Andre artikler i cyklen:
- Historien om relæet
- Historien om elektroniske computere
- Historien om transistoren
- Internettets historie
De aller første elektroniske datamaskiner var unike enheter laget for forskningsformål. Men etter deres introduksjon på markedet inkluderte organisasjoner dem raskt i den eksisterende databehandlingskulturen – hvor all data og prosesser ble representert i form av stakker. .
utviklet den første tabulatoren som kunne lese og telle data basert på hull i papirkort for folketellingen i USA på slutten av 1800-tallet. Innen midten av forrige århundre hadde en fargerik samling av etterkommere av denne maskinen trengt inn i store bedrifter og offentlige organisasjoner over hele verden. Deres felles språk var kortet, bestående av flere kolonner, hvor hver kolonne vanligvis representerte ett tall som kunne bli perforert på en av ti posisjoner som representerte tallene fra 0 til 9.
For å perforere inngangsdata i kortene trengtes det ikke kompliserte enheter, og denne prosessen kunne fordeles mellom flere kontorer i organisasjonen som genererte disse dataene. Når dataene måtte bearbeides – for eksempel å summere inntektene for kvartalsrapporten for salgsteamet – kunne de respektive kortene bringes til datasenteret og settes i kø for behandling av passende maskiner som ga et sett med utdata på kortene eller skrev det ut på papir. Rundt de sentrale behandlingsmaskinene – tabulatorene og kalkulatorene – sto det perifere enheter for perforering, kopiering, sortering og tolkning av kort.
IBM 285-tabulatoren, en populær enhet for arbeid med hullkort på 1930- og 40-tallet.
I slutningen af 1950'erne arbejdede nærmest alle computere efter en såkaldt "batch processing"-model. Set fra en typisk slutbruger i salgsafdelingen ændrede der sig lidt. Du bragte en bunke hulkort til behandling og fik et print eller en anden bunke hulkort som resultat. Undervejs blev kortene omdannet fra huller i papiret til elektriske signaler og tilbage, men det bekymrede dig ikke. IBM dominerede inden for maskiner til hulkortbehandling og forblev en af de dominerende kræfter inden for elektroniske computere, hovedsageligt på grund af etablerede netværk og et bredt udvalg af perifert udstyr. De erstattede blot de mekaniske tabulatorer og lommeregnere hos kunderne med hurtigere og mere fleksible databehandlingsmaskiner.
IBM 704 hulkortbehandlingssystem. I forgrunden arbejder en kvinde med læseenheden.
Dette hulkortbehandlingssystem fungerede perfekt i årtier uden at miste relevans - faktisk tværtimod. Alligevel, i slutningen af 1950'erne, begyndte en marginal subkultur af computereksperter at påstå, at hele denne arbejdsprocess skulle ændres - de hævdede, at computeren bedst kunne bruges interaktivt. I stedet for at sende den en opgave og så komme tilbage for resultaterne, skulle brugeren kommunikere direkte med maskinen og udnytte dens muligheder på forespørgsel. I "Kapitalen" beskrev Marx, hvordan industrielle maskiner - som folk blot satte i gang - erstattede arbejdsredskaber, som folk kontrollerede direkte. Men computere eksisterede allerede som maskiner. Først senere ændrede nogle af deres brugere dem til værktøjer.
Og denne ombygning fandt ikke sted i datacentre – som dem fra det amerikanske folketællingsbureau, forsikringsselskabet MetLife eller United States Steel Corporation (disse virksomheder var nogle af de første, der købte en UNIVAC, en af de første kommercielt tilgængelige computere). Det er usandsynligt, at en organisation, der betragter udbetaling af ugentlige lønninger som den mest effektive og pålidelige metode, ville ønske, at nogen forstyrrede denne behandling ved at lege med computeren. Værdien af at have mulighed for at sætte sig ved konsollen og simpelthen afprøve dette eller hint på computeren var mere tydelig for videnskabsfolk og ingeniører, der ønskede at studere problemet og nærme sig det fra forskellige vinkler, indtil de fandt svagheden, og hurtigt kunne skifte mellem overvejelser og handlinger.
