Teised tsükli artiklid:
- Relay ajalugu
- Elektrooniliste arvutite ajalugu
- Transistori ajalugu
- Internet ajalugu
1960. aastate keskpaiku korrastasid esimesed ajajaotusega arvutisüsteemid fondikaubanduse varase ajalooga. Ettevõtjad loodi need vahetusjaamad, et lubada tellijatel kasutada takso-, arst- või tuletõrje teenuseid. Kuid peagi avastasid tellijad, et kohalikud vahetusjaamad sobivad ka omavaheliseks suhtlemiseks ja sotsialiseerimiseks. Samamoodi muutusid ajajaotusega süsteemid, mis algselt loodi kasutajate arvutusvõimsuse „kutsumiseks“, peagi avalike vahetuspunktideks sisseehitatud sõnumivahetussüsteemiga. Järgneva kümnendi jooksul läbivad arvutid telefoni ajaloos järgmise etapi - ilmuvad võrgunoodid, mis loovad piirkondlikke ja kaug- võrke.
Protosüsteem
Esimene katse ühendada mitu arvutit suuremaks tervikuks oli interaktiivsete arvutite võrguprojekt , Ameerika Ühendriikide õhutõrjesüsteem. Kuna iga 23 SAGE juhtimiskeskust katab kindlat geograafilist ala, oli vajalik mehhanism radarite jälgimise edastamiseks ühest keskpunktist teise, juhtudel, kui võõras lennuk ületas nende alade piiri. SAGE arendajad nimetasid seda ülesannet „vahekõnede“, [cross-telling], ja lahendasid selle, luues andmete edastamise liinid, mis põhinesid AT&T eratelefoniliinidel, mis olid venitatud kõikide naaberjuhtimiskeskuste vahel. Ronald Enicknap, kes kuulus väikesesse Suurbritannia relvajõudude delegatsiooni, mis saadeti SAGE-i, juhtis selle alajõu arendamist ja rakendamist. Kahjuks ei leidnud ma „vahekõne“ süsteemi üksikasjalikku kirjeldust, kuid on ilmne, et iga juhtimiskeskuse arvuti määras hetk, mil radarijälg ületas teise sektori, ja edastas oma andmed telefoniliini kaudu sellele sektorile, kus operaator võis neid jälgida.
SAGE süsteem pidi digitaalset teavet muundama analoogsignaaliks telefoniliinil (ja seejärel tagasi vastuvõtvas jaamas), mistõttu AT&T-l tekkis võimalus arendada modemit "Bell 101" (või dataset, nagu seda algselt nimetati), mis suutis edastada tagasihoidlikke 110 bitti sekundis. Hiljem nimetati see seade , tänu oma võimele moduleerida analoogtelefonisignaali väljaminevate digitaalsete andmete komplekti abil ning demoduleerida bitte sissetulevast lainepikkusest.
Bell 101 dataset
Nii pani SAGE aluse olulisele tehnilisele baasile hilisematele arvutivõrkudele. Esimene arvutivõrk, mille pärand oli piisavalt pikaajaline ja mõjukas, oli võrk, mille nimi on tuntud ka täna: ARPANET. Erinevalt SAGE'ist ühendas see mitmekesise kogumi arvuteid, nii ajajagamisega kasutajate kui ka pakettandmete töötlemisega, igaühel oma erilise programmide kogumiga. Võrk mõeldi välja universaalse mõõtme ja toimimisega, et rahuldada kõiki kasutajate vajadusi. Projekti rahastas teabe töötlemise tehnikate büroo (Information Processing Techniques Office, IPTO), mille eesotsas oli direktor , kes oli ARPA arvutiteaduse osakond. Kuid selle sarnase võrgu idee tuli välja selle osakonna esimese direktori, Joseph Carl Robnett Licklideri, poolt.
Idee
Nagu me juba teame , Licklider, või "Lick" oma kolleegide seas, oli hariduselt psühholoog. Kuid töötades radarite süsteemidega Lincoln Laboratory's 1950ndate lõpus, võlusid teda interaktiivsed arvutid. See kirg tõi kaasa selle, et ta rahastas mõned esimesed katsetused ajajagamisega arvutite osas, kui 1962. aastal sai temast just loodud IPTO direktor.
