TX-2
Fiche rapide
- Nom : TX-2
- Institution : MIT Lincoln Laboratory
- Mise en service : 1958
- Fin d’exploitation : 1975
- Architecte principal : Wesley A. Clark
- Architecture : 36 bits
- Technologie : logique largement transistorisée
- Fréquence : environ 5 MHz
- Mémoire principale : 65 536 mots de 36 bits
- Technologie mémoire : tores de ferrite
- Cycle de la mémoire principale : environ 6,5 microsecondes
- Usages célèbres : Sketchpad, graphisme interactif, traitement d’images, recherche sur la parole et réseaux expérimentaux
Du TX-0 au TX-2
L’histoire du TX-2 commence avec le TX-0. Cette première machine expérimentale permet notamment de tester l’utilisation de circuits à transistors et d’une grande mémoire à tores magnétiques.
Une fois ces technologies validées, le Lincoln Laboratory peut construire un ordinateur beaucoup plus ambitieux. Alors que le TX-0 travaille avec des mots de 18 bits, son successeur passe à 36 bits et adopte une architecture nettement plus riche.
Il n’y a jamais eu de TX-1 construit. Le TX-0 constitue la machine expérimentale simplifiée, tandis que le TX-2 correspond au grand système prévu pour poursuivre ces travaux.
Le changement d’échelle est considérable. Désormais, il ne s’agit plus seulement de vérifier qu’une technologie fonctionne : la nouvelle machine doit devenir un véritable laboratoire informatique programmable, capable d’évoluer au fil des recherches.
Une architecture 36 bits conçue pour expérimenter
Le TX-2 est une machine binaire parallèle qui manipule normalement des mots de 36 bits. Cependant, son unité de calcul peut également travailler sur différentes portions d’un même mot.
Selon les opérations, les 36 bits peuvent notamment être considérés comme :
- un mot de 36 bits ;
- deux groupes de 18 bits ;
- quatre groupes de 9 bits ;
- ou certaines combinaisons intermédiaires.
Cette souplesse permet d’adapter plus facilement la machine aux données manipulées. Le TX-2 n’est donc pas uniquement conçu pour effectuer rapidement des calculs : son architecture doit surtout permettre aux chercheurs d’essayer de nouvelles idées.
Une mémoire considérable pour 1958
La mémoire principale du TX-2 atteint 65 536 mots de 36 bits, une capacité exceptionnelle pour la fin des années 1950.
Elle utilise des tores de ferrite. Chaque bit est représenté par l’état magnétique d’un minuscule anneau traversé par des fils électriques.
Un cycle complet de lecture et d’écriture demande environ 6,5 microsecondes. Pourtant, cette grande mémoire n’est qu’une partie des expérimentations réalisées sur la machine.
Une seconde mémoire à tores
En 1959, une mémoire expérimentale plus rapide est ajoutée. Pilotée par des transistors, elle contient 4 096 mots de 36 bits et possède un cycle d’environ 4,5 microsecondes.
Une mémoire à film magnétique
La même année, les ingénieurs testent une technologie encore plus originale : le film magnétique mince.
Au lieu d’utiliser des anneaux de ferrite, les informations sont conservées dans de très fines couches de matériau magnétique. La capacité reste alors très faible, mais le cycle peut descendre à environ 0,8 microseconde.
Ainsi, le TX-2 sert également de banc d’essai pour comparer différentes technologies susceptibles d’équiper les futurs ordinateurs.
Une machine qui change régulièrement
Le caractère expérimental du TX-2 apparaît également dans sa construction. L’ordinateur n’est jamais considéré comme totalement figé.
Au fil des années, les ingénieurs ajoutent de nouvelles mémoires, modifient certains circuits et installent de nouveaux périphériques. Le logiciel évolue lui aussi en fonction des recherches menées au laboratoire.
Ivan Sutherland se souviendra d’ailleurs que la machine pouvait être modifiée d’une semaine à l’autre. Chaque intervention permettait d’améliorer les performances, de corriger un problème ou simplement de tester une nouvelle idée.