Derfor opstod sådanne idéer hos forskerne. Men pengene til at betale for en så ekstravagant brug af computeren kom ikke fra deres afdelingsledere. En ny subkultur (man kunne endda kalde det en kult) af interaktivt arbejde med computeren opstod fra et produktivt partnerskab mellem militæret og de elite universiteter i USA. Dette gensidigt fordelagtige samarbejde begyndte under Anden Verdenskrig. Atomvåben, radarer og anden magisk teknologi gjorde, at det militære lederskab indså, at tilsyneladende uforståelige aktiviteter fra videnskabsfolk kan have en utrolig betydning for militæret. Dette bekvemme samarbejde varede omtrent en generation, før det kollapsede i de politiske omvæltninger af en anden krig, Vietnamkrigen. Men på dette tidspunkt havde amerikanske forskere adgang til enorme mængder penge, næsten ingen greb ind, og de kunne beskæftige sig med stort set alt, der kunne forbindes, direkte eller indirekte, til national sikkerhed.
Retfærdiggørelsen af interaktive computere begyndte med bomben.
Whirlwind og SAGE
Den 29. august 1949 gennemførte et sovjetisk forskerteam med succes og få en fungerende kommando. . Tre dage senere opdagede den amerikanske reconnaissance-fly under en flyvning over den nordlige del af Stillehavet spor af radioaktivt materiale i atmosfæren, som var blevet efterladt fra dette eksperiment. Sovjetunionen havde fået en bombe, og deres amerikanske modstandere blev opmærksomme på dette. Den spændte situation mellem de to supermagter havde allerede varet i mere end et år, siden Sovjetunionen blokerede de landruter, der førte til de vestligt kontrollerede områder af Berlin, som svar på planerne om at genoprette Tysklands tidligere økonomiske storhed.
Blokaden sluttede foråret 1949, da konflikten nåede en blindgyde på grund af en massiv operation iværksat af Vesten for at støtte byen fra luften. Spændingen lettede en smule. Alligevel kunne de amerikanske generaler ikke ignorere eksistensen af en potentielt fjendtlig magt, der havde adgang til atomvåben, især med de strategiske bombefly, der konstant blev større og fik længere rækkevidde. USA havde en kæde af radarstationer til opdagelse af luftfartøjer, etableret langs kyster i Atlanterhavet og Stillehavet under Anden Verdenskrig. De brugte dog forældet teknologi, dækkede ikke de nordlige tilgange gennem Canada, og var ikke forbundet med et centralt system til koordinering af luftforsvar.
For at forbedre situationen indkaldte luftvåbenet (den uafhængige militære gren af USA siden 1947) en ingeniørkomité for luftforsvar (ADSEC). I historien er den blevet husket som «Valley-komitéen», opkaldt efter formanden, George Valley. Han var fysiker fra MIT, veteran fra den militære forskningsgruppe Radar Lab, der efter krigen blev til en forskningslaboratorium for elektronik (RLE). Komitéen undersøgte problemet i et år, og Valley udgav den endelige rapport i oktober 1950.
Man kunne forvente, at en sådan rapport ville være en kedelig samling kontorarbejde og ende med en forsigtig og konservativ anbefaling. I stedet viste rapporten sig at være et yderst interessant eksempel på kreativ argumentation og indeholdt en radikal og risikabel handlingsplan. Dette er tydeligvis en fortjeneste af en anden professor fra MIT, , som hævdede, at studiet af levende væsener og maskiner kunne samles under en fælles disciplin Wally og hans co-forfattere begyndte med antagelsen om, at luftforsvarssystemet er en levende organisme, ikke kun metaforisk, men i virkeligheden. Radaranlæg fungerer som sanser, og jagerfly og missiler er de effektorer, hvormed det interagerer med verden. De arbejder under kontrol af en leder, der bruger information fra sanserne til at træffe beslutninger om nødvendige handlinger. Derefter hævdede de, at en leder, der kun består af mennesker, ikke vil være i stand til at stoppe hundreder af nærgående fly på millioner af kvadratkilometer i løbet af få minutter, så så mange funktioner som muligt af lederen skal automatiseres.
