Další články cyklu:
- Historie relé
- Historie elektronických počítačů
- Historie tranzistoru
- Historie internetu
Nejstarší elektronické počítače byly unikátní zařízení, vytvářená pro výzkumné účely. Po jejich uvedení na trh organizace rychle začlenily tyto počítače do tehdejší kultury zpracování dat – kde byla všechna data a procesy představena ve formě stohů. .
vyvinul první tabulátor, schopný číst a počítat data na základě otvorů v papírových kartách, pro sčítání lidu USA na konci 19. století. V polovině následujícího století se tento rozmanitý zvířecí druh potomků této mašiny dostal do velkých podniků a vládních organizací po celém světě. Jejich společným jazykem byla karta, skládající se z několika sloupců, kde každý sloupec (obvykle) představoval jednu číslici, kterou bylo možné vyvrtat na jedné z deseti pozic, označujících čísla od 0 do 9.
Pro perforaci vstupních dat do karet složitých zařízení nebylo zapotřebí, a tento proces bylo možné rozdělit mezi několik kanceláří v organizaci, která generovala tato data. Když bylo třeba data zpracovat – například spočítat příjmy pro čtvrtletní zprávu oddělení prodeje – příslušné karty bylo možné přinést do datového centra a postavit do fronty na zpracování příslušnými stroji, které vyprodukovaly sadu výstupních dat na kartách nebo je vytiskly na papíře. Kolem centrálních zpracovatelských strojů – tabulátorů a kalkulátorů – se shromažďovala periferie pro perforaci, kopírování, třídění a interpretaci karet.
Tabulátor IBM 285, populární zařízení pro práci s perforovanými kartami v 30. a 40. letech.
K druhé polovině 50. let prakticky všechny počítače pracovaly podle schématu "dávkového zpracování". Z pohledu typického koncového uživatele z obchodního oddělení se toho moc nezměnilo. Přinesli jste hromadu děrných štítků k zpracování a dostali jste zpět výtisk nebo jinou hromadu děrných štítků jako výsledek práce. Během tohoto procesu se štítky proměňovaly z děr v papíře na elektronické signály a zpět, ale to vás příliš nezajímalo. IBM dominovala v oblasti strojů pro zpracování děrných štítků a zůstala jednou z dominantních sil v oblasti elektronických počítačů, z větší části díky navázaným kontaktům a široké škále periferního zařízení. Jen jednoduše nahradili u klientů mechanické tabulátory a kalkulačky rychlejšími a flexibilnějšími stroji pro zpracování dat.
Komplet pro zpracování děrných štítků IBM 704. V popředí dívka pracuje se zařízením pro čtení.
Tento systém zpracování děrných štítků fungoval skvěle po celá desetiletí a nikterak neochaboval – naopak. A přesto, na konci 50. let, marginalizovaná subkultura počítačových badatelů začala tvrdit, že celý tento pracovní proces je potřeba změnit – tvrdili, že počítač by měl být používán interaktivně. Místo toho, abyste mu nechali úkol a pak přišli pro výsledky, měl by uživatel přímo komunikovat se strojem a využívat jeho možnosti na vyžádání. V "Kapitalu" Marx popisoval, jak průmyslové stroje – které lidé jen spouštěli – nahradily výrobní nástroje, které lidé kontrolovali přímo. Nicméně počítače začaly existenci již ve formě strojů. A teprve později někteří jejich uživatelé je přetvořili na nástroje.
A tato přepracování probíhalo ne v datových centrech – jako jsou Úřad pro sčítání lidu USA, pojišťovna MetLife nebo United States Steel Corporation (všechny tyto společnosti jako jedny z prvních zakoupily UNIVAC, jeden z prvních komerčně dostupných počítačů). Očekávat, že organizace, v níž se týdenní mzda považuje za nejefektivnější a nejspolehlivější způsob, dovolí někomu narušit tento proces, hraním si s počítačem, je málo pravděpodobné. Hodnota možnosti usednout za konzoli a jednoduše vyzkoušet to či ono na počítači byla více jasná vědcům a inženýrům, kteří chtěli problematiku studovat, přistupovat k ní z různých úhlů, dokud nenajdou její slabé místo, a rychle přepínat mezi úvahami a činy.
