Teised tsükli artiklid:
- Rela ajalugu
- Elektriliste kompuutrite ajalugu
- Transistori ajalugu
- Interneti ajalugu
1960. aastate keskpaigaks korrastasid esimesed ajakulul põhinevad arvutisüsteemid üldiselt varasemate telefonikeskuste ajalugu. Ettevõtjad lõid need keskused, et lubada tellijatel kasutada takso, arsti või päästeteenuse teenuseid. Kuid tellijad avastasid varsti, et kohalikud keskused sobivad omavahel suhtlemiseks ja sotsialiseerimiseks just sama hästi. Sarnaselt sellele muutusid ajakulul põhinevad süsteemid, mis loodi algselt selleks, et kasutajad saaksid arvutusvõimsust „kutsuda”, peagi ühiskondlikeks keskusteks koos sisseehitatud sõnumivahetussüsteemiga. Järgmise kümnendi jooksul läbivad arvutid telefoni ajaloos järgmise etapi – keskuste omavahelise ühenduse tekkimise, luues piirkondlikke ja kaugsidevõrke.
Protosüsteem
Esimene katse ühendada mitu arvutit suuremaks ühtseks tervikuks oli interaktiivsete arvutite võrguprojekt. , Ameerika õhuruumi kaitsesüsteem. Kuna iga 23 SAGE juhtimiskeskust katab kindla geograafilise piirkonna, oli vajalik mehhanism radarijälgede edastamiseks ühe keskuse vahel teise, kui võõras õhusõiduk ületas nende alade vahelise piiri. SAGE arendajad nimetasid seda ülesannet 'vaheline' [cross-telling] ja lahendasid selle, luues andmeedastusjooned AT&T poolt eraldatud telefoniliinide põhjal, mis olid venitatud kõikide naaberkeskuste vahel. Ronald Entknap, väike delegatsiooni liige Ühendkuningriigi relvajõududest, kes oli saadetud SAGE'i, juhtis selle alasüsteemi arendamist ja rakendamist. Kahjuks ei leidnud ma põhjalikku kirjeldust 'vaheline' süsteemi, kuid ilmselt määras iga keskuse arvuti hetke, mil radarijälg ületas teise sektori ja edastas oma andmed telefoniliini kaudu selle sektori arvutisse, kus operaator, kes jälgis sealset terminali, neid vastu võttis.
SAGE süsteem pidi digitaalsed andmed konverteerima analoogsignaaliks telefoniliinil (ja seejärel vastuvõtvas jaamas uuesti), mistõttu AT&T-l avanes võimalus arendada modemi "Bell 101" (või dataset, nagu seda alguses nimetati), mis oli võimeline edastama tagasihoidlikku 110 bitti sekundis. Hiljem sai sellest seadmest , tänu oma võimele moduleerida analoogtelefonisignaali, kasutades väljuvate digitaalsete andmete kogumit, ja demoduleerida bitti sisenevast lainepikkusest.
Bell 101 dataset
Sellega seadmed SAGE olulise tehnilise aluse hilisematele arvutivõrkudele. Siiski oli esimene arvutivõrk, mille pärand oli piisavalt pikaajaline ja mõjukas, nimi, mis on tuntud ka tänapäeval: ARPANET. Erinevalt SAGE'ist ühendas see erineva taustaga arvuteid, mis kasutasid nii kasutajate ajalisi jaotusi kui ka andmete pakettide töötlemist, igal neist oli oma ainulaadne programmide komplekt. Võrk oli mõeldud universaalseks ulatuselt ja funktsionaalsuselt, et rahuldada kasutajate mitmesuguseid vajadusi. Projekti rahastas teabe töötlemise tehnoloogia osakond (Information Processing Techniques Office, IPTO), mille juht oli , kes juhtis ARPA-s arvutiteaduse osakonda. Ent sellise võrgu idee tuli esimeselt selle osakonna direktorilt, Joseph Carl Robnett Lickliderilt.
Idee
Nagu me varem , Likleider, või oma kolleegide seas kutsutud „Lik”, oli hariduselt psühholoog. Kuid kui ta töötas 1950ndate aastate lõpus Lincoln Laboratorys radarite süsteemide kallal, võtsid teda võlusid interaktiivsed arvutid. See kirg viis selleni, et ta rahastas mõningaid esimesi eksperimente aja jaotusega arvutite osas, kui ta 1962. aastal sai just loodud IPTO direktoriks.
