Jean Jennings

Jean Jennings Bartik : pionnière de la programmation de l’ENIAC

Jean Jennings Bartik, née Betty Jean Jennings, fait partie des six femmes choisies en 1945 pour programmer l’ENIAC, l’un des premiers grands ordinateurs électroniques généralistes. Son rôle dépasse pourtant largement ce seul épisode. Après avoir appris à programmer une machine pour laquelle il n’existait encore ni langage de programmation ni manuel destiné aux programmeurs, elle participe à l’adaptation de l’ENIAC au programme enregistré. Elle rejoint ensuite J. Presper Eckert et John Mauchly et contribue aux premiers ordinateurs BINAC et UNIVAC.

Son parcours accompagne ainsi une transformation fondamentale de l’informatique : le passage du calcul humain à la programmation électronique, puis des machines configurées physiquement aux ordinateurs commandés par des instructions enregistrées.

Fiche rapide

• Nom de naissance : Betty Jean Jennings
• Nom connu : Jean Jennings Bartik
• Naissance : 27 décembre 1924, dans le comté de Gentry, Missouri
• Décès : 23 mars 2011
• Domaine : mathématiques, programmation, informatique
• Contributions majeures : ENIAC, adaptation de l’ENIAC au programme enregistré, BINAC, UNIVAC

De « calculatrice humaine » à programmeuse

Jean Jennings étudie les mathématiques au Northwest Missouri State Teachers College, aujourd’hui Northwest Missouri State University. Elle obtient son diplôme en 1945.

À cette époque, le mot computer ne désigne pas nécessairement une machine. Il désigne aussi une personne chargée d’effectuer des calculs. L’armée américaine recrute ainsi de nombreuses mathématiciennes pour produire les tables de tir de l’artillerie. Ces tables permettent aux artilleurs de déterminer l’élévation du canon et les paramètres de tir en fonction de la distance, du type de projectile et des conditions physiques.

Jennings rejoint ce travail en 1945. Elle effectue des calculs à l’aide de machines de bureau mécaniques. Quelques mois plus tard, l’armée cherche des personnes capables de préparer les problèmes destinés à une machine électronique entièrement nouvelle : l’ENIAC.

Les six programmeuses de l’ENIAC

Jean Jennings fait partie des six femmes sélectionnées :

• Jean Jennings Bartik,
• Betty Snyder Holberton,
• Kathleen McNulty,
• Marlyn Wescoff,
• Ruth Lichterman,
• Frances Bilas.

Leur tâche est totalement nouvelle. Il n’existe pas encore de langage permettant d’écrire un programme sous une forme proche de celle que nous connaissons aujourd’hui.

Au début, les programmeuses ne peuvent même pas accéder directement à l’ENIAC, encore soumis au secret militaire. Elles étudient donc ses schémas fonctionnels afin de comprendre le rôle des accumulateurs, multiplicateurs, tables de fonctions et circuits de contrôle.

Jean Bartik racontera plus tard qu’elles ne disposaient de personne pour leur apprendre à programmer la machine. Elles doivent comprendre son fonctionnement puis déterminer elles-mêmes comment transformer un problème mathématique en une configuration exploitable par l’ENIAC.

Programmer signifie alors configurer physiquement la machine

Programmer l’ENIAC en 1945 n’a rien à voir avec la saisie d’un programme dans un éditeur.

La machine ne possède pas encore une mémoire dans laquelle on charge simplement une suite d’instructions. Pour changer de problème, les programmeuses doivent positionner des commutateurs et relier différentes unités par des câbles.

Elles doivent donc commencer par décomposer mathématiquement le calcul. Ensuite, elles déterminent quelles unités de l’ENIAC effectueront chaque opération. Enfin, elles organisent la circulation des nombres et des impulsions de commande entre ces unités.

La programmation se situe alors à la frontière entre le logiciel et le matériel. Jean Bartik décrira plus tard cette période comme un moment où il fallait apprendre simultanément le problème mathématique et le fonctionnement interne de l’ordinateur.

Répéter une partie du calcul : les débuts de la programmation

La programmation d’une trajectoire révèle rapidement une difficulté : l’ENIAC ne possède pas assez d’unités pour reproduire physiquement chaque étape d’un long calcul.

Les programmeuses exploitent alors le Master Programmer, l’unité de contrôle de l’ENIAC, pour répéter certaines séquences. Elles mettent ainsi en œuvre des méthodes comparables à ce que l’on appellera des sous-programmes et des répétitions imbriquées.

Cette étape est importante. Programmer ne consiste plus simplement à établir une longue suite d’opérations. Il faut trouver comment réutiliser une partie du dispositif pour effectuer plusieurs fois la même séquence.

