Turing et le Colossus

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Alan M. Turing (1912-1954) était un mathématicien de génie, auteur de travaux d'importance fondamentale dans le domaine logique. Il a initié la théorie des nombres calculables et les machines de Turing ont posé dès 1937 les bases de l'informatique théorique avant l'apparition des ordinateurs.

Une machine de Turing est (une modélisation de) tout dispositif automatique effectuant automatiquement une tâche donnée. Sa description comporte les notions d'entrée, de sortie, de mémoire, de programme... C'était à l'origine une construction abstraite qui n'était pas destinée à être effectivement construite. Une machine de Turing universelle est un système du même type destiné à recevoir la description de toute machine de Turing et réaliser son travail -- une "machine pouvant exécuter tout programme'', comme les ordinateurs contemporains.

À cause des progrès du chiffrage allemand, les "bombes" de conception purement mécanique avouaient leurs limites. Des machines à crypter de nouvelle génération (machines de Lorentz) utilisaient une méthodologie de chiffrage radicalement différente. La stratégie de décryptage était radicalement modifiée. Elle reposait à l'origine sur une brillante exploitation par un jeune mathématicien (W. Tutte) d'une grossière erreur de transmission allemande le 30 août 1941. Turing recommanda la mise en chantier du projet "Colossus" (1943-1945) auquel il resta lié, sans y prendre une part prépondérante. Le but de cet appareil était d'automatiser la partie calculatoire des opérations de décryptage, ce qui n'était que la première d'une longue suite de procédures astucieuses et élaborées.

Le Colossus est un exemple concret de machine de Turing. Il utilise une combinaison des systèmes mécaniques (bandes de papier perforées pour les entrées et les sorties) et électroniques (tubes à vide). Ordinateur avant la lettre, il effectue une gamme de calculs très restreinte et spécialisée (il est par exemple incapable de multiplier deux nombres), mais il le fait vite et bien. Ceci est possible notamment grâce à l'absence de tout programme stocké : toute la logique est câblée, et la programmation se fait au moyen d'interrupteurs. Lorsque Colossus travaille, il lit les caractères à raison de 5000 par seconde. La bande de papier défile alors à 50 km/h. Pendant les 200 μs entre deux lectures, Colossus effectue 100 opérations logiques sur une matrice de 5 caractères. Aussi incroyable que cela paraisse, aucun ordinateur personnel moderne n'égale Colossus dans les tâches bien spécifiques pour lesquelles il a été conçu.

Les travaux de Turing ne furent pas reconnus de son vivant car nombre d'entre eux étaient assujettis au secret militaire. Turing finit par se voir interdire de travailler dans les domaines cryptographiques ``sensible''. Il s'enfonça lentement dans la dépression et mit fin à ses jours le 7 juin 1954.

Une réplique du Colossus a été construite par Tony Sale et de nombreux collaborateurs entre 1993 et 1996. Cela a nécessité des recherches très difficiles, tous les dessins originaux ayant brûlé en 1960. Il a fallu refaire les plans, grâce à de nombreuses photographies et des archives militaires... américaines, déclassifiées en 1995. Le Colossus II a été mis en route le 6 juin 1996, anniversaire de la mise en service de l'ENIAC. C'est lui qui a permis de valider les données chiffrées concernant son illustre aîné. Un site web lui est consacré.