Tyto myšlenky vznikly u výzkumníků. Avšak peníze na takto plýtvavé využívání počítačů nepřišly od vedoucích jejich oddělení. Nová subkultura (lze říci, kult) interaktivní práce s počítačem se zrodila ze produktivního partnerství mezi armádou a elitními americkými univerzitami. Tato vzájemně prospěšná spolupráce začala během druhé světové války. Jaderné zbraně, radary a další kouzelná zbraň naučily vojenské velení, že na první pohled nezřejmé činnosti vědců mohou mít neuvěřitelný význam pro armádu. Tento pohodlný vztah existoval asi jedno generaci, a poté se rozpadl kvůli politickým peripetiím další války, ve Vietnamu. V tomto období měli američtí vědci přístup k obrovským částkám peněz, téměř se jich nikdo nedotýkal, a mohli se zabývat prakticky vším, co mohlo být jakýmkoli způsobem spojeno s národní obrannou.
Oprávnění interaktivních počítačů začalo s bombou.
Whirlwind a SAGE
29. srpna 1949 úspěšně realizoval sovětský výzkumný tým na . Tři dny poté, co americký průzkumný letoun během letu nad severní částí Tichého oceánu odhalil stopy radioaktivního materiálu v atmosféře z tohoto testu, se v SSSR objevila bomba a jejich američtí soupeři se o tom dozvěděli. Napětí mezi oběma supervelmocemi trvalo již více než rok, od té doby, co SSSR přerušil pozemní trasy do západem kontrolovaných oblastí Berlína jako reakci na plány na obnovení bývalé hospodářské slávy Německa.
Blokáda skončila na jaře 1949, když se ocitla v bezvýchodné situaci kvůli masivní operaci, kterou prováděl Západ za účelem podpory města vzduchem. Napětí se mírně uvolnilo. Přesto američtí generálové nemohli ignorovat existenci potenciálně nepřátelské síly, která měla přístup k jaderným zbraním, zejména s ohledem na neustále rostoucí velikost a dolet strategických bombardérů. USA měly síť radarových stanic pro detekci letadel, která byla vytvořena na pobřeží Atlantského a Tichého oceánu během druhé světové války. Používaly však zastaralou technologii, nezakrývaly severní přístupy přes Kanadu a nebyly spojeny centrálním systémem pro koordinaci vzdušné obrany.
Aby situaci napravily, letectvo (nezávislá vojenská jednotka USA od roku 1947) svolalo inženýrský výbor protivzdušné obrany (ADSEC). V historii je známý jako "Vallyho výbor", podle předsedy, George Vallyho. Byl to fyzik z MIT, veterán vojenské výzkumné radary skupiny Rad Lab, která se po válce proměnila v výzkumnou laboratoř pro elektroniku (RLE). Výbor tuto problematiku zkoumal po dobu jednoho roku a konečná zpráva byla vydána Vallym v říjnu 1950.
Dalo by se předpokládat, že taková zpráva by byla nudnou směsí kancelářské hantýrky a skončila by opatrně vyjádřeným a konzervativním návrhem. Místo toho se zpráva ukázala jako velmi zajímavý příklad kreativní argumentace a obsahovala radikální a riskantní plán akcí. Tento zásluhy přísluší dalšímu profesorovi z MIT, , který tvrdil, že studium živých bytostí a strojů lze sloučit do jediné disciplíny Wally a jeho spoluautoři začali s předpokladem, že systém protivzdušné obrany je živý organismus, a to nejen metaforicky, ale doslovně. Radarové stanice fungují jako smyslové orgány, př interceptory a rakety jsou efektory, kterými interaguje se světem. Pracují pod kontrolou ředitele, který využívá informace ze smyslových orgánů k rozhodování o potřebných akcích. Dále uvedli, že ředitel složený výhradně z lidí nemůže zastavit stovky přilétajících letadel na milionech čtverečních kilometrů během několika minut, proto by se co nejvíce funkcí ředitele mělo automatizovat.
Nejpodivnější z jejich závěrů je, že automatizace ředitele by byla nejvhodnější přes digitální elektronické počítače, které by mohly převzít část lidských rozhodnutí: analýzu přicházejících hrozeb, směrování zbraní proti těmto hrozbám (výpočet kurzů interception a jejich předání stíhačkám) a možná dokonce i vývoj strategie optimálních forem odpovědi. Tehdy rozhodně nebylo jasné, že počítače jsou pro tento účel vhodné. Ve všech Spojených státech tehdy existovaly přesně tři funkční elektronické počítače a žádný z nich nebyl ani zdaleka dostatečně spolehlivý pro vojenský systém, od něhož závisí miliony životů. Byly to jednoduše velmi rychlé a programovatelné zpracovávače čísel.