Sel ajal unistas ta juba võimalusest siduda isoleeritud interaktiivsed arvutid suurema hüperstruktuuriga. Oma 1960. aasta töös "inimese ja arvuti sümbioosist" kirjutas ta:
Tundub mõistlikku ette kujutada "mõttekeskust", mis suudaks endasse koondada kaasaegsete raamatukogude funktsioonid ja eeldatavad läbimurded teabe salvestamise ja tõmbamise valdkonnas, samuti ülalmainitud sümbiootilised funktsioonid. See visioon laieneb kergesti selliste keskustega võrgustikuks, mida ühendavad lairibaühenduse liinid ja millele on individuaalsed kasutajad juurdepääsu saamiseks võimalik rentida telefoniliine.
Nii nagu TX-2 süütas Liki kirge interaktiivsete arvutite vastu, võis ka SAGE innustada teda mõtlema, kuidas omavahel siduda erinevaid interaktiivseid arvutuskeskusi ning tagada midagi telefonivõrgu sarnast intellektuaalsete teenuste jaoks. Ükskõik, kust see idee pärines, hakkas Lik seda levitama uurijate seas, kelle ta oli loonud IPTO-s, ja tuntud selle teema poolest on 23. aprilliraport 1963. aastast, mis oli suunatud "Galaktilise arvutivõrgu liikmetele ja üksustele", st erinevatele uurijatele, kes said IPTO-lt rahastamist arvutite ajakohase juurdepääsu ja teiste arvutiprojektide jaoks.
Märkmed on segased ja kaootilised, ilmselgelt dikteeritud kiiruselt ja mitte redigeeritud. Seetõttu tuleb, et mõista, mida Lik õigupoolest arvutas arvutivõrkude osas, natuke mõelda. Kuid mõned kohad jäävad kohe silma. Esiteks rääkis Lik, et "erinevad projektid", mida IPTO rahastas, kuuluvad tegelikult "ühte valdkonda". Pärast seda arutab ta raha ja projektide paigutamise vajadust, et maksimeerida selle ettevõtte eeliseid, kuna uurijate seas "vajab edukaid edusamme iga aktiivne uurija programmitootmise baasi ja seadmeid, mis on keerukamad ja ulatuslikumad, kui ta saab mõistliku ajaga ise luua". Lik järeldab, et selle globaalsete tõhususte saavutamiseks on vajalikud mõned isiklikud järeleandmised ja ohverdused.
Seejärel hakkab ta üksikasjalikult arutama arvutivõrke (mitte sotsiaalseid võrke). Ta kirjutab vajadusest mingi võrgu juhtimiskeele järele (seda, mis hiljem protokolliks nimetatakse) ja oma soovist näha arvutivõrku IPTO, mis koosneb 'vähemalt neljast suurest arvutist, võimalik et kuuest kaheksast väikesest arvutist, ja suurest hulgast kettaseadmetest ja magnetlintidest - rääkimata kaugkonsoolidest ja teletypi terminalidest'. Lõpuks kirjeldab ta mitmel leheküljel konkreetset näidet sellest, kuidas tulevikus võib toimuda koostöö sellise arvutivõrguga. Lik kujutab ette olukorda, kus ta analüüsib teatud eksperimentaalseid andmeid. 'Probleem on selles,' kirjutab ta, 'et mul ei ole korralikku graafikute koostamise programmi. Kas süsteemis on kuskil sobiv programm? Kasutades võrgu domineerimisdoktriini, küsitlen esmalt kohalikku arvutit ja seejärel teisi keskusi. Oletame, et töötan SDC-s ja leian, et Berkeley kettalt on olemas sobiv programm.' Ta küsib võrgu käitama seda programmi, arvates, et 'keeruka võrgu juhtimissüsteemiga ei pea ma otsustama, kas edastada andmeid, et programmid neid kuskil mujal töötleksid, või laadida programmid endale ning käivitada need oma andmete töötlemiseks.'