Den mest usædvanlige af deres konklusioner er, at det ville være bedst at automatisere lederen ved hjælp af digitale elektroniske computere, der kan overtage en del af menneskelige beslutninger: analysere indkommende trusler, rette våben mod disse trusler (beregne kursus for interception og videregive dem til jagerfly), og muligvis endda udvikle strategier for optimale svarformer. På det tidspunkt var det slet ikke åbenlyst, at computere var egnet til dette formål. Der var kun tre fungerende elektroniske computere i hele USA, og ingen af dem opfyldte kravene til pålidelighed for et militært system, som millioner af liv afhænger af. De var blot meget hurtige og programmerbare talbehandlere.
Ikke desto mindre havde Wally grund til at tro på muligheden for at skabe en digital computer, der fungerer i realtid, da han vidste om projektet [«Vortex»]. Det begyndte under krigen i MIT's servomekaniklaboratorium under ledelse af den unge forsker Jay Forrester. Målet var oprindeligt at skabe en generel flysimulator, som kunne omkonfigureres til at understøtte nye flymodeller uden hele tiden at skulle bygge forfra. En kollega overbeviste Forrester om, at hans simulator skulle bruge digital elektronik til at behandle inddata fra piloten og give uddata til instrumenterne. Gradvis blev forsøget på at skabe en højhastighedsdigital computer så dominerende, at det overskyggede det oprindelige mål. Flysimulatoren blev glemt, krigen der havde givet anledning til dens udvikling, var længe afsluttet, og et udvalg af inspektører fra Det Maritime Forskningskontor (ONR) blev gradvist mere skuffede over projektet på grund af det konstant voksende budget og den konstant udskudte slutdato. I 1950 kritisk reducerede ONR Forresters budget for det næste år med henblik på fuldstændigt at lukke projektet efterfølgende.
Men for George Wally blev Whirlwind en åbenbaring. Den faktiske Whirlwind computer var endnu langt fra at være fuldt operationel. Men derefter skulle der komme en computer, der ikke blot var et sind uden krop. Det var en computer med sanser og effektorer. Et organisk system. Forrester overvejede allerede planer om at udvide projektet til hovedsystemet for landets militære kommandocenter. Computer eksperterne fra ONR, der mente, at computere kun var nyttige til at løse matematiske problemer, så denne tilgang som både storslået og absurd. Men det var præcis den idé, Wally havde søgt, og han kom lige i rette tid for at redde Whirlwind fra glemsel.
På trods af store ambitioner (eller måske takket være dem) overbeviste Wallis' rapport luftvåbnets ledelse, og de startede et omfattende nyt forsknings- og udviklingsprogram for først at forstå, hvordan man kunne skabe et luftforsvarssystem baseret på digitale computere, og derefter faktisk bygge det. Luftvåbnet begyndte at samarbejde med MIT med henblik på grundforskning – dette var et naturligt valg, givet tilgængeligheden af Whirlwind og RLE samt en historie med vellykket samarbejde inden for luftforsvar, helt tilbage fra Rad Lab og Anden Verdenskrig. De kaldte den nye initiativ 'Lincoln-projektet' og byggede det nye Lincoln Research Laboratory i Hanscom Field, 25 km nordvest for Cambridge.
Luftvåbnet kaldte det computeriserede luftforsvarsprojekt – en typisk mærkelig forkortelse for et militærprojekt, der står for 'Semi-Automatic Ground Environment'. Whirlwind skulle blive testcomputeren, der skulle bevise konceptets levedygtighed, før man gik i gang med storskala produktion af udstyr og dets implementering – dette ansvar blev givet til IBM. Den fungerende version af Whirlwind, som skulle laves hos IBM, fik et langt mindre mindeværdigt navn AN/FSQ-7 ('Army-Navy Fixed Special Equipment' – i forhold til dette akronym ser SAGE ret præcist ud).
Da luftvåbnet havde udarbejdet de fulde planer for SAGE-systemet i 1954, bestod det af forskellige radarinstallationer, luftbaser, luftforsvarsvåben – og alt dette skulle kontrolleres fra 23 kontrolcentre, massive bunkere designet til at modstå bombardement. For at bemande disse centre havde IBM brug for at levere 46 computere, ikke 23, hvilket ville koste militæret milliarder af dollars. Dette skyldtes, at virksomheden stadig brugte elektroniske rør i logiske kredsløb, og de brændte ud som glødepærer. Enhver af de titusinder af rør i en fungerende computer kunne svigte når som helst. Det ville åbenlyst være uacceptabelt at lade en hel sektor af landets luftrum være ubeskyttet, mens teknikere udførte reparationer, så der skulle været en reservecomputer til rådighed.