Les programmeuses mettent aussi au point des méthodes de débogage. En comparant les résultats intermédiaires de l’ENIAC avec des calculs réalisés à la main, elles peuvent localiser rapidement l’endroit où apparaît une erreur.

Décembre 1945 : le problème secret de Los Alamos

L’une des premières utilisations importantes de l’ENIAC ne concerne finalement pas les tables d’artillerie pour lesquelles la machine avait été commandée.

Les physiciens Stan Frankel et Nicholas Metropolis, liés au laboratoire de Los Alamos, préparent un problème extrêmement complexe destiné à étudier des calculs liés aux recherches thermonucléaires. John von Neumann, qui travaille à la fois avec Los Alamos et avec les responsables de l’ENIAC, favorise l’utilisation de la nouvelle machine.

Jean Bartik raconte que les six programmeuses participent à la mise en place et au fonctionnement de ce calcul. Pour elle, ce moment possède une importance supplémentaire : c’est la première fois qu’elle peut réellement voir l’ENIAC. Jusque-là, elle avait appris son fonctionnement principalement à partir de schémas.

Frankel et Metropolis ont préparé le problème, tandis que les programmeuses apportent leur connaissance pratique de la machine pour l’installer et le faire fonctionner.

Cette distinction est importante : les femmes ne conçoivent pas le problème physique de Los Alamos, mais elles jouent un rôle dans sa mise en œuvre sur l’ENIAC.

15 février 1946 : une démonstration décisive

Pour la présentation officielle de l’ENIAC, les responsables souhaitent démontrer que la machine sait réellement calculer une trajectoire complète.

Jean Jennings et Betty Snyder Holberton ont justement préparé ce programme pour les tests d’acceptation de la machine. Herman Goldstine leur demande de l’utiliser pour la démonstration du 15 février 1946.

La veille, un problème apparaît : la trajectoire calculée continue au-delà du moment où le projectile devrait toucher le sol. Betty Holberton identifie finalement un commutateur mal positionné. Le programme fonctionne pour la présentation.

Cette démonstration participe au spectaculaire lancement public de l’ENIAC. Pourtant, les récits de l’époque mettent surtout en avant la machine, l’armée et ses concepteurs J. Presper Eckert et John Mauchly. Le rôle des programmeuses reste longtemps beaucoup moins visible.

Ce contraste deviendra l’un des aspects les plus marquants de l’histoire de l’ENIAC : la construction de la machine est reconnue immédiatement, tandis que l’invention pratique de la manière de la programmer reçoit beaucoup moins d’attention.

Transformer l’ENIAC en machine à programme enregistré

Le travail de Jean Bartik ne s’arrête pas à la démonstration de 1946.

À partir de 1947, elle prend la tête d’une petite équipe chargée d’adapter l’ENIAC à une nouvelle manière de travailler. Jusqu’alors, changer de programme nécessite une importante reconfiguration des câbles et des commutateurs.

L’idée consiste à utiliser les tables de fonctions de l’ENIAC pour stocker des instructions numériques. La machine peut alors lire ces instructions successivement au lieu d’exiger une reconfiguration physique complète pour chaque nouveau problème.

Bartik travaille notamment avec Richard Clippinger et Adele Goldstine. Le groupe rencontre aussi John von Neumann à Princeton afin de discuter du jeu d’instructions.

Le système qui en résulte, connu notamment sous le nom de 60-order code, permet d’utiliser l’ENIAC d’une manière beaucoup plus proche du fonctionnement des ordinateurs à programme enregistré qui vont s’imposer par la suite.

L’ENIAC n’avait pas été construit à l’origine selon cette architecture. Sa modification en fait cependant l’une des premières machines à fonctionner selon un principe de programme enregistré.

De l’ENIAC au BINAC

Jean Bartik souhaite ensuite travailler sur les nouvelles générations d’ordinateurs. Elle rejoint Eckert et Mauchly dans l’entreprise qu’ils créent après leur départ de l’Université de Pennsylvanie.

Avec Betty Holberton, elle fait partie des premières programmeuses de l’entreprise.

Bartik participe au développement du BINAC (Binary Automatic Computer), commandé par Northrop Aircraft. Contrairement à l’ENIAC décimal, le BINAC travaille en binaire et utilise une mémoire électronique.

Elle travaille notamment sur des calculs de trajectoire liés au missile Snark. Cette expérience marque le passage entre les méthodes expérimentales développées autour de l’ENIAC et la conception d’ordinateurs pensés dès l’origine pour exécuter des programmes enregistrés.

