UNIVAC I
En 1951, les ordinateurs électroniques restent des machines rares, coûteuses et principalement utilisées dans les laboratoires ou pour des travaux militaires. Aux États-Unis, le Bureau du recensement doit pourtant traiter des millions d’informations sur la population, les logements et les activités économiques. Les machines à cartes perforées, héritières des inventions d’Herman Hollerith, rendent déjà d’immenses services, mais le volume des données ne cesse d’augmenter. Pour aller plus vite, l’administration américaine décide d’utiliser un ordinateur électronique.
La machine choisie est l’UNIVAC I (Universal Automatic Computer), conçu par J. Presper Eckert, John W. Mauchly et leurs équipes. Présenté officiellement le 14 juin 1951, il figure parmi les premiers ordinateurs commerciaux à programme enregistré.
Ce principe, aujourd’hui évident, constitue alors une avancée majeure : les instructions du programme sont conservées dans la mémoire de l’ordinateur, comme les données qu’il doit traiter. Auparavant, sur des machines comme l’ENIAC dans sa configuration initiale, changer de programme pouvait nécessiter de modifier manuellement des câbles et des commutateurs. Avec l’UNIVAC I, il devient possible de charger un autre programme en mémoire sans modifier les connexions physiques de la machine. L’ordinateur gagne ainsi en souplesse et peut accomplir différentes tâches plus facilement.
Son importance ne tient pas seulement à sa puissance de calcul : il est conçu pour traiter de grandes quantités d’informations, les enregistrer sur des bandes magnétiques et produire des résultats utilisables par des administrations ou des entreprises.
Avec l’UNIVAC I, l’ordinateur n’est plus seulement un instrument destiné aux scientifiques. Il commence à devenir un outil de gestion.
Caractéristiques de l’UNIVAC I
- Nom : UNIVAC I — Universal Automatic Computer
- Concepteurs principaux : J. Presper Eckert et John W. Mauchly
- Constructeur : Eckert-Mauchly Computer Corporation, intégrée à Remington Rand en 1950
- Présentation officielle : 14 juin 1951
- Premier client : Bureau du recensement des États-Unis
- Technologie : plus de 5 000 tubes électroniques
- Mémoire principale : 1 000 mots de 12 caractères, à lignes à retard au mercure
- Stockage : bandes magnétiques UNISERVO
- Architecture : ordinateur décimal à programme enregistré
- Production : 46 exemplaires
De l’ENIAC à l’UNIVAC : pourquoi construire un ordinateur commercial ?
En février 1946, la présentation publique de l’ENIAC démontre que l’électronique peut accélérer considérablement les calculs. La machine, développée à l’université de Pennsylvanie, effectue environ 5 000 additions par seconde. Mais elle a été conçue principalement pour les besoins de l’armée américaine. Sa programmation originale repose sur des connexions et des commutateurs, ce qui rend les changements de programme particulièrement laborieux.
Eckert et Mauchly comprennent que les applications de l’informatique dépassent largement les calculs militaires. Les administrations doivent établir des statistiques, les compagnies d’assurance calculer des cotisations et les entreprises gérer leurs stocks ou leurs opérations comptables. Ces tâches demandent moins de résoudre des équations complexes que de répéter des opérations sur des quantités considérables de données.
En mars 1946, les deux ingénieurs quittent l’université et créent une entreprise à Philadelphie, d’abord appelée Electronic Control Company, puis Eckert-Mauchly Computer Corporation. Leur ambition est de construire des ordinateurs destinés à être vendus, installés et utilisés par différents clients.
Le projet prend forme avec l’appui du Bureau du recensement américain. Dès 1946, une étude financée par le National Bureau of Standards permet de définir les besoins d’une machine capable d’automatiser le traitement des informations administratives. Le futur ordinateur reçoit le nom d’UNIVAC, pour Universal Automatic Computer.
La réalisation se révèle cependant beaucoup plus coûteuse que prévu. L’entreprise rencontre d’importantes difficultés financières, alors même que la construction du nouvel ordinateur est en cours. En 1950, elle est rachetée par Remington Rand, un fabricant de machines et d’équipements de bureau. Ce rachat permet de poursuivre le projet et de préparer sa commercialisation.