SAGE kontrolcenteret på Grand Forks Air Force Base i North Dakota, hvor to computere AN/FSQ-7 stod.
I hver kontrolcentral arbejdede dusinvis af operatører, der sad foran elektronstråleskærme, hver af dem overvågede en del af luftrummet.
Computeren overvågede enhver potentiel lufttrussel og tegnede dem som spor på skærmen. Operatøren kunne bruge en lyspistol til at hente yderligere information om sporet og give kommandoer til beskyttelsessystemet, og computeren omdannede dem til en trykt meddelelse til den tilgængelige missilbatteri eller luftvåbenbase.
Interaktivitetens virus
Givet naturen af SAGE-systemet – den direkte interaktion mellem menneskelige operatører og digitale computere med CRT i realtid ved hjælp af lyspistoler og konsoller – er det ingen overraskelse, at Lincoln-laboratoriet dyrkede den første kohorte af fortalere for interaktiv interaktion med computere. Hele computerkulturen i laboratoriet eksisterede i en isoleret boble, afskåret fra den norm for batchbehandling, der blev udviklet i den kommercielle verden. Forskere brugte Whirlwind og dets efterkommere, og reserverede tidssegmenter, hvor de fik eksklusiv adgang til computeren. De var vant til at bruge hænder, øjne og ører til direkte interaktion gennem kontakter, tastaturer, lysende skærme og endda højttalere, uden papirformidlinger.
Denne mærkelige og lille subkultur spredte sig til omverdenen som en virus, gennem direkte fysisk kontakt. Og hvis man betragter den som en virus, så er den nulste patient en ung mand ved navn Wesley Clark. Clark forlod sin ph.d. i fysik ved Berkeley i 1949 for at blive tekniker på en fabrik, der producerede atomvåben. Men han kunne ikke lide arbejdet. Efter at have læst nogle artikler om computere begyndte han at søge muligheder for at trænge ind i det, der syntes at være et nyt og interessant område fyldt med uudnyttet potentiale. Han lærte om rekrutteringen af computerfolk til Lincoln-laboratoriet gennem en annonce, og i 1951 flyttede han til østkysten for at arbejde under Forrester, der allerede var blevet leder af laboratoriet for digitale computere.
Wesley Clark, der demonstrerer sin biomedicinske computer LINC, 1962
Clark sluttede sig til en gruppe af avancerede udviklere, en underafdeling af laboratoriet, der personificerede en afslappet tilstand af samarbejde mellem militæret og universiteterne på det tidspunkt. Selvom underafdelingen teknisk set var en del af Lincoln Laboratorys univers, eksisterede dette team i en boble inden for en anden boble, var isoleret fra de daglige behov i SAGE-projektet og havde frihed til at vælge enhver computerretning, der kunne være forbundet med luftforsvar. Deres hovedopgave i begyndelsen af 1950'erne var at skabe Memory Test Computer (MTC), der var beregnet til at demonstrere levedygtigheden af en ny, højtydende og pålidelig metode til lagring af digitale oplysninger, , som skulle erstatte den lunefulde hukommelse baseret på CRT, der blev brugt i Whirlwind.
Da MTC ikke havde andre brugere end dens skabere, havde Clark fuld adgang til computeren mange timer dagligt. Clark blev fascineret af den på mode cybernetiske blanding af fysik, fysiologi og informationsteori takket være sin kollega Belmont Farley, der havde forbindelse til en gruppe biofysikere fra RLE i Cambridge. Clark og Farley tilbragte mange timer ved MTC med at skabe softwaremodeller af neurale netværk for at undersøge egenskaber ved selvorganiserende systemer. Fra disse eksperimenter begyndte Clark at udlede bestemte aksiomatiske principper for databehandling, som han aldrig afveg fra. Især kom han til at anse, at "brugervenlighed er den mest afgørende faktor i design".
