So the machine I'm going to talk you about is what I call the greatest machine that never was. It was a machine that was never built, and yet, it will be built. It was a machine that was designed long before anyone thought about computers.
La machine dont je vais vous parler est pour moi la meilleure machine jamais inventée. Cette machine n'a jamais été construite mais elle le sera. Elle a été créée bien avant qu'on pense aux ordinateurs.
If you know anything about the history of computers, you will know that in the '30s and the '40s, simple computers were created that started the computer revolution we have today, and you would be correct, except for you'd have the wrong century. The first computer was really designed in the 1830s and 1840s, not the 1930s and 1940s. It was designed, and parts of it were prototyped, and the bits of it that were built are here in South Kensington.
Si vous avez une idée de l'histoire des ordinateurs, vous saurez que les années 30 et 40 ont connu l'invention des ordinateurs simples, ce qui a donné naissance à la révolution informatique de nos jours, et vous auriez raison, sauf en ce qui concerne le siècle de leur invention. Le premier ordinateur a en réalité été créé dans les années 1830 et 1840 et non dans les années 1930 et 1940. Il a été créé, certaines de ses composantes ont été modélisées, et les pièces qui ont été construites se trouvent ici, à South Kensington.
That machine was built by this guy, Charles Babbage. Now, I have a great affinity for Charles Babbage because his hair is always completely unkempt like this in every single picture. (Laughter) He was a very wealthy man, and a sort of, part of the aristocracy of Britain, and on a Saturday night in Marylebone, were you part of the intelligentsia of that period, you would have been invited round to his house for a soiree — and he invited everybody: kings, the Duke of Wellington, many, many famous people — and he would have shown you one of his mechanical machines.
Cette machine a été construite par cet homme, Charles Babbage. J'ai une grande affinité avec Charles Babbage parce qu'il a les cheveux ébouriffés, comme ceci, sur toutes les photos. (Rires) C'était un homme très riche et, en quelque sorte, il faisait partie de l’aristocratie de l'Angleterre. Un samedi soir à Marylebone, l'intelligentsia de l'époque était invitée chez Babbage pour une fête, où tout le monde était invité : les rois, le duc de Wellington, et beaucoup d'autres célébrités auxquelles il présentait un de ses appareils mécaniques.
I really miss that era, you know, where you could go around for a soiree and see a mechanical computer get demonstrated to you. (Laughter) But Babbage, Babbage himself was born at the end of the 18th century, and was a fairly famous mathematician. He held the post that Newton held at Cambridge, and that was recently held by Stephen Hawking. He's less well known than either of them because he got this idea to make mechanical computing devices and never made any of them.
Cette époque, où l'on pouvait se joindre à une fête et assister à une démonstration d'ordinateur mécanique, ça me manque. (Rires) Mais Babbage lui-même était né à la fin du 18ème siècle. C'était un mathématicien plutôt célèbre. Il occupait le poste dont bénéficiait Newton et plus récemment Stephen Hawking à Cambridge. Il est moins connu qu'eux parce qu'il a pensé à ces dispositifs de calcul mécaniques mais n'en a créé aucun.
The reason he never made any of them, he's a classic nerd. Every time he had a good idea, he'd think, "That's brilliant, I'm going to start building that one. I'll spend a fortune on it. I've got a better idea. I'm going to work on this one. (Laughter) And I'm going to do this one." He did this until Sir Robert Peel, then Prime Minister, basically kicked him out of Number 10 Downing Street, and kicking him out, in those days, that meant saying, "I bid you good day, sir." (Laughter)
Et c'est parce que c'était un maniaque classique. À chaque fois qu'il avait une idée, il se disait : « C’est génial, je vais commencer à la construire. J'y mettrai une fortune. J'ai une meilleure idée. Je vais travailler sur celle-là. (Rires) Je vais construire celle-là. » Il a continué comme ça jusqu'à ce que Sir Robert Peel, premier ministre à l'époque, le chasse du numéro 10 sur Downing Street, et chasser, à l'époque, signifiait « Bonne journée monsieur ! » (Rires)
The thing he designed was this monstrosity here, the analytical engine. Now, just to give you an idea of this, this is a view from above. Every one of these circles is a cog, a stack of cogs, and this thing is as big as a steam locomotive. So as I go through this talk, I want you to imagine this gigantic machine. We heard those wonderful sounds of what this thing would have sounded like. And I'm going to take you through the architecture of the machine — that's why it's computer architecture — and tell you about this machine, which is a computer.
