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Cet article présente les avancées majeures dans l'évolution de l'informatique. Pour une chronologie détaillée, voir : Chronologie Informatique.

Premiers outils

Depuis des millénaires, l'Homme a créé et utilisé des outils l'aidant à calculer. Le premier exemple est l'abaque, toujours utilisée en Chine. Les premiers outils autonomes (capables d'arriver au résultat d'un calcul arithmétique), apparurent au XVII^e siècle. Limités tout d'abord aux simples opérations d'addition et de soustraction, ils utilisaient des pignons et roues à dents utilisés en horlogerie.

À la fin du XVIII^e siècle, des machines étaient capables de réaliser un grand nombre d'opérations afin de calculer des fonctions polynômiales et, de là, obtenir des tables logarithmiques et trigonométriques (par approximation polynômiale).

La principale marque d'un ordinateur est sa programmabilité. Celle-ci permet à l'ordinateur d'émuler toute autre machine à calculer en changeant la séquence des instructions disponibles. En 1801, Joseph-Marie Jacquard développa un métier à tisser dans lequel les modèles étaient définis par des cartes perforées. Cette série de cartes pouvait être changée sans modifier le métier. C'était le début de la programmation.

En 1835, Charles Babbage décrivit sa machine analytique. C'était un ordinateur mécanique programmable utilisant des cartes perforées comme données et fonctionnant à la vapeur. Bien que sa théorie ait été correcte, le manque de pièces mécaniques suffisamment précises et de financement public furent des obstacles à la construction de cette machine. Ada Lovelace créa une série de programmes (suite de cartes perforées) pour cette machine, ses efforts firent d'elle la première programmeuse du monde.

Sur les conseils d'Herman Hollerith (qui allait créer IBM), le Bureau du recensement américain (United States Census Bureau) utilisa des cartes perforées pour le recensement de 1890.

Au XX^e siècle, l'électricité permit de remplacer les calculateurs mécaniques par des moteurs électriques. Avant la Seconde Guerre mondiale, les ordinateurs analogiques, qu'ils furent mécaniques ou électriques, étaient très utilisés. Ces ordinateurs analogiques utilisaient des quantités physiques pour représenter les nombres tels que la tension . Ainsi, ils devaient être reprogrammés manuellement à chaque nouveau problème. Leur avantage par rapport aux premiers ordinateurs numériques, était leur capacité à traiter des problèmes plus complexes. Mais les ordinateurs numériques, plus rapides et moins coûteux, remplacèrent ces ordinateurs analogiques.

Première génération d'ordinateurs

L'ère des ordinateurs modernes commença avec les grands développements de la Seconde Guerre mondiale. Les circuits électroniques, tubes à vide, condensateurs et relais remplacèrent leurs équivalents mécaniques et le calcul numérique remplaça le calcul analogique. Les ordinateurs conçus à cette époque forment la première génération d'ordinateurs. Ils utilisaient toujours des cartes perforées comme source d'informations ou pour stocker le résultat (ie: non-volatile). Le stockage temporaire était fourni par des ressorts (utilisant le temps de propagation du son) ou des tubes Williams (similaires au tube cathodique d'un téléviseur). Vers 1954, les mémoires magnétiques (bandes, ensuite disques, amovibles puis fixes) supplantèrent tout autre forme de stockage et étaient dominantes au milieu des années 70.

De nombreuses machines électromécaniques furent construites aux capacités diverses. Elles n'eurent qu'un impact limité sur les constructions à venir. En 1938, Konrad Zuse commença la construction des premières séries-Z, des calculateurs électromécaniques comportant une mémoire et une programmation limitée. Zuse fut soutenu par la Wehrmacht qui utilisa ces systèmes pour des missiles guidés. Les séries-Z furent les précurseurs de nombreuses avancées technologiques telles que l'arithmétique binaire et les nombres en virgule flottante. La même année, John Vincent Atanasoff et Clifford E. Berry, de l’Iowa State University, développèrent l'Ordinateur Atanasoff-Berry. Cette machine avait pour but de résoudre des systèmes d'équations linéaires. La mémoire était stockée à l'aide de condensateurs fixés à un tambour rotatif.

En 1940, un calculateur en nombre complexe était achevé à base de relais. Ce fut la première machine utilisée à distance via une ligne de téléphone.