Sel ajal unistas ta juba võimalusest ühendada isoleeritud interaktiivsed arvutid suuremaks ülestruktuuriks. Oma 1960. aasta töös „Inimese ja arvuti sümbioos” kirjutas ta:
Tundub mõistlik kujutada ette „mõttekeskust”, mis suudab endasse koondada kaasaegsete raamatukogude funktsioone ja oodatavaid läbimurdeid teabe salvestamises ja hankimises, samuti ülaltoodud töös kirjeldatud sümbiootilisi funktsioone. See pilt skaleerub kergesti selliste keskustele, mis on ühendatud lairiba side liinidega ning millele pääsevad ligi individuaalsed kasutajad renditud telefoniliinide kaudu.
Kuna TX-2 süttis Liku kire plahvatuslikuks arvutite suhtes, võis SAGE motiveerida teda ette kujutama, kuidas erinevaid interaktiivseid arvutuskeskuseid omavahel siduda ning luua midagi telefonivõrgu sarnast intellektuaalsete teenuste jaoks. Ükskõik, kust see idee ka ei pärinenud, hakkas Lik seda levitama uurijate seas, kelle kogukonna ta IPTO-s lõi, ning kõige tuntum selline teadmine oli 23. aprilli 1963. aasta aruanne, mis oli adresseeritud „Galaktilise arvutivõrgu liikmetele ja osakondadele“, st erinevatele teadlastele, kes said IPTO-lt rahastust, et saavutada arvutikasutus jagamise ajal ja muid arvutiprojekte.
Märkus tundub segane ja kaootiline, selgelt on see sõnadesse pandud kiirelt ja mitte toimetatud. Seetõttu, et mõista, mida Lik arvab arvutivõrkudest, tuleb veidi järele mõelda. Siiski paistavad mõned punktid kohe välja. Esiteks, Lik rääkis, et "erinevad projektid", mida rahastab IPTO, kuuluvad tegelikult "ühte valdkonda". Seejärel arutab ta raha ja projektide paigutamise vajadust, et maksimeerida antud ettevõtmise eeliseid, sest uurijate seas "on iga aktiivse teadlase jaoks edusammude saavutamiseks vaja tarkvarabaasi ja seadmeid, mis on keerukamad ja põhjalikumad, kui ta suudab mõistliku ajaga ise luua". Lik järeldab, et selle globaalse efektiivsuse saavutamiseks on vajalikud mõned isiklikud järeleandmised ja ohvrid.
Seejärel hakkab ta üksikasjalikult arutama arvutivõrke (mitte sotsiaalseid). Ta kirjutab vajadusest mingi võrguhalduse keele järele (mida hiljem hakatakse nimetama protokolliks) ja oma soovist näha kunagi IPTO arvutivõrku, mis koosneb "vähemalt neljast suurest arvutist, võimalikult kuuest kuni kaheksast väikesest arvutist ning suurest valikust ketas- ja magnetlintide salvestitest – rääkimata kaugetest tööjaamadest ja teletüüpide režiimidest". Lõpuks kirjeldab ta mitmeid lehti, kuidas tulevikus võib sellise arvutivõrguga suhtlemine välja näha. Likk kujutab ette olukorda, kus ta analüüsib katseandmeid. "Probleem on selles, – kirjutab ta, – et mul pole head graafikute koostamise programmi. Kas süsteemis on kuskil sobiv programm? Kasutades võrgu ülimuslikkuse doktriini, uurin ma kõigepealt kohalikku arvutit ja seejärel teisi keskusi. Oletame, et töötan SDC-s ja leian näiteks sobiva programmi Berkeleylehtedel. Ta palub võrgul seda programmi käivitada, eeldades, et "keerulise võrgu halduse süsteemiga ei pea ma muretsema, kas edastada andmeid, et programmid saaksid neid kuskil mujal töödelda, või alla laadida programme ja käivitada neid oma andmete töötlemiseks."