Ce qu'il a créé c'était cette horreur : la machine analytique. Pour vous rendre ça plus clair, voici une vue du haut. Chacun de ces cercles est une roue dentée, un tas de roues, et cette chose est aussi grande qu'une locomotive à vapeur. Je veux qu'au fur et à mesure, vous imaginiez cette machine gigantesque. Nous avons entendu les merveilleux bruits qu'aurait produits cette machine. Je vais vous montrer son architecture, c'est pour ça qu'on parle d'architecture informatique, et vous faire découvrir cette machine, cet ordinateur.
So let's talk about the memory. The memory is very like the memory of a computer today, except it was all made out of metal, stacks and stacks of cogs, 30 cogs high. Imagine a thing this high of cogs, hundreds and hundreds of them, and they've got numbers on them. It's a decimal machine. Everything's done in decimal. And he thought about using binary. The problem with using binary is that the machine would have been so tall, it would have been ridiculous. As it is, it's enormous. So he's got memory. The memory is this bit over here. You see it all like this.
Parlons de la mémoire. La mémoire ressemble à celle d'un ordinateur moderne, sauf que celle-ci était en métal, des piles d'engrenages, 30 roues de hauteur. Imaginez quelque chose d'aussi haut, des centaines et des centaines de roues numérotées. C'est une machine décimale. Tout fonctionnait en décimales. Il avait pensé à utiliser un système binaire. Le problème avec ce système, c'est que la machine aurait été si grande que c’en deviendrait ridicule, déjà qu'elle était énorme. Voici donc la mémoire. C'est cette pièce-là. Comme vous le voyez ici.
This monstrosity over here is the CPU, the chip, if you like. Of course, it's this big. Completely mechanical. This whole machine is mechanical. This is a picture of a prototype for part of the CPU which is in the Science Museum.
Cette monstruosité-là c'est le processeur, une puce, si vous voulez. Bien sûr, c'est tout aussi grand. Entièrement mécanique. Toute cette machine est mécanique. Voici une photo d'un prototype de processeur au Musée des Sciences.
The CPU could do the four fundamental functions of arithmetic -- so addition, multiplication, subtraction, division -- which already is a bit of a feat in metal, but it could also do something that a computer does and a calculator doesn't: this machine could look at its own internal memory and make a decision. It could do the "if then" for basic programmers, and that fundamentally made it into a computer. It could compute. It couldn't just calculate. It could do more.
Le processeur pouvait réaliser les quatre opérations arithmétiques fondamentales, addition, multiplication, soustraction et division, ce qui est déjà un exploit « en métal », mais il pouvait aussi faire quelque chose qu'un ordinateur réalisait contrairement à un calculateur. Cette machine pouvait réviser sa propre mémoire interne et prendre une décision. Elle pouvait réaliser l'opération « si...alors » en langage de programmation, ce qui, fondamentalement, en faisait un ordinateur. Elle pouvait raisonner, pas seulement calculer. Elle pouvait en faire davantage.
Now, if we look at this, and we stop for a minute, and we think about chips today, we can't look inside a silicon chip. It's just so tiny. Yet if you did, you would see something very, very similar to this. There's this incredible complexity in the CPU, and this incredible regularity in the memory. If you've ever seen an electron microscope picture, you'll see this. This all looks the same, then there's this bit over here which is incredibly complicated.
