Други статии от цикъла:
- История на реле
- История на електронните компютри
- История на транзистора
- История на интернет
Първите електронни компютри бяха уникални устройства, създавани с изследователска цел. Но след като се появиха на пазара, организациите бързо ги интегрираха в съществуващата култура за обработка на данни - в която всички данни и процеси бяха представени под формата на стекове. .
разработи първия табулатор, който можеше да чете и брои данни на базата на дупки в хартиени карти за преброяване на населението на САЩ в края на 19-ти век. До средата на следващия век ярко разнообразие от наследниците на тази машина навлезе в големи предприятия и правителствени организации по целия свят. Общият им език беше карта, състояща се от няколко колони, където всяка колона (обикновено) представяше едно число, което можеше да бъде пробито на едно от десетте места, обозначаващи числа от 0 до 9.
Не беше необходимо пробиването на входни данни в картите на сложни устройства, и този процес можеше да бъде разпределен между няколко офиса в организацията, генерираща тези данни. Когато данните трябваше да бъдат обработени - например, да се изчисли приходът за тримесечния отчет на отдела по продажби - съответните карти можеха да бъдат донесени в центъра за данни и да се поставят в опашка за обработка от подходящите машини, които издаваха набор от изходни данни на картите или ги печатаха на хартия. Около централните обработващи машини - табулатори и калкулатори - се суетяха периферни устройства за перфориране, копиране, сортиране и интерпретиране на картите.
Табулатор IBM 285, популярно устройство за работа с перфокарти през 30-те и 40-те години.
Към втората половина на 50-те години почти всички компютри работеха по схемата на "пакетната обработка". От гледна точка на типичния крайния потребител от отдела по продажбите, малко неща се промениха. Вие носехте за обработка купчина перфокарти и получавахте разпечатка или друга купчина перфокарти като резултат от работата. А по време на процеса картите се трансформираха от дупки в хартия в електронни сигнали и обратно, но това не ви вълнуваше. IBM доминираха в сферата на машините за обработка на перфокарти и останаха една от доминиращите сили в областта на електронните компютри, основно заради изградени връзки и широк спектър от периферно оборудване. Те просто замениха механичните табулатори и калкулатори на клиентите с по-бързи и гъвкави машини за обработка на данни.
Комплект за обработка на перфокарти IBM 704. На преден план жена работи с устройство за четене.
Тази система за обработка на перфокарти работеше отлично десетилетия и не загуби своята стойност – а даже напротив. И все пак, в края на 50-те години, маргиналната субкултура на компютърни изследователи започна да твърди, че цялата тази работна процедура трябва да се промени – те заявяваха, че компютърът трябва да се използва интерактивно. Вместо да му оставяте задача и след това да се връщате за резултатите, потребителят трябва да общува директно с машината и да използва възможностите й при поискване. В "Капитала" Маркс описваше как индустриалните машини – които хората просто стартират – заменят инструментите на труда, които хората контролират директно. Но компютрите започнаха своето съществуване вече като машини. И едва по-късно някои от техните потребители ги преобразуваха в инструменти.
И тази трансформация не се е случила в центрове за данни – като Бюрото за преброяване на населението на САЩ, застрахователната компания MetLife или United States Steel Corporation (всички тези компании бяха сред първите, които си закупиха UNIVAC, един от първите търговски налични компютри). Едва ли организация, в която седмичната заплата се смята за най-ефективния и надежден метод, би искала да позволява на някого да нарушава този процес, играейки с компютъра. Създадена от учените и инженерите, стойността на възможността да се седне зад конзолата и да се експериментира с различно на компютъра беше по-ясно оценена от тези, които искаха да проучат проблема, да го подходящат от различни ъгли, докато не открият слабостите му, и бързо да преминават между размисъл и действие.