Kõik need ideed avavad suurema plaani, mille Liklider kavandas: kõigepealt jagada teatud erialad ja teadmiste valdkonnad IPTO-st rahastatud teadlaste vahel ning seejärel luua selle alusel füüsiline IPTO arvutite võrk. See füüsiline väljendus IPTO „ühisest asjast“ võimaldab teadlastel jagada teadmisi ning saada kasu spetsialiseeritud riistvarast ja tarkvarast igas töökoha juures. Nii suudab IPTO vältida raiskavat dubleerimist, samal ajal suurendades iga rahastatud dollari võimekust, andes igale teadlasele, kes töötab IPTO projektides, juurdepääsu täies ulatuses arvutusvõimalustele.
See idee ressursside jagamisest teadlaste kogukonna liikmete vahel suhtlusvõrgustiku kaudu külvas IPTO-s seemneid, mis kasvasid paar aastat hiljem ARPANETi loomise näol.
Hoolimata oma sõjaväelisest päritolust ei olnud ARPANET, mis loodi Pentagoni, sõjalisi põhjendusi. Mõnikord öeldakse, et seda võrku arendati sõjalise suhtlusvõrguna, mis suutis ellu jääda tuumarünnaku korral. Nagu me hiljem näeme, on ARPANET'il kaudne seos varasema projektiga, mille eesmärk oli sama, ja ARPA juhid rääkisid aeg-ajalt "kindlate süsteemide" loomisest, et õigustada oma võrgu olemasolu Kongressi või kaitseministri ees. Kuid tegelikult lõi IPTO ARPANET'i puhtalt oma sisemiste vajaduste tarbeks, toetades teadlaste kogukonda – enamik neist ei suutnud oma tegevust sõjaliste eesmärkide töötamisega õigustada.
Selle samal ajal, kui tema kuulus ametikoha märkus välja anti, oli Liklider juba hakanud kavandama oma galaktilise võrgu algust, mille direktoriks saab California Ülikoolist Los Angeleses (UCLA).
SAGE OA-1008 mudeli konsool, koos valguspüstoliga (kaabliotsas, läbipaistva plastkatte all), kergitiga ja tuhatoosiga.
Eeldused
Kleinrock oli idaeurooplaste töölisklassi immigrantide poeg ja kasvas üles Manhattanil George Washingtoni silla varjus. [ühendab Manhattan'i põhjaosa New Yorgis ja Fort Lee New Jersey Bergen'i maakonnas.Kooli ajal võttis ta õhtuti elektriõppe kursusi New Yorgi linnakolledžis. Kuuldes võimalusest õppida MIT's ja seejärel töötada Lincoln'i laboratooriumis täistööajaga semestri jooksul, haaras ta sellest võimalusest kinni.
Laboratoorium loodi SAGE vajaduste teenimiseks, kuid on sellest ajast alates laienenud paljudele teistele teadusprojektidele, mis sageli olid vaid kaudselt seotud õhukaitsega, kui üldse kaitsest rääkida. Nende hulka kuulus Barnstable'i uuring, USA õhujõudude ettepanek luua metalllintide orbiit, mida saaks kasutada globaalse kommunikatsioonisüsteemina. Kleinrocki võlus Claude Shannoni autoriteet. MIT-st, seetõttu otsustas ta keskenduda sidevõrkude teooriale. Barnstable'i uurimine andis Kleinrockile esimese võimaluse rakendada teabe teooriat ja järjekordade teooriat andmesidevõrku ning ta laiendas seda analüüsi kogu väitekirjaks, mis käsitles suhtlusvõrke, kombineerides matemaatilist analüüsi eksperimentaalsete andmetega, mis olid kogutud simulatsioonide kaudu, mis töötasid Lincoln Laboratooriumis TX-2 arvutitel. Kleinrocki lähimate kolleegide seas laboris, kes kasutasid aeg-jagamise süsteemi abil arvuteid, olid ja , kellega me tutvume veidi hiljem.
Aastal 1963 võttis Kleinrock UCLA-s vastu tööpakkumise, ja Liklider nägi temas võimalust. Tema ees oli ekspert andmeedastuse alal, kes töötas kolme kohaliku arvutikeskuse juures: peaarvutikeskuse, tervishoiuarvutikeskuse, ja Lääne andmekeskuse (kolmekümne instituudi koostöö, kellel oli ühine juurdepääs IBM-i arvutile). Veelgi enam, kuuel instituudil Lääne andmekeskusest oli kaugside ühendus arvutiga modemite kaudu, ja System Development Corporation (SDC), mida sponsoreeris IPTO, asus vaid paarikilomeetri kaugusel Santa Monicast. IPTO tellis UCLA-lt nende nelja keskuse ühendamise esimeseks katseks arvutivõrgu loomiseks. Hiljem, vastavalt plaanile, suudaks suhtlemine Berkeleega uurida andmeedastuse kaugproblem542.