I 1955 dannede Clark og Ken Olsen, en af udviklerne af MTC, en plan for at skabe en ny computer, der kunne bane vejen for den næste generation af militære kontrolsystemer. Ved at bruge meget stor hukommelse på magnetiske kerner til opbevaring og transistorer til logik kunne den gøres meget mere kompakt, pålidelig og kraftfuld end Whirlwind. De oprindeligt foreslog et design, de kaldte TX-1 (Transistorized and eXperimental computer, "eksperimentel transistor computer" - meget klarere end AN/FSQ-7). Men ledelsen i Lincoln-laboratoriet afviste projektet som for dyrt og risikabelt. Transistorer var kun kommet på markedet få år tidligere, og der var kun lavet meget få computere baseret på transistorlogik. Derfor kom Clark og Olsen tilbage med en reduceret version af maskinen, TX-0, som blev godkendt.
TX-0
Functionaliteten af computeren TX-0 som et værktøj til at styre militære baser var blot en påskud for dens skabelse, men Clark var langt mere interesseret i muligheden for at promovere sine ideer om computerdesign. Fra hans synspunkt var interaktiviteten af regnemaskiner ikke længere en kendsgerning i Lincoln-laboratorierne, men blev en ny norm - den rigtige måde at bygge og bruge computere på, især til videnskabeligt arbejde. Han gav biofysikere fra MIT adgang til TX-0, selvom deres arbejde ikke havde noget at gøre med luftforsvar, og tillod dem at bruge maskinens visuelle display til at analysere elektroencefalogrammer fra søvn-undersøgelser. Og ingen havde noget imod det.
TX-0 viste sig at være tilstrækkeligt succesfuld til, at Lincoln-laboratorierne i 1956 godkendte den fuldskala transistorcomputer TX-2 med enorm hukommelse på to millioner bits. Projektet vil tage to år at gennemføre. Herefter vil virusset bryde ud af laboratoriet. Efter TX-2 vil laboratorierne ikke længere have brug for den tidlige prototype, så de blev enige om at leje TX-0 til RLE i Cambridge. Den blev installeret på anden sal, over batchbehandlingscomputeren. Og den inficerede straks computerne og professorerne fra MIT, som begyndte at kæmpe om de tidsintervaller, hvor de kunne få fuld kontrol over computeren.
Det blev allerede klart, at det var praktisk talt umuligt at skrive et computerprogram korrekt i første forsøg. Desuden var det for forskerne, der undersøgte den nye opgave, ofte slet ikke klart, hvordan den rigtige adfærd skulle være. For at få resultater fra computercentret måtte man vente i timer, eller endda til næste dag. For dusinvis af nystartede programmører fra campus blev muligheden for at gå op ad trappen, finde en fejl og straks rette den, prøve en ny tilgang og straks se forbedrede resultater, en ægte åbenbaring. Nogle brugte deres tid på TX-0 til at arbejde med alvorlig videnskab eller ingeniørprojekter, men glæden ved interaktivitet tiltrak også de mere legende sjæle. En studerende skrev et program til tekstbehandling, som han kaldte "kære skrivemaskine". En anden fulgte sit eksempel og skrev "kære bordregner", som han brugte til at udføre sit hjemmearbejde i numerisk analyse.
Ivan Sutherland viser sit program Sketchpad på TX-2
I mellemtiden, irriteret over den langsomme fremgang i TX-2-projektet, besluttede Ken Olsen og en anden ingeniør fra TX-0, Harlan Anderson, at lancere en interaktiv computer i lille skala til videnskabsfolk og ingeniører. De forlod laboratoriet for at grundlægge Digital Equipment Corporation, indrettede et kontor i en tidligere tekstilfabrik ved Assabet-floden, ti miles vest for Lincoln. Deres første computer PDP-1 (udgivet i 1961) var i bund og grund en klon af TX-0.
TX-0 og Digital Equipment Corporation begyndte at sprede glædelige nyheder om en ny måde at bruge computere uden for Lincoln-laboratoriet. Alligevel var interaktivitetens virus geografisk lokaliseret i det østlige Massachusetts. Men det skulle snart ændre sig.
Hvad mere at læse:
- Lars Heide, Punchkortsystemer og den tidlige informationsbølge, 1880-1945 (2009)
- Joseph November, Biomedicinsk computing (2012)
- Kent C. Redmond og Thomas M. Smith, Fra Whirlwind til MITRE (2000)
- M. Mitchell Waldrop, The Dream Machine (2001)
Kilde: habr.com