Cette capacité d’évolution contribue à expliquer la longévité exceptionnelle du TX-2, utilisé pendant plus de quinze ans.
Travailler directement avec l’ordinateur
À la fin des années 1950, de nombreux grands ordinateurs sont encore exploités principalement en traitement par lots. Le programmeur prépare son travail, le confie à un opérateur puis attend les résultats avant de pouvoir corriger son programme.
Avec le TX-2, la relation est différente. Un utilisateur peut s’installer devant la console, lancer son programme, observer ce qu’il produit puis modifier immédiatement son travail.
Cette boucle devient beaucoup plus courte :
programmer → exécuter → observer → corriger → recommencer
Bien que le TX-2 soit gigantesque, Ivan Sutherland comparera plus tard cette manière de l’utiliser à celle d’un ordinateur personnel. Lorsqu’un chercheur obtient un créneau d’utilisation, il dialogue directement avec la machine au lieu de passer systématiquement par un opérateur.
Cette forme d’interaction sera essentielle pour l’expérience qui rendra le TX-2 célèbre : Sketchpad.
Sketchpad : dessiner directement avec l’ordinateur
Au début des années 1960, Ivan Sutherland prépare sa thèse au MIT. Il souhaite expérimenter une manière totalement différente de communiquer avec un ordinateur.
Plutôt que de saisir uniquement du texte ou des nombres, l’utilisateur doit pouvoir dessiner directement à l’écran et agir sur les formes représentées.
Le TX-2 constitue une plateforme idéale pour cette recherche. Il dispose d’un écran cathodique interactif, d’un stylo optique et de commandes permettant de manipuler les éléments graphiques.
Le programme développé par Sutherland reçoit le nom de Sketchpad.
Avec lui, l’utilisateur peut notamment :
- dessiner des lignes et des formes géométriques ;
- sélectionner un élément avec le stylo optique ;
- déplacer des objets ;
- agrandir ou réduire une partie du dessin ;
- copier certaines formes ;
- définir des relations géométriques entre plusieurs éléments.
Sketchpad ne se contente donc pas d’imiter un crayon. Les formes dessinées possèdent une structure logique que le programme peut comprendre et modifier.
Comment fonctionne le stylo optique ?
Le stylo utilisé avec Sketchpad est très différent d’une souris moderne. Il contient un dispositif photosensible capable de détecter la lumière émise par l’écran cathodique.
Lorsque l’utilisateur place le stylo devant un point de l’écran, le capteur détecte le passage du faisceau d’électrons qui vient illuminer cette zone.
Comme le TX-2 connaît la position du faisceau à cet instant, il peut déterminer vers quel élément graphique l’utilisateur pointe.
Le fonctionnement peut être résumé ainsi :
stylo devant l’écran → détection de la lumière → signal envoyé au TX-2 → identification de la position → action sur l’objet
L’utilisateur peut ainsi sélectionner directement une forme sans devoir saisir ses coordonnées au clavier.
Ce principe annonce la manipulation directe qui deviendra, bien plus tard, une caractéristique centrale des interfaces graphiques.
Pourquoi Sketchpad est-il si important ?
L’importance de Sketchpad ne vient pas seulement de sa capacité à afficher des dessins.
Jusqu’alors, la communication avec les ordinateurs repose principalement sur des nombres, du texte et des instructions. Avec Sketchpad, une personne peut transmettre une idée à la machine sous la forme d’un objet graphique.
Une pièce mécanique, une forme géométrique ou le schéma d’un circuit peuvent être représentés directement à l’écran puis modifiés de manière interactive.
Cette approche annonce plusieurs domaines essentiels :
- le graphisme informatique interactif ;
- la conception assistée par ordinateur (CAO) ;
- les interfaces graphiques ;
- la manipulation directe d’objets à l’écran ;
- la modélisation géométrique.
Sketchpad est ainsi considéré comme l’un des programmes fondateurs de l’histoire du graphisme informatique et des interfaces homme-machine.