Kasutades lubavat olukorda, projekt purunes ning võrku ei suudetud rajada. UCLA eri keskuste direktorid ei usaldanud üksteist ning ei uskunud projekti, mistõttu nad keeldusid oma arvutusressursside kontrolli üleandmisest üksteise kasutajatele. IPTO-l ei olnud praktiliselt mingit mõjuvõimu olukorra suhtes, kuna ükski arvutuskeskus ei saanud ARPA-lt rahastust. See poliitiline probleem tõstatab ühe peamise küsimuse interneti ajaloos. Kuidas veenda erinevaid osalisi, et nendevaheline kommunikatsioon ja koostöö on kasulik kõigile osalistele, on äärmiselt keeruline, kui arvestada, kuidas internet üldse tekkis? Järgmistes artiklites pöördume nende küsimuste juurde korduvalt.
IPTO teine katse võrgu rajamiseks osutus edukamaks, võib-olla sellepärast, et see oli palju vähem ulatuslik – see oli lihtne eksperimentaalne kontroll. 1965. aastal lahkus psühholoog ja Licklideri õpilane Tom Merrill Lincoln Laboratooriumist, et proovida teenida kõmu interaktiivsete arvutite ümber, asutades enda jagatud juurdepääsu teenuse. Kuid tasuliste klientide arvu piisavalt suurenedes otsis ta teisi tuluallikaid ja pakkus lõpuks IPTO-le, et ta teeks uuringu arvutivõrkude kohta. Uus IPTO diretor Ivan Sutherland otsustas kaasata suure ja tunnustatud ettevõtte oma partneriks ja andis Merrillile alamsideme läbi Lincoln Laboratooriumi. Laborist määrati projekti juhtima veel üks Kleinrocki vana kolleeg, Lawrence (Larry) Roberts.
Robert, olles MIT üliõpilane, sai päevade kaupa harjutades kätetööd TX-0 arvutiga, mille ehitas Lincolni laboratoorium. Ta istus täidisega ekraani ees lummatuna tunde ja lõpuks kirjutas programmi, mis (ebasobiv) tuvastas käsitsi kirjutatud sümboleid, kasutades närvivõrke. Nagu Kleinrock, hakkas ta lõpuks laboris töötama pärast kraadiõpet, lahendades ülesandeid, mis olid seotud arvutigraafika ja arvutinägemisega, näiteks servade tuvastamine ja kolmemõõtmeliste piltide genereerimine, suuremal ja võimsamal TX-2-l.
Enamik 1964. aastast keskendus Roberts peamiselt piltide töötlemisele. Siis kohtus ta Lickiga. Selle aasta novembris osales ta Briti Ringhäälingu kaasrahastatud konverentsil, mis käsitles tuleviku arvuteid ja toimus kuumaveeallikatega sanatooriumis Homesteadis, Lääne-Virginias. Seal rääkis ta teiste konverentsikülastajatega südaööni ja kuulis esmakordselt, kuidas Lick väljendas oma ideed galaktilisest võrgust. Roberts mõistis, et on alanud midagi uut – ta oli suurepärane arvutigraafika töötleja, kuid oli põhimõtteliselt kinni ühes ainulaadses arvutis TX-2. Isegi kui ta oleks saanud oma tarkvara jagada, ei saaks keegi teine seda kasutada, kuna kellelgi polnud vastavat varustust selle käitamiseks. Ainus viis oma tööde mõju laiendada oli rääkida neist teaduslikes töödes, lootuses, et keegi suudab neid kuidagi mujal korduda. Ta otsustas, et Lick on õigus – võrk oli just see järgmine samm, mis tuli teha, et kiirendada arvutitehnika alaseid uuringuid.
