Simulation d’un ordinateur mécanique en scriptant sous FreeCAD

Magazine
Marque
Hackable
Numéro
35
Mois de parution
octobre 2020
Domaines


Résumé

L’évolution du traitement du signal est une histoire fascinante largement déroulée par David Mindell dans ses divers ouvrages [1] et citations [2]. Partant de l’ordinateur mécanique avec ses rouages, poulies, bielles et crémaillères, le passage à l’électrique au début du 20ème siècle, puis à l’électronique intégrée avec l’avènement du transistor et des circuits intégrés (VLSI) nous ont fait oublier les stades initiaux qui ont amené à notre statut actuel d’ordinateurs infiniment puissants, précis et compacts. Alors que cette histoire semble s’accompagner du passage de l’analogique au numérique – de la manipulation de grandeurs continues en grandeurs discrètes avec son gain en stabilité et reproductibilité – il n’en est en fait rien : un boulier fournit déjà les bases du calcul discrétisé mécanique, tandis que [3] introduit les concepts du calcul mécanique avec les traitements numériques avant de passer aux traitements analogiques.


De tels dispositifs ont été utilisés en pratique jusqu’à la Seconde Guerre mondiale, tel qu’en atteste [4] dans le contexte de l’étude des méthodes cryptographiques en mentionnant « The navy had asked the practical engineers at the Navy Yard under Don Seiler for help fighting code systems before the war began. By 1940 he built a fifty-wheel cam and gear device that was driven by hand cranks. It tested cipher and additives for divisibility by three. ».

Notre curiosité sur les ordinateurs mécaniques a été attisée par l’analyseur harmonique de Michelson (le même qui a monté l’interféromètre pour démontrer l’indépendance de la vitesse de la lumière avec la direction de déplacement de la Terre dans l’Espace). De façon générale, tout système linéaire peut s’exprimer dans le domaine spectral comme somme de composantes harmoniques par série de Fourier, fournissant une méthode de résolution en régime permanent bien plus efficace qu’une...

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