Si l'on s'arrête un moment, et qu'on pense aux puces électroniques modernes, on ne peut pas voir à l'intérieur d'une puce de silicone, c'est si petit. Si c'était possible, on verrait quelque chose de très similaire à ceci. Le processeur est incroyablement complexe, la mémoire incroyablement régulière. Si vous avez déjà vu un électron au microscope, ça ressemble à ça. Tout ceci se ressemble et il y a cette pièce ici, incroyablement compliquée.
All this cog wheel mechanism here is doing is what a computer does, but of course you need to program this thing, and of course, Babbage used the technology of the day and the technology that would reappear in the '50s, '60s and '70s, which is punch cards. This thing over here is one of three punch card readers in here, and this is a program in the Science Museum, just not far from here, created by Charles Babbage, that is sitting there — you can go see it — waiting for the machine to be built. And there's not just one of these, there's many of them. He prepared programs anticipating this would happen.
Tout ce mécanisme de roues dentées réalise les opérations d'un ordinateur, bien sûr, il faut le programmer et pour ça, Babbage a utilisé la technologie de l'époque, qui refera surface dans les années 50, 60 et 70 : les cartes perforées. Ceci est l'un des trois lecteurs de cartes perforées, et ceci est un programme au Musée des sciences pas loin d'ici, créé par Charles Babbage, et exposé là-bas, vous pouvez aller le voir, en attendant la construction de la machine. Il n'y en a pas qu'un seul, mais plusieurs. Il avait préparé ces programmes au cas où il en aurait besoin.
Now, the reason they used punch cards was that Jacquard, in France, had created the Jacquard loom, which was weaving these incredible patterns controlled by punch cards, so he was just repurposing the technology of the day, and like everything else he did, he's using the technology of his era, so 1830s, 1840s, 1850s, cogs, steam, mechanical devices. Ironically, born the same year as Charles Babbage was Michael Faraday, who would completely revolutionize everything with the dynamo, transformers, all these sorts of things. Babbage, of course, wanted to use proven technology, so steam and things.
La raison pour laquelle on utilisait des cartes perforées était qu'en France, Jacquard avait créé le Métier Jacquard qui tissait des modèles fabuleux grâce à des cartes perforées. Il redonnait donc un nouvel objectif à la technologie de l'époque et comme pour tout ce qu'il entreprenait, il utilisait la technologie des années 1830, 1840 et 1850 ; les engrenages, la vapeur, les dispositifs mécaniques. Ironiquement, Michael Faraday, né la même année que Charles Babbage, a par la suite tout révolutionné avec la dynamo, les transformateurs et ce genre d'appareils. Naturellement, Babbage voulait utiliser une technologie éprouvée et donc vapeur et cetera.
Now, he needed accessories. Obviously, you've got a computer now. You've got punch cards, a CPU and memory. You need accessories you're going to come with. You're not just going to have that,
Maintenant il lui fallait des accessoires. Évidemment, l'ordinateur est là. Les cartes perforées, le processeur, la mémoire aussi. Il fallait des accessoires, il ne pouvait pas se contenter de ça.
So, first of all, you had sound. You had a bell, so if anything went wrong — (Laughter) — or the machine needed the attendant to come to it, there was a bell it could ring. (Laughter) And there's actually an instruction on the punch card which says "Ring the bell." So you can imagine this "Ting!" You know, just stop for a moment, imagine all those noises, this thing, "Click, clack click click click," steam engine, "Ding," right? (Laughter)
D'abord, le son, une cloche. Si quelque chose allait mal -- (Rires) -- ou si la machine avait besoin d'assistance, elle pouvait faire retentir une cloche. (Rires) Il y a en fait une note sur la carte perforée sur laquelle est écrit « Sonnez la cloche ». Imaginez ce « ding! », arrêtez-vous un instant et imaginez tous ces bruits, ces « clic clic clic », cet engin à vapeur, « Ding! ». (Rires)
You also need a printer, obviously, and everyone needs a printer. This is actually a picture of the printing mechanism for another machine of his, called the Difference Engine No. 2, which he never built, but which the Science Museum did build in the '80s and '90s. It's completely mechanical, again, a printer. It prints just numbers, because he was obsessed with numbers, but it does print onto paper, and it even does word wrapping, so if you get to the end of the line, it goes around like that.