Ja Roberts hakkas lõpuks koostööd tegema Merrilliga, püüdes siduda TX-2 Lincoln'i laborist üleriigilise telefoniliini kaudu California Santa Monicasse asuva SDC arvutiga. Eksperimentaalses projektis, mis näis olevat kopeeritud Liki aruandest "galaktikatevahelisest võrgust," plaanisid nad sundida TX-2 peatama tööd keset arvutusi, kasutama automaatset numbri valijat, et helistada SDC Q-32-le, käivitama sellel arvutil maatriksite korrutamise programmi ja seejärel jätkama algseid arvutusi, kasutades tema vastust.
Lisaks kallite ja uuenduslike tehnoloogiate mõistlikkusele, et edastada kogu mandri jooksul kõige lihtsamate matemaatiliste operatsioonide tulemusi, väärib märkimist ka selle protsessi kohutavalt madal töökiirus telefonivõrgu kasutamise tõttu. Kõne tegemiseks tuli seadistada eraline ühendus helistaja ja vastuvõtja vahel, mis tavaliselt kulges läbi mitme erineva telefonijaama. 1965. aastaks olid praktiliselt kõik need elektromehaanilised (just sel aastal käivitas AT&T esimese täielikult elektrilise jaama Sakusanas, New Jersey osariigis). Magnetid liikusid metallblokke ühelt kohalt teisele, et tagada kontakt igas sõlmes. Kogu protsess võttis paar sekundit, mille jooksul pidi TX-2 lihtsalt istuma ja ootama. Lisaks olid read, mis olid suurepäraselt kohandatud vestlemiseks, liiga mürarikkad, et edastada individuaalseid bitte, ja pakkusid väga madalat läbilaskevõimet (paar sada bitti sekundis). Tõeliselt tõhusaks galaktikatevaheliseks interaktiivseks võrguks oli vajalik teistsugune lähenemine.
Merrill-Robertsi katse ei näidanud kaugvõrgu praktilisust ega kasulikkust, tuues esile vaid selle teoreetilise toimimise. Kuid isegi sellest piisas.
Lahendus
1966. aasta keskpaiku sai Robert Taylor IPTO uueks, kolmandaks direktoriks, järgides Ivan Sutherlandit. Ta oli Licklideri õpilane, samuti psühholoog, ja tuli IPTO-sse pärast seda, kui oli varem juhtinud arvutitehnika uurimist NASA-s. Tundub, et peaaegu kohe pärast saabumist otsustas Taylor, et on aeg ellu viia unistus galaktilisest võrgust; just tema käivitas projekti, millest sai ARPANET.
ARPA rahad jätkasid voolamist, mistõttu Tayloril ei olnud probleeme oma ülemuse Charles Hertzfeldiga lisafinantseeringu saamisel. Siiski kaasnes selle otsusega märkimisväärne ebaõnnestumise risk. Aastal 1965 oli riigi vastaspoolte ühendamiseks suhteliselt vähe võrke ja keegi ei olnud varem üritanud midagi ARPANET-i sarnast luua. Erinevad varased katsetused arvutivõrkude loomiseks on muidugi meeles. Näiteks Princeton ja Carnegie Mellon moodustasid 1960-ndate lõpus koos IBM-iga võrgu, kus kõik arvutid kasutasid jagatud juurdepääsu. Selle projekti peamine omadus oli homogeensus – kõik arvutid olid varustatud sama riist- ja tarkvaraga.
Teiselt poolt pidi ARPANET tegelema mitmekesisusega. 1960-ndate keskpaigaks finantseeris IPTO rohkem kui kümmet organisatsiooni, igal neist oli arvuti, kuid kõik töötasid erineva riistvara ja tarkvaraga. Tarkvara jagamise võimalus oli haruldane isegi erinevate mudelite puhul, mis olid sama tootja omad – seda suudeti teha vaid uusima IBM System/360 seeriaga.
Süsteemide mitmekesisus tekitas riske, mis süvendas võrgu arendamise tehnilist keerukust ja võimaldas ressursside jagamist Liklaineri stiilis. Näiteks Illinois'i ülikoolis ehitati sel ajal ARPA rahadega suur superarvuti. . Taylor ei pidanud tõenäoliseks, et kohalikud kasutajad Urbana-Champaignis suudaksid täielikult ära kasutada selle hiiglasliku masina ressursse. Isegi palju skrommema ulatusega süsteemid – TX-2 Lincoln Laboratory's ja Sigma-7 UCLA-s – ei saanud tavaliselt omavahel jagada tarkvara, kuna need olid põhimõtteliselt ühilduvad. Võime nende piirangute ületamiseks, saades otsese ligipääsu ühe sõlme tarkvarale, olles samal ajal teises, oli ahvatlev.