Nicméně, Wally měl důvod věřit v možnost vytvoření digitálního počítače fungujícího v reálném čase, protože znal projekt [«Whirlwind»]. Začal během války v laboratoři servo-mechanismů MIT pod vedením mladého postgraduálního studenta Jaye Forrestera. Jeho původním cílem bylo vytvořit simulátor letu všeobecného určení, který by mohl být přenastaven na podporu nových modelů letadel, aniž by bylo nutné pokaždé začínat od nuly. Kolega přesvědčil Forrestera, že jeho simulátor by měl používat digitální elektroniku k zpracování vstupních parametrů od pilota a výstupních stavů pro přístroje. Postupně se pokus o vytvoření vysokorychlostního digitálního počítače přetransformoval a zastínil původní cíl. Simulátor letu byl zapomenut, a válka, která dala podnět k jeho vývoji, dávno skončila, a inspekční výbor z řízení námořního výzkumu (ONR) postupně ztrácel nad projektom víru kvůli neustále se zvyšujícímu rozpočtu a neustále oddalovanému termínu dokončení. V roce 1950 ONR kriticky zkrátil rozpočet Forrestera na následující rok s úmyslem po tomto projektu zcela uzavřít.
Pro George Valleyho se Whirlwind stal zjevením. Skutečný počítač Whirlwind byl ještě daleko od funkčního stavu. Nicméně měl se brzy objevit počítač, který by představil něco víc než jen mysl bez těla. Byl to počítač se smysly a efektory. Organismus. Forrester už zvažoval plány na rozšíření projektu na hlavní systém vojenského centra velení a kontroly země. Odborníkům na počítače z ONR, kteří považovali počítače pouze za nástroj pro řešení matematických úloh, se takový přístup zdál grandiózní a absurdní. Přesně takovou myšlenku ale Valley hledal a objevil se v pravý čas, aby zachránil Whirlwind před zapomněním.
I přes velké ambice (nebo možná díky nim) přesvědčil Wallaceův report velení letectva a ti spustili rozsáhlý nový program výzkumu a vývoje, aby nejprve pochopili, jak vytvořit systém protivzdušné obrany založený na digitálních počítačích, a poté ho skutečně vybudovali. Velení letectva začalo spolupracovat s MIT s cílem provádět základní výzkumy – to byla přirozená volba, vzhledem k existenci Whirlwind a RLE na institutu, a také kvůli historii úspěšné spolupráce v oblasti protivzdušné obrany, sahající až do dob Rad Lab a Druhé světové války. Novou iniciativu nazvali „projekt Lincoln“ a postavili novou výzkumnou laboratoř Lincoln na Hanscom Field, 25 km severozápadně od Cambridge.
Velení letectva pojmenovalo počítačový projekt protivzdušné obrany – typická podivná zkratka vojenského projektu, znamenající „polovičně automatizované zemské prostředí“. Whirlwind měl být zkušebním počítačem pro prokázání životaschopnosti koncepce před tím, než dojde k plněmasovým výrobám zařízení a jeho zavedení – tuto odpovědnost převzala IBM. Pracovní verze počítače Whirlwind, kterou měla vyrobit IBM, dostala mnohem méně zapamatovatelné jméno AN/FSQ-7 („armádně-námořní pevné speciální zařízení“ – ve srovnání s tímto akronymem vypadá SAGE docela přesně).
V době, kdy velení letectva v roce 1954 sepsalo úplné plány systému SAGE, skládal se z různých radarových zařízení, vzdušných základen, protilietadlových zbraní – a to vše bylo řízeno z dvaceti tří řídicích center, masivních bunkrů navržených tak, aby odolaly bombardování. K naplnění těchto center potřebovala IBM dodat čtyřicet šest počítačů, a ne dvacet tři, což by stálo vojáky miliardy dolarů. To vše proto, že spolčení ještě stále používalo v logických obvodech elektronky, které se spálily jako žárovky. Jakákoliv z desítek tisíc lamp v pracovním počítači mohla kdykoliv selhat. Bylo by nepřijatelné nechat celou oblast vzdušného prostoru země nechráněnou, zatímco technici provádějí opravy, proto bylo nutné mít k dispozici náhradní zařízení.
