universalité de la machine analytique à l’aide de plusieurs exemples tels que la façon dont la machine pourrait computer les fonctions trigonométriques contenant des variables et comment elle le ferait sans erreur. Pour le démontrer, Ada écrivit un « programme », le premier de l’histoire, pour présenter comment la machine de Babbage pourrait calculer sans erreur les nombres de Bernoulli.
Enfin, Ada affirma que la machine analytique pourrait résoudre plusieurs problèmes mathématiques qui étaient considérés comme impossible en raison des ressources limitées de l’époque. Elle croyait que cette machine serait indispensable à l’avenir de la science : elle permettrait de découvrir de nouveaux problèmes, de composer de la musique, de résoudre des équations mathématiques sans erreur et reproduire des graphiques. Nous pouvons donc constater la force du raisonnement d’Ada Byron : elle décrivit en grande partie les utilisations et certains principes de base de l’ordinateur moderne.

Son mariage, ses problèmes, sa mort


À 19 ans, Ada se maria avec Lord William King. Trois enfants naquirent de cette union : Byron (1836), Annabelle (1837) et Ralph (1839). En 1838, son mari fut nommé Earl de Lovelace, lui permettant de siéger au parlement. Mais Ada, éprise de son projetl, négligea son mari et ses enfants, car ils causaient des interruptions à son travail.
Par ailleurs, elle développa une passion compulsive pour la course des chevaux. Elle s’endetta, perdant une partie de sa fortune, malgré le système mathématique qu’elle avait élaboré pour remporter la victoire aux courses.
Sa mère, soucieuse de l’image de sa fille, paya les dettes de cette dernière qui s’élevèrent au total à plus de 5000 pounds. Par exemple, elle dû payer à deux reprises pour récupérer les diamants familiaux qu’Ada avait déposés en gage...
Enfin, en 1852, malade, épuisée, Ada fut obligée de s’aliter. Sa mère coupa les liens de sa fille avec Charles Babbage, qui n’était plus appuyé par le gouvernement anglais pour la construction de ses machines et était donc isolé de la « bonne » société, le jugeant responsable de l’état de sa fille.
Augusta Ada Byron mourut du cancer deux semaines avant son trente-septième anniversaire.
En somme, Ada Byron était une visionnaire : elle avait vu les possibilités de la machine analytique, l’ancêtre conceptuel de nos ordinateurs modernes.
Elle a cru au rêve de Charles Babbage, malgré l’indifférence générale que son projet a créé. La description de la machine analytique qu’elle produisit fit d’elle une des précurseurs de l’histoire de l’informatique.
Mais ses écrits ne furent « découverts » qu’au milieu des années 1950, et les historiens mirent en évidence ses apports et son « génie ». Ce fut donc en son honneur que le langage de programmation « ADA » fut nommé dans les années 1980. Terminons en mentionnant qu’une autre femme a marqué significativement l’évolution de l’ordinateur : Grace Hopper, mathématicienne qui travailla à la programmation de l’UNIVAC. Il serait intéressant, dans une étude future, de savoir si des liens peuvent être tracés entre ces deux dames de l’histoire de l’informatique.

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