Problème — Deux siècles de cartes perforées
Application directe du cours · niveau 2 · NSI (terminale), chapitre 15 — Histoire de l'informatique
Énoncé
Problème — Deux siècles de cartes perforées.
Une même idée technique traverse l'histoire de 1725 à 1980 : perforer un support pour y inscrire de l'information.
- Reconstituer la chaîne des usages de la carte perforée, en indiquant à chaque étape ce qui est perforé : le programme, ou les données ?
- Une carte IBM standard porte colonnes de positions et code un caractère par colonne. Quelle quantité d'information représente-t-elle, en octets ?
- Un programme de lignes occupe une carte par ligne ; une boîte de cartes mesure environ cm et pèse environ kg. Que se passe-t-il si on laisse tomber la boîte, et comment les programmeurs s'en protégeaient-ils ?
- Combien faudrait-il de cartes pour stocker le contenu d'une clé USB de gigaoctets, et quelle hauteur atteindrait la pile, sachant qu'une carte a une épaisseur d'environ mm ?
Corrigé
1. La chaîne.
- 1725-1745 — Bouchon, Falcon puis Vaucanson perforent un ruban pour commander un métier à tisser : c'est un programme.
- 1804 — Jacquard rend le procédé industriel : le motif est un programme, et la machine devient générale.
- 1834-1843 — Babbage reprend les cartes pour la machine analytique : certaines portent le programme, d'autres les données. La distinction est née.
- 1884-1890 — Hollerith perfore les données du recensement américain et mécanise leur tri.
- 1924-1970 — IBM en fait le support universel de la mécanographie puis de l'informatique ; la carte à colonnes s'impose en 1928.
- Années 1970-1980 — Le terminal à écran, puis le disque magnétique, la font disparaître. Il en reste une trace : la largeur de caractères, encore la convention de nombreux éditeurs de code.
2. Capacité. Un caractère par colonne et colonnes : environ octets. (Si chaque position servait de bit indépendant, on atteindrait bits, soit octets : le codage réel n'exploite donc pas tout le support.)
3. La boîte tombée. L'information n'est pas seulement sur les cartes : elle est aussi dans leur ordre. Une boîte renversée, c'est un programme perdu. La parade était astucieuse : les colonnes à des cartes FORTRAN étaient réservées à un numéro de séquence, ignoré par le compilateur, qui permettait de retrouver l'ordre à la trieuse. On ajoutait donc de la redondance pour se protéger d'une panne — exactement ce que font aujourd'hui les codes correcteurs d'erreurs sur un réseau.
4. Une clé USB en cartes. Il faudrait soit cent millions de cartes. La pile mesurerait soit une fois et demie le diamètre de la Terre, pour une masse de l'ordre de tonnes. C'est la mesure la plus parlante de ce que soixante ans de progrès du matériel ont changé — et une bonne raison de ne pas juger les programmeurs de 1965 sur leur goût des noms de variables courts.
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