Selles töös, mis kirjeldab seda võrku katset, eeldasid Merrill ja Roberts, et selline ressursside vahetus viib millegi sarnaseni Ricardole saamiseks arvutuslikes sõlmedes:
Võrgu ülesehitus võib viia teatud spetsialiseerumise koostööd tegevate sõlmede vahel. Kui mõni sõlm X, tänu erilistele tarkvaradele või seadmetele, näiteks, saavutab eriti häid tulemusi maatriksite pööramisel, võib oodata, et teiste sõlmede kasutajad kasutavad seda võimalust, pöörates oma maatrikseid sõlmes X, selle asemel et seda teha oma kodukompuutrites.
Tayloril oli veel üks motivatsioon ressursside jagamise võrgustiku rakendamiseks. Uue arvuti ostmine igale uuele IPTO sõlmele, millel olid kõik omadused, mis kunagi võiksid teadlastele selles sõlmes vajalikud olla, oli kallis ning kuna IPTO portfelli lisandus üha rohkem sõlmi, kasvas eelarve ohtlikult. Kõik rahastatud IPTO süsteemid ühendades ühte võrku, oleks võimalik uutele toetuse saajatele pakkuda tagasihoidlikumaid arvuteid või isegi mitte osta neid üldse. Nad saaksid kasutada vajalikke arvutusressursse kauguses asuvatel sõlmedel, kus on rohkesti ressursse, ja kogu võrk toimiks nagu avalik tarkvara ja seadmete reservuaar.
Pärast projekti käivitamist ja rahastamise tagamist oli Taylori viimane oluline panus ARPANET-i see, et valida inimene, kes tegeleks süsteemi arendamisega ja tagaks selle rakendamise. Ilmselge valik oli Roberts. Tema insenerioskustes ei olnud kahtlust, ta oli juba respekteeritud liige IPTO uurimiskogukonnas ning üks väheseid inimesi, kellel oli tõeline kogemus pika vahemaa arvutivõrkude arendamisel ja loomiselt. Seepärast helistas Taylor sügisel 1966. aastal Robertsile ning palus tal tulla Massachusettsist ARPA-sse Washingtoni, et seal töötada.
Kuid tema veenmine oli keeruline. Paljud IPTO teadusjuhid suhtusid Robert Taylorisse skeptiliselt, pidades teda pinnapealseks. Jah, Licklider oli samuti psühholoog, tal polnud inseneriharidust, kuid vähemalt oli tal doktorikraad ja teatud saavutused kui ühe interaktiivsete arvutite rajajatest. Taylor oli tundmatu inimene magistrikraadiga. Kuidas suudab ta juhtida keerulist tehnilist tööd IPTO kogukonnas? Roberts kuulus samuti nende skeptikute hulka.
Kuid piits ja moos tegid oma töö (enamiku allikate järgi domineerivad piitsad, samas kui moose on praktiliselt puudulikult). Ühelt poolt avaldas Taylor teatud survet Lincoln laboris töötavale direktorile Robertsale, meenutades talle, et suur osa labori rahastamisest tuleb nüüd ARPA-lt, ning seetõttu peaks ta veenma Robertsat selle ettepaneku eelistest. Teiselt poolt pakkus Taylor Robertsale hiljuti asutatud tiitlit "vanemteadur", kes raporteeriks läbi Taylor'i otse ARPA asedirektorile ja kes oleks Taylor'i järeltulija direktorina. Nendel tingimustel nõustus Roberts ARPANETi projekti käsitlema. On aeg muuta ressursside jagamise idee reaalsuseks.
Mida veel lugeda
- Janet Abbate, Interneti leiutamine (1999)
- Katie Hafner ja Matthew Lyon, Kuhu nõiad ootavad ööd (1996)
- Arthur Norberg ja Julie O’Neill, Arvutitööstuse muutmine: Teabe töötlemine Pentagonis, 1962-1986 (1996)
- M. Mitchell Waldrop, Unistus masinast: J.C.R. Licklider ja revolutsioon, mis tegi arvutamise isiklikuks (2001)
Allikas: habr.com