Le TX-2, laboratoire du traitement numérique
Sketchpad reste l’expérience la plus célèbre réalisée sur le TX-2, mais la machine accueille de nombreux autres travaux.
Larry Roberts, qui jouera ensuite un rôle important dans l’histoire des réseaux informatiques, l’utilise notamment pour des recherches sur le traitement d’images.
D’autres expériences portent sur la parole, le traitement de signaux ou la production de sons.
Peu à peu, l’ordinateur ne sert donc plus uniquement à manipuler des nombres destinés aux calculs scientifiques. Images, sons et gestes deviennent eux aussi des informations numériques que la machine peut analyser ou transformer.
Du TX-2 aux premières expériences de réseau
Au milieu des années 1960, le TX-2 participe également à une expérience importante de communication entre ordinateurs distants.
Larry Roberts et d’autres chercheurs relient la machine du Lincoln Laboratory, dans le Massachusetts, au Q-32 de la System Development Corporation situé en Californie.
La liaison utilise le réseau de télécommunication existant. L’objectif est de vérifier si un ordinateur peut accéder à distance aux ressources d’une autre machine située à plusieurs milliers de kilomètres.
L’expérience fonctionne, mais elle montre aussi les limites des communications téléphoniques traditionnelles pour les échanges entre ordinateurs.
Ces essais ne constituent pas encore ARPANET. Cependant, ils font partie des expériences qui conduisent les chercheurs à imaginer des réseaux spécialement adaptés à la communication numérique.
Larry Roberts rejoindra ensuite l’ARPA et participera directement au développement d’ARPANET.
Le temps partagé arrive sur le TX-2
La longue carrière du TX-2 lui permet également de participer à une autre évolution importante : le temps partagé.
Avec cette méthode, plusieurs activités ou utilisateurs peuvent partager les ressources du même ordinateur. Le processeur passe rapidement d’un travail à un autre afin de servir plusieurs demandes.
Le TX-2 reçoit progressivement des logiciels permettant ce type d’utilisation, alors qu’il avait été conçu à l’origine comme machine expérimentale principalement utilisée par une personne à la fois.
Cette évolution illustre bien sa capacité à accompagner plusieurs générations de recherches informatiques.
Les limites du TX-2
Malgré ses innovations, le TX-2 reste très éloigné d’un ordinateur personnel moderne.
- Taille : la machine occupe une partie importante d’une salle.
- Coût : sa construction et son exploitation nécessitent les moyens d’un grand laboratoire.
- Complexité : l’ordinateur utilise plusieurs dizaines de milliers de transistors et de nombreux circuits spécialisés.
- Affichage : l’écran reste techniquement rudimentaire par rapport aux dispositifs graphiques modernes.
- Disponibilité : le temps d’utilisation doit être partagé entre les chercheurs.
Ivan Sutherland raconte ainsi qu’il obtenait parfois des créneaux entre 3 heures et 6 heures du matin afin de travailler plusieurs heures sans interruption sur Sketchpad. :contentReference[oaicite:2]{index=2}
Le TX-2 n’est donc pas un ordinateur personnel au sens économique ou matériel. En revanche, son utilisation directe et interactive annonce une relation beaucoup plus personnelle entre l’utilisateur et la machine.
Idées reçues sur le TX-2
« Le TX-2 est simplement une version améliorée du TX-0. »
Non. Les deux machines appartiennent à la même lignée expérimentale, mais le TX-2 est beaucoup plus grand, travaille sur 36 bits et possède une architecture nettement plus complexe.
« Il y a eu un TX-1 entre le TX-0 et le TX-2. »
Non. Aucun TX-1 n’a été construit. Le TX-0 est la machine expérimentale simplifiée précédant le TX-2.
« Le TX-2 est le premier ordinateur graphique. »
Non. Des machines antérieures, comme Whirlwind ou le TX-0, possèdent déjà des dispositifs graphiques. Le rôle majeur du TX-2 vient surtout des expériences particulièrement avancées réalisées avec Sketchpad.