Řídicí centrum SAGE na základně letectva Grand Forks v Severní Dakotě, kde stály dva počítače AN/FSQ-7
V každém řídicím centru pracovaly desítky operátorů, kteří seděli před katodovými obrazovkami, přičemž každý sledoval část sektoru vzdušného prostoru.
Počítač monitoroval jakékoli potenciální vzdušné hrozby a zobrazoval je jako stopy na obrazovce. Operátor mohl použít světelnou pistol pro dodání dalších informací k stopě a vydání příkazů k obraně, načež počítač tyto informace přetvářel na tištěné zprávy pro dostupné raketové baterie nebo základny letectva.
Virus interaktivity
Vzhledem k povaze systému SAGE – přímé interakci mezi operátory a digitálním počítačem prostřednictvím katodových obrazovek v reálném čase, s využitím světelných pistolí a konzolí – není překvapením, že v laboratoři Lincoln vyrostla první generace zastánců interaktivní interakce s počítači. Celá počítačová kultura laboratoře existovala v izolované bublině, oddělená od běžného balíkového zpracování, které se rozvíjelo ve světě obchodu. Výzkumníci používali Whirlwind a jeho následovníky a rezervovali si časové úseky, na které měli výhradní přístup k počítači. Byli zvyklí používat ruce, oči a uši pro přímou interakci prostřednictvím přepínačů, klávesnic, jasných obrazovek a dokonce reproduktorů, bez papírových zprostředkovatelů.
Tato podivná a malá subkultura se rozšířila do vnějšího světa jako virus, prostřednictvím přímého fyzického kontaktu. A pokud ji považujeme za virus, pak nulovým pacientem je mladý muž jménem Wesley Clark. Clark opustil postgraduální studium fyziky na Berkeley v roce 1949, aby se stal technikem v továrně na výrobu jaderných zbraní. Avšak práce ho nebavila. Po přečtení několika článků v časopisech o počítačích začal hledat možnost proniknout do toho, co se zdálo být novou a zajímavou oblastí, plnou nevyužitého potenciálu. O náboru počítačových odborníků do laboratoře Lincoln se dozvěděl z reklamy a v roce 1951 se přestěhoval na východní pobřeží, aby pracoval pod vedením Forrester, který se již stal šéfem laboratoře digitálních počítačů.
Wesley Clark prezentující svůj biomedicínský počítač LINC, 1962
Clark se připojil k týmu pokročilých vývojářů, pododdělení laboratoře, které zosobňovalo uvolněný stav spolupráce armády a univerzit té doby. Ačkoli technicky bylo pododdělení součástí vesmíru Lincoln Lab, tento tým existoval v bublině uvnitř jiné bubliny, byl izolován od každodenních potřeb projektu SAGE a měl volnost v výběru jakéhokoli počítačového směru, který by mohl být nějakým způsobem spojen s PVO. Jejich hlavním úkolem na začátku 50. let bylo vytvořit počítač pro testování paměti (MTC), určený k demonstraci životaschopnosti nového, vysoce účinného a spolehlivého způsobu ukládání digitálních informací, , která by měla nahradit rozmarnou paměť na bázi CRT používanou ve Whirlwindu.
Jelikož MTC neměl žádné jiné uživatele než jeho tvůrce, měl Clark plný přístup k počítači po mnoho hodin denně. Clark se začal zajímat o v té době módní kybernetickou směs fyziky, fyziologie a informační teorie, díky svému kolegovi Belmontu Farleymu, který komunikoval s skupinou biofyziků z RLE v Cambridge. Clark a Farley trávili dlouhé hodiny u MTC, vytvářející softwarové modely neuronových sítí, aby zkoumali vlastnosti samoorganizujících se systémů. Z těchto experimentů začal Clark vyvozovat určité axiomatické principy výpočetní techniky, od kterých se nikdy neodchýlil. Zejména začal považovat, že „pohodlí uživatele je nejdůležitějším faktorem designu“.