Need ideede killud avavad suurema skeemi, mille on kavandatud Liklider: esiteks jagada teatud erialad ja teadmised teadlaste vahel, kes saavad rahastust IPTO-lt, ning seejärel luua selle põhjal füüsiline IPTO arvutivõrk. See füüsiline väljendus IPTO 'ühisest ettevõtmisest' võimaldab teadlastel jagada teadmisi ja kasutada spetsialiseeritud seadmeid ja tarkvara igas töökohas. Nii suudab IPTO vältida raiskavat dubleerimist, suurendades samal ajal iga rahastatud dollari potentsiaali, andes igale teadlasele kõigist IPTO projektidest ligipääsu kogu arvutusvõimsusele.
See idee ressursside jagamisest teadlaste kogukonna liikmete vahel sidevõrgu kaudu istutas IPTO-s seemned, mis paar aastat hiljem viisid ARPANETi loomise saavutamiseni.
Hoolimata oma sõjalistest juurtest, ei olnud ARPANET, mis tekkis Pentagonis, sõjalise õigustuseta. Mõnikord öeldakse, et seda võrku arendati kui sõjalist suhtlevat võrku, mis suudaks üle elada tuumaarengu. Nagu me hiljem näeme, on ARPANET’il ja varasema projektiga, millel oli sama eesmärk, kaudne seos, ja ARPA juhid rääkisid perioodiliselt „tugisüsteemidest”, et õigustada oma võrgu olemasolu Kongressi või kaitseministri ees. Kuid tegelikult lõi IPTO ARPANET’i puhtalt oma sisemiste vajaduste jaoks, et toetada teadlaste kogukonda, kelle suurem osa ei suutnud õigustada oma tegevust riikliku kaitsega.
Samas, kui ta avaldas oma kuulsat ametikirja, oli Licklider juba hakanud plaanima oma galaktika võrgu algust, mille direktoriks saab Lõuna-California Ülikoolist (UCLA).
SAGE mudeli OA-1008 konsool, varustatud valguspüstoliga (juhe lõpus, läbipaistva plastikukatte all), süütega ja tuhatoosiga.
Eeldused
Kleinrock oli idaeuroopa emigrantide töötava klassi poeg ja kasvas üles Manhattanil George Washingtoni silla varjus [Uurides koolis, käis ta õhtuti lisatundides elektrotehnika alal New Yorgi linnakolledžis. Kuuldes võimalusest õppida MIT-is ja seejärel veeta semestri Lincoln Labis täiskohaga, haaras ta sellest võimalusest rõõmuga.Laboratoorium loodi SAGE vajaduste teenindamiseks, kuid on sellest ajast alates laienenud paljudele teistele teadusprojektidele, mis sageli on vaid kaudselt seotud õhujõududega, kui nad üldse on seotud kaitsega. Nende seas oli projekt „Barnstable uurimine”, õhuvägede ettepanek luua orbiidile metallribade ring, mis sarnaneb
dipoolpeeglitega, ), которые можно было бы использовать в качестве глобальной системы связи. Клейнрока покорил авторитет MIT-st, mistõttu otsustas ta keskenduda sidevõrkude teooriale. Barnstable'i uurimus andis Kleinrockile esimese võimaluse rakendada teabe teooriat ja järjekordade teooriat andmesidevõrgus ning ta laiendas seda analüüsi kogu väitekiri sidevõrkude kohta, kombineerides matemaatilise analüüsi eksperimentaalsete andmetega, mis koguti simulatsioonidelt, mis töötasid Lincoln'i laboratooriumis TX-2 arvutitel. Kleinrocki kallites kolleegides laboratooriumis, kes samuti kasutasid jagatud ajaga arvuteid, olid ja , kellega tutvume veidi hiljem.
Aastaks 1963 võttis Kleinrock vastu tööpakkumise UCLA-sse ja Licklider nägi temas võimalust. Tema ees oli andmesidevõrkude ekspert, kes töötas kolme kohaliku arvutikeskuse läheduses: peamine arvutuskeskus, tervishoiu arvutuskeskus, Lääne andmekeskus (kolmkümmend institutsiooni, mis jagasid ühte IBM-i arvutit). Veelgi enam, kuue Lääne andmekeskuse institutsioonil oli modemiga kaugühendus arvutiga, ja System Development Corporation (SDC), mida rahastas IPTO, asus vaid mõne kilomeetri kaugusel Santa Monicast. IPTO tellis UCLA-lt nende nelja keskuse ühendamise kui esimese katsena arvutivõrgu loomiseks. Hiljem, plaani järgi, suudaks Berkeley suhelda probleemidega, mis on seotud andmete edastamisega suurte vahemaade taha.