Така че, такива идеи се раждат у изследователите. Но парите за финансиране на толкова разточителната употреба на компютри не идват от ръководителите на техните отдели. Нова субкултура (може дори да се каже култ) на интерактивната работа с компютри възниква от продуктивното партньорство между военните и елитарните университети на САЩ. Това взаимноизгодно сътрудничество започна по време на Втората световна война. Атомната енергия, радарите и другите магически устройства научили военните ръководители на това, че външно неразбираемите занимания на учените могат да имат невероятна важност за военните. Тази удобна интеракция съществува около едно поколение, след което се разпадна под политическите перипетии на друга война, във Виетнам. Но по това време американските учени имали достъп до огромни суми пари, почти никой не им се е месял и те могли да се занимават почти с всичко, което поне отдалеч можело да се свърже с националната отбрана.
Оправданието на интерактивните компютри започна с бомбата.
Whirlwind и SAGE
На 29 август 1949 година, съветски изследователски екип успешно проведе на . След три дни американският разузнавателен самолет по време на полет над северната част на Тихия океан откри следи от радиоактивен материал в атмосферата, останали от това изпитание. СССР разполагаше с бомба и техните американски конкуренти научиха за това. Напрежението между двете суперсили продължаваше повече от година, след като СССР прекрати наземните маршрути към контролираните от Запада райони на Берлин в отговор на плановете за възстановяване на бившето икономическо величие на Германия.
Блокадата приключи през пролетта на 1949 година, изпаднала в безизходица заради масивна операция, предприета от Запада за подкрепа на града по въздуха. Напрежението леко спадна. Въпреки това, американските генерали не можеха да игнорират съществуването на потенциално враждебна сила, разполагаща с ядрено оръжие, особено предвид постоянно увеличаващия се размер и обхват на стратегическите бомбардировачи. САЩ разполагаха с верига от станции за радарно откриване на въздушни судове, изградени по бреговете на Атлантическия и Тихия океан по време на Втората световна война. Въпреки това, те използваха остаряла технология, не покриваха северните подходи през Канада и не бяха свързани с централна система за координиране на въздушната защита.
За да се поправи ситуацията, ВВС (независимо военно подразделение на САЩ от 1947 година) свикаха инженерния комитет за противовъздушна отбрана (ADSEC). В историята той остава известен като „комитет на Вали“, на името на председателя, Джордж Вали. Той беше физик от MIT, ветеран от военната изследователска команда за радари Rad Lab, която след войната беше преобразувана в лаборатория за електроника (RLE). Комитетът проучваше този проблем една година, а окончателният отчет на Вали беше публикуван през октомври 1950 година.
Можеше да се предположи, че подобен отчет ще бъде скучна смес от канцеларски подобия и ще завърши с предпазливо изразено и консервативно предложение. Вместо това отчетът се оказа изключително интересен пример за творческа аргументация и съдържаше радикален и рисков план за действие. Това очевидно е заслуга на друг професор от MIT, , който твърдеше, че изучаването на живите организми и машините може да бъде обединено в една единствена дисциплина, . Вали и неговите съавтори започват с предположението, че системата за противовъздушна отбрана е жив организъм, и то не метафорично, а в действителния смисъл. Радаровите станции служат като органи на чувствата, а изтребителите и ракетите — като ефектори, с помощта на които той взаимодействва със света. Те функционират под контрола на директора, който използва информация от органите на чувствата, за да взема решения относно необходимите действия. Те след това твърдят, че директорът, съставен изцяло от хора, не може да спре стотици приближаващи се самолети на милиони квадратни километри в рамките на няколко минути, затова колкото се може повече функции на директора е необходимо да бъдат автоматизирани.
Най-необичайният от техните изводи е, че автоматизацията на директора най-добре би се осъществила чрез цифрови електронни компютри, които могат да поемат част от човешките решения: анализ на входящите заплахи, насочване на оръжието срещу тези заплахи (изчисляване на курсовете за прихващане и предаване на информация на изтребителите) и, възможно, дори разработка на стратегия за оптимални форми на отговор. Тогава изобщо не бе очевидно, че компютрите са подходящи за такава цел. В САЩ по онова време имаше точно три работещи електронни компютъра, и никой от тях не отговаряше на изискванията за надеждност на военна система, от която зависят милиони животи. Това всъщност бяха много бързи и програмируеми обработвачи на числа.