V roce 1955 se Clark spojil s Kenem Olsenem, jedním z vývojářů MTC, aby vytvořili plán na výrobu nového počítače, který by připravil cestu pro další generaci vojenských řídicích systémů. Díky velmi velké paměti na magnetických jádrech pro uchovávání dat a tranzistorům pro zpracování logiky by mohl být mnohem kompaktnější, spolehlivější a výkonnější než Whirlwind. Původně navrhli design, který nazvali TX-1 (Transistorized and eXperimental computer, „experimentální tranzistorový počítač“ – mnohem jasnější než AN/FSQ-7). Avšak vedení laboratoře Lincoln projekt odmítlo jako příliš drahý a riskantní. Tranzistory se objevily na trhu pouze několik let před tím a na tranzistorové logice bylo postaveno velmi málo počítačů. Proto se Clark a Olsen vrátili s redukovanou verzí stroje, TX-0, která byla schválena.
TX-0
Funkčnost počítače TX-0 jako nástroje pro řízení vojenských základen, i když byla záminkou pro jeho vytvoření, Clarka zajímala mnohem méně než možnost prosazovat své myšlenky na návrh počítačů. Z jeho pohledu se interaktivita výpočetních strojů přestala být samozřejmostí v laboratořích Lincoln a stala se novým standardem – správným způsobem, jak vytvářet a používat počítače, zvláště pro vědeckou práci. Dovolil biophysikům z MIT přístup k TX-0, i když jejich práce neměla žádný vztah k protivzdušné obraně, a umožnil jim používat vizuální displej stroje pro analýzu elektroencefalogramů z výzkumů spánku. A nikdo proti tomu neprotestoval.
TX-0 se ukázal jako dostatečně úspěšný, aby v roce 1956 laboratoře Lincoln schválily plně tranzistorový počítač TX-2 s obrovskou pamětí o velikosti dva miliony bitů. Realizace projektu bude trvat dva roky. Po tomto období virus opustí hranice laboratoře. Po dokončení TX-2 laboratoře nebudou mít potřebu používat raný prototyp, a tak souhlasily s předáním TX-0 do Cambridge k pronájmu RLE. Byl umístěn ve druhém patře, nad centrem pro dávkové zpracování. A hned infikoval počítače a profesory z kampusu MIT, kteří se začali hádat o časové úseky, během nichž by mohli převzít plnou kontrolu nad počítačem.
Bylo již jasné, že prakticky nelze správně napsat počítačový program na první pokus. Co víc, výzkumníkům, kteří zkoumali novou úlohu, často nejprve vůbec nebylo jasné, jaké by mělo být správné chování. A na výsledky z výpočetního centra bylo třeba čekat hodiny, nebo dokonce až do dalšího dne. Pro desítky nově vzniklých programátorů z kampusu byla možnost vylézt po schodech, odhalit chybu a okamžitě ji opravit, vyzkoušet nový přístup a ihned vidět vylepšené výsledky skutečným objevem. Někteří využívali svůj čas na TX-0 ke práci na vážné vědě nebo inženýrských projektech, ale radost z interaktivity přitahovala i hravější duše. Jeden student napsal program pro úpravu textu, který nazval „drahý psací stroj“. Další jej následoval a napsal „drahý stolní kalkulátor“, který používal k domácímu úkolu z numerické analýzy.
Ivan Sutherland demonstruje svůj program Sketchpad na TX-2
Mezitím Ken Olsen a další inženýr TX-0, Harlan Anderson, rozčarovaní pomalým pokrokem projektu TX-2, se rozhodli uvést na trh malý interaktivní počítač pro vědce a inženýry. Opustili laboratoř, aby založili Digital Equipment Corporation, vybavili kancelář v bývalé textilní továrně na řece Assabet, deset mil na západ od Lincoln. Jejich první počítač PDP-1 (uváděný na trh v roce 1961) byl v podstatě klonem TX-0.
TX-0 a Digital Equipment Corporation začali šířit radostné zprávy o nové metodě využití počítačů mimo laboratoř v Lincoln. Přesto byl virus interaktivity prozatím geograficky lokalizován ve východním Massachusetts. To se však brzy mělo změnit.
Co si ještě přečíst:
- Lars Heide, Punched-Card Systems and the Early Information Explosion, 1880-1945 (2009)
- Joseph November, Biomedical Computing (2012)
- Kent C. Redmond a Thomas M. Smith, From Whirlwind to MITRE (2000)
- M. Mitchell Waldrop, The Dream Machine (2001)
Zdroj: habr.com