Vaatamata paljulubavale olukorrale ebaõnnestus projekt ja võrku ei rajatud. UCLA erinevate keskuste juhid ei usaldanud üksteist ning ei uskunud sellesse projekti, mistõttu keeldusid nad andmast oma arvutusressurside kontrolli üksteisele. IPTO-l puudusid peaaegu igasugused mõjutamisvõimalused selle olukorra suhtes, kuna mitte ükski arvutikeskus ei saanud raha ARPA-lt. See poliitiline probleem toob esile ühe peamise küsimuse interneti ajaloos. Kui keeruline on veenda erinevaid osalisi selles, et side korraldamine nende vahel ja koostöö on kõigile osalistele kasulik, siis kuidas üldse internet sündis? Järgmistes artiklites pöördume korduvalt nende küsimuste juurde.
Teine katse IPTO-l luua võrk osutus edukamaks, võib-olla seetõttu, et see oli palju vähem mahukas – tegemist oli lihtsa eksperimentaalse katsega. 1965. aastal lahkus psühholoog ja Licklideri õpilane Tom Merrill Lincoln Laboratooriumist, et püüda kasu saada interaktiivsete arvutite üldisest kuulsusest, alustades oma äri jagatud juurdepääsu pakkumiseks. Kuid kuna ta ei suutnud piisavalt maksvatelt klientidelt tulu teenida, hakkas ta otsima muid sissetulekuallikaid ja lõppkokkuvõttes pakkus IPTO-le, et palkaks ta arvutivõrkude uurimiseks. Uus IPTO direktor Ivan Sutherland otsustas võtta partneriks suure ja austatud firma, et pakkuda tuge, ning andis töölepingud Merrilli firmale Lincoln Laboratooriumi kaudu. Laboratooriumi poolt oli projekti juhiks määratud veel üks Kleinrocki vana kolleeg, Lawrence (Larry) Roberts.
Roberts, olles MIT üliõpilane, sai osav TX-0 arvuti kasutamises, mis oli ehitatud Lincoln Laboratooriumis. Ta veetis tunde ekraani ette lummatult istudes ning lõppkokkuvõttes kirjutas ta programmi, mis (halvasti) tunnustas käsitsi kirjutatud sümboleid närvivõrkude abil. Nagu Kleinrock, hakkas ta lõpuks laboratooriumile tööle minnes oma magistrikraadi saavutuste raames lahendama probleeme, mis olid seotud arvutigraafika ja arvutinägemisega, näiteks servade tuvastamine ja kolmemõõtmeliste piltide genereerimine suurema ja võimsama TX-2 peal.
Suurema osa 1964. aastast keskendus Roberts peamiselt piltidega töötamisele. Siis kohtus ta Lickiga. Novembris osales ta Briti Raadios sponsoreeritud konverentsil, mis käsitles tuleviku arvuteid ja toimus kuumaveeallikatega sanatooriumis Homesteadis, Lääne-Virginias. Seal arutas ta teiste konverentsi osalejatega sügava ööni ning kuulis esmakordselt, kuidas Lick väljendas oma ideed galaktilisest võrgust. Roberts oli häiritud – ta oli suurepärane arvutigraafikaga tegelemises, kuid oli sisuliselt piiratud ühe ainulaadse TX-2 arvutiga. Isegi kui ta oleks suutnud oma tarkvara jagada, ei saaks keegi teine seda kasutada, kuna kellelgi ei olnud vastavat seadmeid. Tema jaoks oli ainus võimalus laiendada oma teoste mõju rääkida neist teaduslikes kirjutistes, lootes, et keegi suudab neid kuskil mujal taastada. Ta otsustas, et Lick on õigus – võrk oli just see järgmine samm, mis tuli astuda, et kiirendada arvutitehnika uurimist.
Ja lõpuks hakkas Roberts töötama koos Merrilli, püüdes ühendada TX-2 Lincoln Laboratory's üle riigi telefoniliini SDC arvutiga Santa Monicas, Californias. Katsetusprojekti puhul, mis näis olevat kopeeritud Licki aruandest "galaktilisest võrgust", kavasid nad sundida TX-2 katkestama tööd arvutuste keskel, kasutama automaatset numbrikõneja, et helistada SDC Q-32-le, käivitama sellel arvutis maatriksite korrutamise programmi ja seejärel jätkama algseid arvutusi, kasutades selle vastust.