Il fallait aussi une imprimante, évidemment, tout le monde en a besoin. Voici une photo du mécanisme d'une imprimante, une autre de ses machines, appelée Machine Différentielle n°2, qu'il n'a jamais construite, mais que le Musée des Sciences a construite dans les années 80 et 90. Encore une fois, cette imprimante est entièrement mécanique. Elle n'imprime que les chiffres, parce qu'il en était obsédé, mais elle imprime sur du papier et effectue même un retour à la ligne. En parvenant à la fin de la ligne, elle se remet en place comme ça.
You also need graphics, right? I mean, if you're going to do anything with graphics, so he said, "Well, I need a plotter. I've got a big piece of paper and an ink pen and I'll make it plot." So he designed a plotter as well, and, you know, at that point, I think he got pretty much a pretty good machine.
Il fallait des graphiques aussi, si vous envisagez de les utiliser, alors il s'est dit : « Il me faut un traceur. J'ai une grande feuille de papier et un stylo à encre, j'en ferai un traceur ». Il a donc également créé un traceur, et je pense qu'à ce moment-là, il avait créé une assez bonne machine.
Along comes this woman, Ada Lovelace. Now, imagine these soirees, all these great and good comes along. This lady is the daughter of the mad, bad and dangerous-to-know Lord Byron, and her mother, being a bit worried that she might have inherited some of Lord Byron's madness and badness, thought, "I know the solution: Mathematics is the solution. We'll teach her mathematics. That'll calm her down." (Laughter) Because of course, there's never been a mathematician that's gone crazy, so, you know, that'll be fine. (Laughter) Everything'll be fine. So she's got this mathematical training, and she goes to one of these soirees with her mother, and Charles Babbage, you know, gets out his machine. The Duke of Wellington is there, you know, get out the machine, obviously demonstrates it, and she gets it. She's the only person in his lifetime, really, who said, "I understand what this does, and I understand the future of this machine." And we owe to her an enormous amount because we know a lot about the machine that Babbage was intending to build because of her.
C'est là que survient cette femme, Ada Lovelace. Imaginez un peu ces fêtes où se joignent ces célébrités. Cette dame est la fille du fou, du terrible et dangereux Lord Byron. Sa mère, quelque peu inquiète qu'elle n'ait hérité de la folie et de la cruauté de Lord Byron, se dit : « J'ai la solution : les mathématiques. Nous lui apprendrons les mathématiques. Ça la calmera ». (Rires) Évidemment, aucun mathématicien n'a été pris de folie, donc tout ira bien. (Rires) Tout se passera bien. Elle reçoit donc une formation mathématique et se joint à ces soirées en compagnie de sa mère, et Charles Babbage, comme d'habitude, sort sa machine. Le Duc de Wellington est présent, sort la machine, démontre son fonctionnement, qu'elle saisit. C'est en réalité la seule personne, de toute sa vie, qui ait jamais dit « Je comprends ce que cette machine fait, et je comprends son avenir ». On lui doit beaucoup, parce qu'on en sait énormément sur la machine que comptait construire Babbage grâce à elle.
Now, some people call her the first programmer. This is actually from one of -- the paper that she translated. This is a program written in a particular style. It's not, historically, totally accurate that she's the first programmer, and actually, she did something more amazing. Rather than just being a programmer, she saw something that Babbage didn't.
Certains la considèrent comme le premier programmeur de l'histoire. Ceci provient d'une des pages qu'elle a traduites. Ceci est programme écrit dans un style particulier. Historiquement, elle n'est peut-être pas vraiment le premier programmeur, en fait, ce qu'elle a fait est plus impressionnant. Plutôt que d'être un programmeur, elle avait saisi quelque chose qui avait échappé à Babbage.