Въпреки това, Вали имаше основания да вярва в възможността за създаване на цифров компютър, работещ в реално време, тъй като знаеше за проекта [«Вихрь»]. Той започна по време на войната в лабораторията на сервомеханизмите на MIT под ръководството на младия докторант Джея Форрестър. Първоначалната му цел беше да създаде симулатор за полети с общо назначение, който да може да бъде пренастроен за поддръжка на нови модели самолети, без да се изгражда от нулата всеки път. Колега убеди Форрестъра, че неговият симулатор трябва да използва цифрова електроника за обработка на входните параметри от пилота и за издаване на изходни състояния за инструментите. Постепенно опитът за създаване на високоскоростен цифров компютър прерасна и засенчи първоначалната цел. Симулаторът за полет беше забравен, а войната, дала повод за неговото разработване, отдавна беше приключила, и комитетът на инспекторите от управлението на военно-морските изследвания (ONR) постепенно се разочарова от проекта заради постоянно нарастващия бюджет и все по-отложената дата за завършване. През 1950 г. ONR критично намали бюджета на Форрестър за следващата година, с намерение след това напълно да закрие проекта.
Въпреки това за Джордж Валли Whirlwind стана откровение. Реалният компютър Whirlwind все още не беше в работно състояние. Въпреки това следваше да се появи компютър, представляващ не просто разум без тяло. Това беше компютър с органи на чувството и ефектори. Организъм. Форрестър вече разглеждаше планове за разширяване на проекта до главната система на военния командно-контролен център на страната. На експертите по компютри от ONR, които смятаха, че компютрите са подходящи само за решаване на математически задачи, този подход им се стори грандиозен и абсурден. Въпреки това точно такава идея търсеше Валли, и той се появи точно навреме, за да спаси Whirlwind от забвение.
Въпреки големите амбиции (а може би благодарение на тях), докладът на Вали убедил командването на ВВС и те стартираха обширна нова изследователска и развойна програма, за да разберат първо как да създадат система за ПВО, основана на цифрови компютри, а след това наистина да я изградят. ВВС започнаха да си сътрудничат с MIT с цел провеждане на основни изследвания – това беше естественият избор, имайки предвид наличието на Whirlwind и RLE в института, както и историята на успешното сътрудничество в областта на ПВО от времето на Rad Lab и Втората световна война. Те нарекоха новата инициатива „проект Линкълн“ и построиха нова изследователска лаборатория Линкълн в Хънсфийлд, на 25 км северозападно от Кембридж.
ВВС нарекоха компютризирания проект за ПВО – типична странна абревиатура на военен проект, означаваща „полуавтоматично наземно обкръжение“. Whirlwind трябваше да стане тестовият компютър, доказващ жизнеспособността на концепцията, преди да премине към пълномащабно производство на оборудването и внедряването му – отговорността за това беше поета от IBM. Работната версия на компютъра Whirlwind, която трябваше да бъде направена в IBM, получи много по-малко запомнящо се име AN/FSQ-7 („армейска-флотска неподвижна специална единица“ – сравнено с тази абревиатура, SAGE изглежда доста точна).
Когато ВВС изготвиха пълните планове за системата SAGE през 1954 г., тя се състоеше от различни радарни установки, въздушни бази, оръжия за ПВО – и всичко това се контролираше от двадесет и три центрове за управление, масивни бункери, проектирани да издържат на бомбардировки. За оборудване на тези центрове IBM трябваше да достави четиридесет и шест компютъра, а не двадесет и три, което щеше да струва на военните много милиарди долари. Всичко това, защото компанията все още използваше електронни лампи в логическите схеми и те изгаряха като крушки с нажежаема жичка. Всяка от десетките хиляди лампи в работещия компютър можеше да се провали по всяко време. Очевидно беше неприемливо да се оставя цял сектор от въздушното пространство на страната незастрашен, докато техниците извършват ремонт, така че трябваше да има резервна машина на разположение.