Lisaks sellele, et kallite ja tipptasemel tehnoloogiate kasutamine matemaatiliste operatsioonide tulemuste edastamiseks kogu mandri ulatuses on mõistetav, tasub märkida ka protsessi kohutavalt madalat töötlemiskiirus, kuna kasutati telefonivõrku. Kõne sooritamiseks tuli seadistada spetsiaalne ühendus helistaja ja vastuvõtja vahel, mis kulges tavaliselt läbi mitme erineva telefonijaama. 1965. aastal olid praktiliselt kõik neist elektromehaanilised (just sel aastal käivitas AT&T esimese täielikult elektrilise jaama Saksaunes, New Jersey osariigis). Magnetid liikusid metallklotside vahel, et tagada kontakt igas sõlmes. Kogu protsessi kestis mitu sekundit, mille jooksul pidid TX-2 lihtsalt ootama. Lisaks olid jooned, mis sobisid suurepäraselt vestlemiseks, edastamiseks liiga lärmakad, pakkudes väga madalat läbilaskevõimet (paar sada bitti sekundis). Tõeliselt tõhusaks galaktikatevaheliseks interaktiivseks võrguks oli vajalik teistsugune lähenemine.
Merrill-Robertsi eksperiment ei näidanud ümberlinnalise võrgu praktilisust või kasulikku kasutust, vaid demonstreeris ainult selle teoreetilist töövõimet. Kuid isegi see osutus piisavaks.
Lahendus
1966. aasta keskel sai Robert Taylor uueks, kolmandaks IPTO direktoriks, järgides Ivan Sutherlandit. Ta oli Lycklideri õpilane, samuti psühholoog ja tuli IPTO-sse tänu sellele, et oli eelnevalt juhtinud arvutiteaduse uuringuid NASA-s. Ilmselt kohe pärast saabumist otsustas Taylor, et on aeg ellu viia galaktikatevahelise võrgu unistus; just tema käivitas projekti, mis sünnitas ARPANET-i.
ARPA rahad raha, seega Tayloril ei olnud probleeme oma ülemuselt Charles Hertzfeldilt täiendava rahastamise saamisel. Selle lahenduse korral oli siiski märkimisväärne ebaõnnestumise risk. 1965. aastaks oli riigi vastaspoolte ühendamiseks mõeldud liinide arv üsna väike, keegi ei olnud varem üritanud midagi sellist nagu ARPANET. Meenutada võib teisi varasemaid eksperimente arvutivõrkude loomisel. Näiteks Princetoni ja Carnegie Melloni ülikoolid lõid 1960. aastate lõpus koos IBMiga võrgu jagatud juurdepääsuga arvutitele. Selle projekti peamine erinevus oli selle ühtsus - kasutusel olid täiesti identse riist- ja tarkvaraga arvutid.
Teiselt poolt pidi ARPANET tegelema mitmekesisusega. 1960. aastate keskpaigaks rahastas IPTO üle kümne organisatsiooni, kellel kõigil oli arvuti, kuid kõik need töötasid erineva riistvara ja tarkvaraga. Täiendava tarkvara jagamise võimalus oli isegi erinevate mudelite puhul haruldane – seda suudeti saavutada vaid IBM System/360 uusima seeriaga.
Süsteemide mitmekesisus lisas võrgu arendamisele märkimisväärset tehnilist keerukust, samuti ressursi jagamise võimalusi, nagu Licklideri stiilis. Näiteks Illinois ülikoolis ehitati sel ajal ARPA rahaga suurt superarvutit. . Taylor arvas, et kohalikel kasutajatel Urbana-Champaignis on vähe võimalusi selle hiiglasliku masina ressursse täielikult ära kasutada. Isegi palju tagasihoidlikuma mastaabiga süsteemid – TX-2 Lincoln Laboratorys ja Sigma-7 UCLA-s – ei suutnud tavaliselt omavahel tarkvara jagada fundamentaalse ühilduvuse puudumise tõttu. Selliste piirangute ületamine, saades otseühenduse ühe sõlme tarkvarale, olles teises kohas, oli ahvatlev.