Comment fonctionnait l’UNIVAC I ?
L’UNIVAC I reste une machine imposante : plusieurs armoires électroniques, des milliers de tubes à vide, des kilomètres de connexions et des unités de stockage occupant une salle entière. Mais son organisation diffère profondément de celle de l’ENIAC original. Il possède une mémoire capable de conserver les données et les instructions des programmes. Il devient ainsi possible de changer de traitement en chargeant un autre programme, sans devoir reconstruire les connexions matérielles.
Une mémoire qui utilise des ondes sonores
L’une des particularités les plus étonnantes de l’UNIVAC I concerne sa mémoire principale. Elle ne repose ni sur des barrettes électroniques ni sur un disque dur, mais sur des lignes à retard au mercure.
Le principe consiste à faire circuler des impulsions acoustiques dans une colonne de mercure. À une extrémité, un dispositif piézoélectrique transforme les signaux électriques en vibrations. Celles-ci traversent le mercure sous forme d’ondes ultrasonores. À l’autre extrémité, un second dispositif reconvertit ces vibrations en signaux électriques.
Pour conserver l’information, les signaux sont amplifiés et réintroduits continuellement à l’entrée de la ligne. Les bits restent ainsi disponibles tant que ce circuit de recirculation fonctionne correctement.
Cette technique fournit une mémoire de 1 000 mots de 12 caractères. Chaque caractère utilise un codage sur six bits, adapté notamment aux chiffres, aux lettres majuscules et à certains symboles.
Contrairement à la mémoire vive actuelle, l’accès à une information n’est pas immédiat. Les impulsions circulent les unes derrière les autres : pour lire un mot particulier, le système doit attendre que les signaux correspondants atteignent l’extrémité de la ligne. La mémoire fonctionne donc de manière cyclique, avec un temps d’attente dépendant de la position des données.
Le mercure doit également être maintenu à une température contrôlée, car la vitesse de propagation du son varie avec la température. Une variation trop importante perturberait la synchronisation des signaux.
Cette solution peut sembler étrange aujourd’hui, mais au début des années 1950, elle permet de disposer d’une mémoire électronique exploitable pour les programmes et leurs données, avant la généralisation des mémoires à tores de ferrite puis à semi-conducteurs.
Les bandes magnétiques : conserver des millions de caractères
La mémoire principale reste cependant très limitée pour une administration qui doit gérer des millions de fiches. L’UNIVAC I utilise donc un second dispositif essentiel : les lecteurs de bandes magnétiques UNISERVO.
Ces bandes sont différentes des bandes plastiques qui se généraliseront ensuite. Elles utilisent notamment un support métallique à base de bronze phosphoreux, recouvert d’un matériau magnétique. Les informations sont enregistrées sous forme de variations d’aimantation que les têtes de lecture peuvent détecter.
Chaque bobine peut conserver une quantité de données très supérieure à la mémoire interne de l’ordinateur. Les fichiers deviennent ainsi disponibles pour des traitements successifs, sans devoir les ressaisir entièrement.
En revanche, l’accès est séquentiel. Pour retrouver un enregistrement, il faut faire avancer ou reculer la bande jusqu’à la position recherchée. On ne peut pas accéder immédiatement à n’importe quelle information comme le permettront les futurs disques magnétiques.
Cette contrainte influence directement les programmes. Pour traiter un fichier de recensement, il est souvent plus efficace de lire les enregistrements dans l’ordre, d’effectuer les calculs nécessaires puis d’écrire les résultats sur une autre bande. L’ordinateur est ainsi particulièrement adapté au traitement de grandes séries de données.
Comment utilisait-on concrètement l’UNIVAC I ?
L’UNIVAC I ne possède ni écran interactif comparable à ceux de nos ordinateurs actuels ni interface graphique. L’utilisateur ne dialogue pas directement avec la machine en saisissant des commandes à tout moment. Les programmes et les données sont préparés à l’avance, puis introduits dans le système selon une procédure organisée.
