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Tech by VICE

Comment construire un ordinateur 4-bit avec du carton et des billes

Pas besoin d’électricité pour matérialiser des opérations binaires. La preuve.

par Michael Byrne
23 Novembre 2016, 9:39am

On oublie facilement que les ordinateurs sont des machines qui ne laissent aucune place au hasard. Sous la carcasse de votre unité centrale il y a, pour l'essentiel, des fils, des portes logiques et des commutateurs. Un 1 devient un 0 ; deux 1 deviennent un 1 ; un 1 et un 0 deviennent un 0 ; un 1 et un 0 deviennent un 1 ; deux 0 deviennent un 1, etc. Pour effectuer ces transformations toutes simples, des portes reçoivent des signaux d'activation et désactivation, et émettent des signaux similaires en retour selon les principes élémentaires du calcul logique et de l'arithmétique binaire, qui remontent à Leibniz.

Pour matérialiser des opérations binaires, nul besoin d'électricité. Tout ce dont vous avez besoin, c'est d'un système qui permette de transformer des entrées binaires (A et B) en sorties binaires (X) selon des règles de calculs données. Une fois ce système au point, vous avez un ordinateur dans les mains. Et, en théorie du moins, il peut vous permettre de faire tout ce que vous voulez.

Si cette perspective vous laisse sceptique, lapinozz, utilisateur Github de son État, va vous convaincre : il a construit un ordinateur 4-bit avec du carton et des billes. Pas mal, non ?

Ci-dessous, une fonction ET. Comme vous pouvez le voir dans le tableau ci-dessus, elle produit un 1 (une bille) s'il y a deux entrées 1. Dans le cas contraire, elle produit un 0 (pas de bille). Dans un ordinateur, les portes logiques sont combinées en circuits connus sous le nom de demi-additionneurs et d'additionneurs complets. C'est grâce à eux que la logique devient arithmétique. Un demi-additionneur ressemble à ceci : L'ordinateur en carton est donc constitué de combinaisons d'additionneurs, comme ceci : « J'ai construit cet ordinateur avec ma petite sœur, dans le cadre d'un TP. Il peut additionner des nombres de 0 à 15, pour une somme maximale de 30 » écrit lapinozz. « Nous avons utilisé des matériaux de récup. À l'époque je ne savais pas que des gens construisaient déjà des calculateurs avec du bois ou des Lego. Du coup, avec notre carton, on a innové ! C'est un modèle d'ordinateur inédit. »