« Sketchpad est une souris primitive. »
Non. Sketchpad est un logiciel. Le stylo optique constitue l’un des dispositifs permettant d’interagir avec lui.
« Le TX-2 est un ordinateur d’ARPANET. »
Non. Il participe à des expériences de communication qui précèdent ARPANET et influencent les recherches sur les réseaux, mais ces essais ne constituent pas encore ARPANET.
Pourquoi le TX-2 est-il une machine majeure ?
L’importance historique du TX-2 vient de la diversité des recherches menées autour de cette machine.
- Transistors : il montre qu’un grand ordinateur peut être construit en s’appuyant largement sur cette nouvelle technologie.
- Mémoire : plusieurs technologies sont expérimentées, notamment les tores de ferrite et le film magnétique.
- Interaction : le chercheur peut travailler directement avec la machine.
- Graphisme : Sketchpad démontre qu’un ordinateur peut créer et manipuler des objets graphiques.
- Interface homme-machine : le stylo optique permet de sélectionner directement des éléments à l’écran.
- Traitement numérique : images, sons et autres formes d’information deviennent des données manipulables par l’ordinateur.
- Réseaux : le TX-2 participe à des expériences importantes qui précèdent ARPANET.
- Longévité : son caractère évolutif lui permet de rester utile pendant de nombreuses années.
Le TX-2 représente ainsi une étape importante dans le passage d’un ordinateur considéré principalement comme une machine de calcul vers un ordinateur utilisé comme outil interactif de création, d’expérimentation et de communication.
Du TX-0 au TX-2 : deux héritages différents
Le TX-0 et le TX-2 appartiennent à la même histoire, mais leur influence se manifeste de manière différente.
Le TX-0 démontre qu’une machine transistorisée compacte et interactive peut fonctionner. Son environnement influencera directement plusieurs ingénieurs qui participeront ensuite au développement de Digital Equipment Corporation et du PDP-1.
Son successeur suit une autre voie. Beaucoup plus grand et plus puissant, il devient surtout un laboratoire des formes futures de l’informatique : graphisme interactif, traitement d’images, interfaces homme-machine, temps partagé et communications entre ordinateurs.
En définitive, les deux machines participent à une même transformation : rapprocher progressivement l’ordinateur de son utilisateur.
Repères chronologiques
- 1956 : mise en service du TX-0 au MIT Lincoln Laboratory.
- 1957 : présentation des principes de conception du futur TX-2.
- 1958 : mise en service du TX-2.
- 1959 : expérimentation de nouvelles mémoires, dont une mémoire à film magnétique.
- 1960 : Ivan Sutherland rejoint le Lincoln Laboratory.
- 1961-1962 : développement de Sketchpad sur le TX-2.
- 1963 : publication de la thèse d’Ivan Sutherland consacrée à Sketchpad.
- Milieu des années 1960 : expériences de communication à longue distance entre le TX-2 et un ordinateur situé en Californie.
- Années 1960-1970 : ajout de nouvelles mémoires, de périphériques et de fonctions de temps partagé.
- 1975 : fin de l’exploitation du TX-2 au Lincoln Laboratory.
Pour aller plus loin
- Le TX-0 : l’ordinateur transistorisé expérimental du MIT
- La mémoire à tores de ferrite
- Le transistor
- Digital Equipment Corporation et l’histoire de DEC
- Le PDP-1 et les débuts de l’informatique interactive
Sources documentaires
- Ivan Sutherland, The TX-2 Computer and Sketchpad, Lincoln Laboratory Journal, 2012.
- Wesley A. Clark, The Lincoln TX-2 Computer Development, Western Joint Computer Conference, 1957.
- Ivan E. Sutherland, Sketchpad: A Man-Machine Graphical Communication System, MIT, 1963.
- MIT Lincoln Laboratory, archives historiques consacrées au TX-2.
- Computer History Museum, ressources consacrées au TX-2 et à Sketchpad.
Photo de couverture : llustration : OpenAI — d’après des documents historiques du MIT Lincoln Laboratory.