Un équipement appelé UNITYPER permet notamment d’enregistrer des informations sur une bande magnétique à partir d’un clavier. Les bandes sont ensuite placées dans les lecteurs UNISERVO. L’ordinateur charge les instructions nécessaires, exécute le traitement et produit des résultats qui peuvent être enregistrés ou imprimés.
Imaginons une compagnie d’assurance souhaitant calculer le total des cotisations de plusieurs milliers de clients. Les informations sont d’abord enregistrées sur bande : numéro de client, montant de cotisation et autres données utiles. Un programme lit successivement les enregistrements, effectue les additions ou les regroupements demandés, puis produit un fichier de résultats.
Ce mode d’utilisation, où les données et les instructions sont préparées avant le calcul, s’inscrit dans les pratiques du traitement par lots, qui se développeront dans les centres de calcul : les travaux sont préparés puis exécutés sans interaction permanente avec l’utilisateur.
La programmation reste difficile. Les instructions doivent tenir compte de l’architecture particulière de l’UNIVAC et de sa mémoire limitée. Les programmeurs utilisent des notations symboliques et des routines spécialisées, mais ne disposent pas encore des langages de haut niveau modernes. Chaque traitement demande donc une préparation importante, souvent accompagnée de nombreux essais et corrections.
Ces contraintes expliquent pourquoi le développement de logiciels capables d’automatiser une partie de la programmation deviendra rapidement un enjeu majeur.
1951 : le Bureau du recensement américain adopte UNIVAC
Le premier UNIVAC I est destiné au United States Census Bureau, l’organisme chargé des recensements américains. Le contrat est signé le 31 mars 1951 et une cérémonie officielle de présentation se tient le 14 juin dans les installations Eckert-Mauchly de Philadelphie.
La machine participe au traitement de certaines données du recensement de la population de 1950. Ce dernier avait naturellement commencé avant son arrivée : l’UNIVAC n’a donc pas réalisé à lui seul l’ensemble de ce recensement. Il contribue ensuite aux enquêtes économiques et au traitement du recensement économique de 1954.
L’intérêt est considérable. Les anciennes tabulatrices à cartes perforées savent compter et classer les informations, mais elles restent limitées par leurs dispositifs électromécaniques et leurs procédures de traitement. L’UNIVAC peut enchaîner automatiquement des opérations plus variées et manipuler des quantités importantes de données enregistrées sur bande.
Il ne fait pas disparaître immédiatement les cartes perforées : celles-ci continuent notamment à servir lors de la préparation des informations. Mais il déplace une partie essentielle du traitement vers des circuits électroniques programmables.
En 1954, General Electric installe également un UNIVAC I à Louisville, dans le Kentucky. L’entreprise l’utilise notamment pour la gestion de la paie et certaines applications industrielles. L’ordinateur commence ainsi à prendre place au cœur des grandes organisations, là où les calculs et le traitement des informations occupaient auparavant de nombreux employés et équipements spécialisés.
1952 : quand UNIVAC prédit le résultat d’une élection présidentielle
Le grand public découvre l’UNIVAC à l’occasion de l’élection présidentielle américaine du 4 novembre 1952. La chaîne de télévision CBS décide d’utiliser un ordinateur pour analyser les premiers résultats du scrutin opposant Dwight D. Eisenhower à Adlai Stevenson.
À partir des premières données électorales, un programme statistique calcule une estimation du résultat final. Contre certaines attentes, il annonce rapidement une large victoire d’Eisenhower. La prévision paraît si favorable au candidat républicain que les responsables hésitent à la communiquer immédiatement.
L’épisode est devenu célèbre parce que l’ordinateur avait correctement anticipé le vainqueur. Mais il faut éviter de lui attribuer des capacités presque mystérieuses : UNIVAC ne devinait pas l’avenir. Il appliquait un modèle statistique conçu par des humains à des résultats électoraux partiels.