UNIVAC : participer à la naissance de l’informatique commerciale

Jean Bartik contribue également aux travaux qui conduisent à l’UNIVAC I, l’un des premiers ordinateurs commerciaux produits aux États-Unis.

Son rôle ne se limite alors plus à écrire des programmes. Dans son témoignage au Computer History Museum, elle explique que J. Presper Eckert lui enseigne, ainsi qu’à d’autres programmeurs, les principes de logique booléenne nécessaires pour examiner la conception de la machine.

L’équipe analyse les schémas logiques de l’UNIVAC et recherche les incohérences avant la construction définitive des circuits. Cette mission montre à quel point la frontière entre programmeur et concepteur de machine reste encore étroite à la fin des années 1940.

Avec BINAC puis UNIVAC, Jean Bartik participe donc à une nouvelle étape : l’ordinateur quitte progressivement le laboratoire militaire pour devenir un produit destiné aux administrations et aux entreprises.

Un rôle longtemps sous-estimé

Pendant plusieurs décennies, les six programmeuses de l’ENIAC restent beaucoup moins connues que les concepteurs matériels de la machine.

Une raison tient au statut même de la programmation pendant les années 1940. La construction électronique paraît alors constituer le travail prestigieux d’ingénierie. La préparation des calculs est davantage considérée comme une activité secondaire, souvent confiée aux femmes.

L’histoire montrera exactement l’inverse : lorsque les ordinateurs deviennent programmables, le logiciel devient une discipline fondamentale de l’informatique.

À partir des années 1990, les travaux historiques et les témoignages des anciennes programmeuses contribuent à réévaluer leur rôle.

Une reconnaissance tardive

En 1997, les six programmeuses originales de l’ENIAC entrent au Women in Technology International Hall of Fame.

En 2002, Northwest Missouri State University décerne à Jean Bartik un doctorat honorifique et donne son nom à son musée consacré à l’histoire de l’informatique.

En 2008, le Computer History Museum la nomme Fellow « pour la programmation de l’ENIAC et sa contribution à son adaptation au programme enregistré ». Elle reçoit également le Computer Pioneer Award de l’IEEE Computer Society.

Jean Jennings Bartik meurt le 23 mars 2011, à l’âge de 86 ans.

Pourquoi Jean Jennings Bartik est une figure majeure

• Programmation de l’ENIAC : elle fait partie des six premières programmeuses de la machine.
• Premières méthodes de programmation : son équipe apprend à organiser répétitions, sous-programmes et techniques de débogage sans disposer d’un langage de programmation moderne.
• Programme enregistré : elle dirige une équipe qui participe à la transformation de l’ENIAC afin que ses instructions puissent être lues depuis ses tables de fonctions.
• BINAC et UNIVAC : elle accompagne le passage des premiers calculateurs électroniques expérimentaux aux premiers ordinateurs commerciaux.
• Histoire des femmes en informatique : sa carrière illustre le rôle déterminant joué par les mathématiciennes dans la naissance de la programmation, longtemps moins reconnu que celui des concepteurs matériels.

Repères chronologiques

• 1924 : naissance de Betty Jean Jennings dans le Missouri.
• 1945 : diplôme de mathématiques et recrutement comme « computer » pour les calculs balistiques de l’armée américaine.
• 1945 : sélection parmi les six programmeuses de l’ENIAC.
• Fin 1945 : participation à la mise en œuvre du problème de Los Alamos sur l’ENIAC.
• 15 février 1946 : présentation officielle de l’ENIAC avec le calcul de trajectoire préparé par Jennings et Betty Holberton.
• 1947–1948 : travaux sur l’adaptation de l’ENIAC au programme enregistré.
• Fin des années 1940 : travaux sur BINAC puis UNIVAC avec Eckert et Mauchly.
• 1997 : entrée des six programmeuses de l’ENIAC au Women in Technology International Hall of Fame.
• 2002 : doctorat honorifique de Northwest Missouri State University.
• 2008 : Fellow du Computer History Museum et Computer Pioneer Award de l’IEEE Computer Society.
• 2011 : décès de Jean Jennings Bartik.

Sources principales

• Computer History Museum — Jean Jennings Bartik.
• Computer History Museum — Oral History of Jean Bartik, entretien de 2008.
• University of Pennsylvania — On ENIAC’s anniversary, a nod to its female “computers”.
• Smithsonian — Human Computer Project.
• IEEE Computer Society — Women of ENIAC.
• Jean Jennings Bartik Computing Museum — Northwest Missouri State University.

Illustration de couverture : Jean Jennings Bartik, portrait au fusain généré par intelligence artificielle avec ChatGPT (OpenAI), d’après une photographie de 2008. Source iconographique : Computer History Museum.