Центърът за управление на SAGE на базата ВВС Гранд-Форкс в Северна Дакота, където имаше два компютъра AN/FSQ-7
Във всеки контролен център работеха десетки оператори, седящи пред електронно-лучеви екрани, като всеки от тях следеше част от въздушното пространство.
Компютърът проследяваше всякакви потенциални въздушни заплахи и ги визуализираше като следи на екрана. Операторът можеше да използва светлинен пистолет, за да извлече допълнителна информация за следата и да изпрати команди на защитната система, а компютърът ги преобразуваше в печатно съобщение за наличната ракетна батарея или база на ВВС.
Вирус на интерактивността
Като се има предвид естеството на системата SAGE – директно взаимодействие между оператори и цифров компютър с електронни екрани в реално време, с помощта на светлинни пистолети и контролни панели – не е изненадващо, че в лабораторията в Линкълн е израсла първата група защитници на интерактивното взаимодействие с компютрите. Цялата компютърна култура на лабораторията е съществувала в изолиран балон, откъсната от нормалната пакетна обработка, която се развиваше в търговския свят. Изследователите използвали Whirlwind и неговите наследници, резервирайки си периоди от време, за които получавали ексклузивен достъп до компютъра. Те свикнали да използват ръце, очи и уши за директно взаимодействие чрез превключватели, клавиатури, ярки екрани и дори говорители, без посредничеството на хартия.
Тази странна и малка субкултура се разпространила във външния свят като вирус, посредством директен физически контакт. И ако я считаме за вирус, то нулевият пациент може да се нарече младият мъж на име Уесли Кларк. Кларк напуснал аспирантурата по физика в Бъркли през 1949 г., за да стане техник на завод, произвеждащ ядрено оръжие. Въпреки това, работата не му харесвала. Четейки статии за компютри в списания, той започнал да търси начин да проникне в това, което изглеждало като нова и интересна област, изпълнена с неразкрити възможности. За наемането на компютърни специалисти в лабораторията в Линкълн научил от обява и през 1951 г. се преместил на източното крайбрежие, за да се присъедини към Форрестър, който вече бил начело на лабораторията за цифрови компютри.
Уесли Кларк, демонстриращ своя биомедицински компютър LINC, 1962
Кларк се присъедини към групата за авангардни разработки, отдел в лабораторията, който олицетворяваше освободеното състояние на сътрудничество между военните и университетите по онова време. Въпреки че технически отделът беше част от вселената на лабораторията Линкълн, този екип съществуваше в балон вътре в друг балон, изолиран от ежедневните нужди на проекта SAGE и беше свободен да избира всякакви компютърни направления, които можеха да бъдат свързани с ПВО. Основната им задача в началото на 50-те години беше да създадат Memory Test Computer (MTC), предназначен да демонстрира жизнеспособността на нов, високоефективен и надежден метод за съхранение на цифрова информация. , която трябваше да замести капризната памет, основана на CRT, използвана в Whirlwind.
Тъй като MTC нямаше други потребители, освен създателите си, Кларк имаше пълен достъп до компютъра за много часове всеки ден. Кларк се заинтересува от актуалната тогава кибернетична смесица от физика, физиология и теория на информацията, благодарение на своя колега Белмонт Фарли, който общуваше с група биофизици от RLE в Кеймбридж. Кларк и Фарли прекарваха дълги часове на MTC, създавайки софтуерни модели на невронни мрежи, за да проучват свойствата на самоорганизиращите се системи. От тези експерименти Кларк започна да извлича определени аксиоматични принципи на компютърната техника, от които никога не се отклони. По-специално, започна да смята, че "удобството за потребителя е най-важният фактор в дизайна".