Autre détail intéressant : les téléspectateurs ne voyaient pas directement l’ordinateur en fonctionnement. Le dispositif présenté dans le studio new-yorkais de CBS était une console de démonstration, tandis que la véritable machine travaillait à Philadelphie.
Cette émission contribue fortement à populariser le nom UNIVAC. Pour une partie du public américain, il devient presque synonyme d’ordinateur. La télévision donne ainsi à une technologie encore réservée à quelques institutions une visibilité exceptionnelle.
Grace Hopper et les premiers logiciels UNIVAC
Le développement de l’UNIVAC ne concerne pas uniquement l’électronique. Pour que la machine soit réellement utile, il faut également disposer de programmes capables de préparer les traitements, de manipuler les fichiers et d’exécuter les opérations demandées.
En 1949, Grace Hopper rejoint l’Eckert-Mauchly Computer Corporation. Elle participe aux travaux logiciels des nouveaux ordinateurs et cherche à simplifier la programmation, encore très dépendante des instructions de la machine.
En 1952, elle développe le système A-0. Celui-ci permet de sélectionner des sous-programmes déjà écrits, de leur fournir certains paramètres et de les réunir automatiquement. Hopper utilise le terme de « compilateur » pour désigner cette approche, même si A-0 se rapproche davantage d’un système de chargement et d’édition de liens au sens moderne.
Cette évolution est importante : plutôt que de reconstruire chaque programme à partir d’instructions élémentaires, les programmeurs peuvent progressivement réutiliser des traitements existants. Ces travaux préparent le développement de nouveaux outils de traduction, puis de langages comme FLOW-MATIC, qui influencera COBOL.
Le lien entre l’UNIVAC et l’histoire des langages de programmation est donc direct. L’ordinateur fournit une nouvelle puissance de traitement, tandis que les logiciels cherchent à rendre cette puissance accessible sans imposer aux programmeurs la maîtrise de tous les détails matériels.
UNIVAC I : une étape majeure de l’informatique commerciale
L’UNIVAC I n’est pas le premier ordinateur commercial au monde. Le Ferranti Mark 1 britannique avait déjà été livré à l’université de Manchester en février 1951. L’UNIVAC se distingue néanmoins par son rôle dans le développement du marché américain des ordinateurs électroniques et par son orientation vers le traitement des données administratives et commerciales.
Au total, 46 exemplaires de l’UNIVAC I sont construits. Ce chiffre paraît dérisoire aujourd’hui, mais il témoigne de l’existence d’un véritable marché pour des machines qui coûtent alors des sommes considérables. Banques, compagnies d’assurance, industriels et administrations commencent à envisager l’informatique comme un investissement destiné à améliorer leurs opérations.
L’UNIVAC ne remplace pas immédiatement les équipements de bureau traditionnels. Son coût, sa taille, sa consommation électrique et les compétences nécessaires à son exploitation limitent son adoption. De plus, IBM développe à son tour des ordinateurs commerciaux et s’appuie sur sa position dominante dans les équipements de traitement des données.
Son héritage dépasse pourtant sa diffusion. L’UNIVAC I montre qu’un ordinateur électronique peut fonctionner comme un système complet : conserver un programme, traiter de grandes quantités de données, exploiter des supports magnétiques et produire des résultats utilisables au quotidien.
Après les premiers calculateurs expérimentaux et militaires, il contribue ainsi à ouvrir une nouvelle période de l’histoire informatique : celle où l’ordinateur devient progressivement un outil de travail pour les grandes organisations.
Sources historiques
- United States Census Bureau — UNIVAC I, historique officiel de l’utilisation de la machine.
- Computer History Museum — Timeline 1951, livraison, caractéristiques et contexte commercial.
- Computer History Museum — Delay-Line Storage, fonctionnement de la mémoire acoustique.
- Computer History Museum — Timeline 1952, UNIVAC et la prédiction électorale.
- Computer History Museum — Have You Got a Prediction for Us, UNIVAC?, étude historique de l’élection de 1952.
- General Electric — GE’s Digital DNA, utilisation industrielle de l’UNIVAC I.