Selles võrgueksperimenti käsitlevas töös oletavad Merrill ja Roberts, et selline ressursside jagamine toob kaasa midagi, mis sarnaneb rikardo arvutusõlmedele:
Võrgustiku loomine võib tuua kaasa teatud koostöösõlmede erialad. Kui mõni sõlm X, näiteks tänu eriliselt tarkvarale või riistvarale, saavutab suurepäraseid tulemusi maatriksite pööramisel, võib oodata, et teiste võrgu sõlmede kasutajad hakkavad seda võimalust ära kasutama, pöörates oma maatrikseid sõlmes X, selle asemel et tegeleda sellega oma koduarvutites.
Täitja Tayloril oli veel üks motivatsioon ressursside jagamise võrgu elluviimiseks. Iga uue sõlme jaoks IPTO-le uue arvuti ostmine, millel olid kõik võimalused, mida teadlased sellel sõlmes kunagi vajada võisid, oli kulukas ning niipea, kui IPTO portfelli lisandusid uued sõlmed, venis eelarve ohtlikult. Ühendades kõik rahastatud IPTO süsteemid ühte võrku, oleks võimalik anda uutele toetuse saajatele tagasihoidlikumaid arvuteid või isegi mitte osta neid üldse. Nad saaksid kasutada vajalikke arvutusvõimekusi kaugelt sõlmedelt, millel on ülejäävaid ressursse, ning kogu võrk töötaks nagu ühine tarkvara ja riistvara reservuaar.
Pärast projekti käivitamist ja selle rahastamise tagamist oli Taylor viimaseks märkimisväärseks panuseks ARPANETi valim inimeste, kes tegeleb süsteemi arendamisega ja jälgib selle rakendamist. Ilmselge valik oli Roberts. Tema inseneritehnikud ei tekitanud kahtlusi, ta oli juba tuntud IPTO teaduslikus kogukonnas ja oli üks väheseid inimesi, kellel oli tegelik kogemus suurte vahemaadega arvutusvõrkude arendamisel ja loomisel. Seetõttu helistas Taylor sügisel 1966. aastal Robertsile ning palus tal tulla Massachusettsist tööle ARPA-sse Washingtonis.
Aga teda petta osutus raskeks. Paljud IPTO teadusjuhid suhtusid Robert Taylori juhtimisse skeptiliselt, pidades seda pinnapealseks. Jah, Licklider oli samuti psühholoog, tal ei olnud inseneriharidust, kuid vähemalt oli tal doktorikraad ja teatud teenekus ühtede interaktiivsete arvutite isa poole. Taylor oli tundmatu inimene magistrikraadiga. Kuidas saab ta juhtida keerulist tehnilist tööd IPTO kogukonnas? Roberts kuulus samuti nende skeptikute hulka.
Kuid piitsa ja prääniku kombinatsioon tegi oma töö ära (enamik allikaid viitab piitsade ülekaalule praktiliselt nulli präänikute suhtes). Ühelt poolt avaldas Taylor teatud survet Robertsi ülemale Lincoln Laboratory's, meenutades talle, et suurem osa labori rahastamisest tuleb nüüd ARPA-lt, ja et ta peaks seetõttu veenma Robertsi selle ettepaneku eelistest. Teiselt poolt pakkus Taylor Robertsele hiljuti loodud "vanema teadlase" tiitlit, kes raporteerib läbi Taylori pea otse ARPA asejuhatajale, ja kes saab ka Taylori järglaseks direktori ametikohal. Nende tingimustega nõustus Roberts ARPANET'i projektiga tegelema. Aeg oli muuta ressursi jagamise idee reaalsuseks.
Lisa lugemist
- Janet Abbate, Interneti leiutamine (1999)
- Katie Hafner ja Matthew Lyon, Kus nõiad öösel üleval on (1996)
- Arthur Norberg ja Julie O’Neill, Arvutitöötlustehnoloogia muutmine: Teabe töötlemine Pentagoni jaoks, 1962-1986 (1996)
- M. Mitchell Waldrop, The Dream Machine: J.C.R. Licklider and the Revolution That Made Computing Personal (2001)
Allikas: habr.com