Babbage was totally obsessed with mathematics. He was building a machine to do mathematics, and Lovelace said, "You could do more than mathematics on this machine." And just as you do, everyone in this room already's got a computer on them right now, because they've got a phone. If you go into that phone, every single thing in that phone or computer or any other computing device is mathematics. It's all numbers at the bottom. Whether it's video or text or music or voice, it's all numbers, it's all, underlying it, mathematical functions happening, and Lovelace said, "Just because you're doing mathematical functions and symbols doesn't mean these things can't represent other things in the real world, such as music." This was a huge leap, because Babbage is there saying, "We could compute these amazing functions and print out tables of numbers and draw graphs," — (Laughter) — and Lovelace is there and she says, "Look, this thing could even compose music if you told it a representation of music numerically." So this is what I call Lovelace's Leap. When you say she's a programmer, she did do some, but the real thing is to have said the future is going to be much, much more than this.
Babbage était entièrement obsédé par les mathématiques. Il construisait une machine qui faisait des mathématiques. Lovelace disait « Vous pouvez faire plus que des mathématiques sur cette machine ». Tout comme vous, chacun ici, maintenant, possède un ordinateur parce qu'il possède un téléphone. Tout, à l'intérieur de ce téléphone, d'un ordinateur ou autre dispositif de calcul, tout est mathématiques. Au fond, tout est nombres. Que ce soit une vidéo, un texte, de la musique, une voix, tout est nombres, Au fond, tout se passe suivant des opérations mathématiques. Lovelace disait : « Si vous utilisez des opérations et des symboles mathématiques, ça ne veut pas dire qu'ils ne peuvent représenter autre chose dans la vraie vie, la musique par exemple ». C'était fabuleux. Babbage était là à dire : « On peut calculer ces opérations, imprimer des pages de nombres et dessiner des graphiques » -- (Rires) -- alors que Lovelace disait : « Ecoutez, cette machine peut même composer de la musique si vous lui en fournissez une représentation numérique ». C'est ce que j'appelle le bond de Lovelace. Si vous pensez que c'est un programmeur, elle l'est un peu, mais le plus important c'est d'avoir affirmé que l'avenir allait être bien plus riche.
Now, a hundred years later, this guy comes along, Alan Turing, and in 1936, and invents the computer all over again. Now, of course, Babbage's machine was entirely mechanical. Turing's machine was entirely theoretical. Both of these guys were coming from a mathematical perspective, but Turing told us something very important. He laid down the mathematical foundations for computer science, and said, "It doesn't matter how you make a computer." It doesn't matter if your computer's mechanical, like Babbage's was, or electronic, like computers are today, or perhaps in the future, cells, or, again, mechanical again, once we get into nanotechnology. We could go back to Babbage's machine and just make it tiny. All those things are computers. There is in a sense a computing essence. This is called the Church–Turing thesis.
Une centaine d'années plus tard, cet homme, Alan Turing, réinvente l'ordinateur en 1936. Évidemment, la machine de Babbage était entièrement mécanique. Celle de Turing était entièrement théorique. Tous les deux s'appuyaient sur une perspective mathématique, mais Turing nous a appris quelque chose de très important. Il a établi les principes mathématiques de la science informatique et a dit : « Peu importe la manière de construire un ordinateur ». Peu importe si votre ordinateur est mécanique, comme celui de Babbage, ou électronique, comme les ordinateurs modernes, ou peut-être qu'ils seront fait de cellules à l'avenir, ou mécaniques à nouveau, une fois qu'on se mettra à la nanotechnologie. On pourrait revenir à la machine de Babbage et la rendre minuscule. Ce sont tous des ordinateurs. Il existe en quelque sorte une essence informatique. On l'appelle la thèse de Church-Turing.
And so suddenly, you get this link where you say this thing Babbage had built really was a computer. In fact, it was capable of doing everything we do today with computers, only really slowly. (Laughter) To give you an idea of how slowly, it had about 1k of memory. It used punch cards, which were being fed in, and it ran about 10,000 times slower the first ZX81. It did have a RAM pack. You could add on a lot of extra memory if you wanted to.