През 1955 година Кларк се съединява с Кен Олсен, един от разработчиците на MTC, за да начертаят план за създаването на нов компютър, способен да прокара пътя за следващото поколение военни управляващи системи. Използвайки много голяма памет на магнитни сърцевини за съхранение и транзистори за работа с логиката, той можел да бъде направен значително по-компактен, надежден и мощен от Whirlwind. Първоначално те предложили дизайн, наречен TX-1 (Transistorized and eXperimental computer, „експериментален транзисторен компютър“ – много по-ясно от AN/FSQ-7). Въпреки това ръководството на Лабораторията Линкълн отхвърлило проекта като твърде скъп и рисков. Транзисторите били на пазара едва няколко години преди това и почти не били направени компютри, базирани на транзисторна логика. Затова Кларк и Олсен се върнали с намалена версия на машината, TX-0, която била одобрена.
TX-0
Функционалността на компютъра TX-0 като инструмент за управление на военни бази, макар и да била претекст за неговото създаване, Кларк не го интересувала толкова, колкото възможността да промотира своите идеи за проектиране на компютри. От неговата гледна точка, интерактивността на изчислителните машини престанала да бъде само факт на живота в Лабораторията Линкълн и станала нова норма – правилният начин за създаване и използване на компютри, особено за научна работа. Той предоставил достъп до TX-0 на биофизиците от MIT, макар работата им да нямала връзка с ПВО, и им позволил да използват визуалния дисплей на машината за анализ на електроенцефалограмите от изследвания на съня. И никой не се противопоставил на това.
TX-0 се оказа достатъчно успешен, за да може през 1956 година лабораторията в Линкълн да одобри пълномащабния транзисторен компютър TX-2 с огромна памет от два милиона бита. Реализирането на проекта ще отнеме две години. След това вирусът ще излезе извън лабораторията. След завършването на TX-2 лабораториите ще загубят необходимостта от ранния прототип, затова те се съгласиха да предадат TX-0 под наем на RLE в Кеймбридж. Той беше поставен на втория етаж, над центъра за пакетна обработка. И веднага зарази компютрите и професорите от кампуса на MIT, които започнаха да се състезават за времеви интервали, в които да получат пълен контрол над компютъра.
Вече беше ясно, че почти е невъзможно да напишеш компютърна програма правилно от първия път. В допълнение, изследователите, разглеждащи новата задача, често първоначално не знаеха какво точно трябва да бъде правилното поведение. А за да получат резултати от компютърния център, им се налагаше да чакат с часове или дори до следващия ден. За десетки новосъздадени програмисти от кампуса, възможността да се качат по стълбите, да открият грешка и веднага да я поправят, да опитат нов подход и веднага да видят подобрени резултати, се оказа истинско откровение. Някои използваха времето си на TX-0, за да работят върху сериозна наука или инженерни проекти, но радостта от интерактивността привлече и по-игривите натури. Един студент написа програма за текстово редактиране, която нарече „скъпа пишеща машина“. Друг му последва примера и написа „скъпо настолно изчислително устройство“, което използваше за домашните си работи по числен анализ.
Айван Сазърланд демонстрира своята програма Sketchpad на TX-2
Междувременно, Кен Олсен и другият инженер на TX-0, Харлан Андерсън, раздразнени от бавния напредък на проекта TX-2, решиха да пуснат на пазара интерактивен компютър с малки размери за учени и инженери. Те напуснаха лабораторията, за да основат Digital Equipment Corporation, като оборудваха офис в бивша текстилна фабрика на реката Асабет, на десет мили на запад от Линкълн. Първият им компютър PDP-1 (въведен през 1961 г.) по същество беше клон на TX-0.
TX-0 и Digital Equipment Corporation започнаха да разпространяват радостни новини за нов начин на използване на компютри извън лабораторията в Линкълн. И все пак, до момента вирусът на интерактивността беше локализиран географски в източен Масачузетс. Но и това скоро щеше да се промени.
Какво още да прочетете:
- Ларс Хейде, Системи с перфокарти и ранната информационна експлозия, 1880-1945 (2009)
- Джоузеф Ноембър, Биомедицински компютри (2012)
- Кент С. Редмънд и Томас М. Смит, От Whirlwind до MITRE (2000)
- M. Mitchell Waldrop, Машината на мечтите (2001)
Източник: habr.com