Et soudain, on comprend que cet appareil que Babbage a construit était vraiment un ordinateur. Il pouvait en effet réaliser tout ce qu'on fait de nos jours avec un ordinateur, quoique très lentement. (Rires) Pour vous donner une idée de sa lenteur, il avait environ 1k de mémoire. Des cartes perforées lui sont fournies, et il fonctionnait environ 10 000 fois plus lentement que le premier ZX81. Il avait une mémoire RAM. On pouvait ajouter des mémoires supplémentaires.
(Laughter) So, where does that bring us today? So there are plans. Over in Swindon, the Science Museum archives, there are hundreds of plans and thousands of pages of notes written by Charles Babbage about this analytical engine. One of those is a set of plans that we call Plan 28, and that is also the name of a charity that I started with Doron Swade, who was the curator of computing at the Science Museum, and also the person who drove the project to build a difference engine, and our plan is to build it. Here in South Kensington, we will build the analytical engine.
(Rires) Où est-ce que ça nous mène aujourd'hui ? Il y a des plans. À Swindon, aux archives du Musée des Sciences, il y a des centaines de plans et des milliers de pages de notes écrites par Charles Babbage à propos de cette machine analytique. Parmi ces notes se trouve une série de plans appelée Plan 28, nom que porte également la fondation que j'ai lancée avec Doron Swade, conservateur de l'informatique au Musée des Sciences. Il a aussi dirigé ce projet de construction d'une machine différentielle, et notre projet est de la construire. Nous construirons la machine analytique ici à South Kensington.
The project has a number of parts to it. One was the scanning of Babbage's archive. That's been done. The second is now the study of all of those plans to determine what to build. The third part is a computer simulation of that machine, and the last part is to physically build it at the Science Museum.
Le projet comporte plusieurs étapes. Il fallait d'abord balayer des archives de Babbage. Ça c'est déjà fait. Deuxièmement, il faut étudier tous ces plans pour déterminer ce qu'on doit construire. Ensuite, il faut effectuer une simulation informatique de cette machine et enfin la construire au Musée des Sciences.
When it's built, you'll finally be able to understand how a computer works, because rather than having a tiny chip in front of you, you've got to look at this humongous thing and say, "Ah, I see the memory operating, I see the CPU operating, I hear it operating. I probably smell it operating." (Laughter) But in between that we're going to do a simulation.
Une fois construite, vous pourrez comprendre comment fonctionne un ordinateur ; plutôt que de regarder une puce électronique, vous aurez la chance de voir cette énorme machine et de dire : « Ah, je vois la mémoire fonctionner, je vois le processeur fonctionner, je l'entends fonctionner. Peut-être même que je le sens fonctionner ». (Rires) Mais avant ça nous effectuerons une simulation.
Babbage himself wrote, he said, as soon as the analytical engine exists, it will surely guide the future course of science. Of course, he never built it, because he was always fiddling with new plans, but when it did get built, of course, in the 1940s, everything changed.
Babbage lui-même avait écrit qu'une fois la machine analytique construite, elle déterminerait surement l'avenir de la science. Évidemment, il ne l'a jamais construite parce qu'il changeait toujours de plan, mais lorsqu'elle fut construite, dans les années 1940, tout a changé.
Now, I'll just give you a little taste of what it looks like in motion with a video which shows just one part of the CPU mechanism working. So this is just three sets of cogs, and it's going to add. This is the adding mechanism in action, so you imagine this gigantic machine.
Je vais vous donner un avant-goût de cette machine en mouvement, avec une vidéo qui vous montre une seule partie du mécanisme du processeur en marche. Donc voici trois séries de roues qui vont effectuer une addition. Voici le mécanisme d'addition en marche, imaginez donc cette machine gigantesque.
So, give me five years. Before the 2030s happen, we'll have it.
Donnez-moi cinq ans. Avant les années 2030, nous l'auront.
Thank you very much. (Applause)
Merci beaucoup. (Applaudissements)