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Les tout premiers ordinateurs électroniques étaient des dispositifs uniques, conçus à des fins de recherche. Mais après leur apparition sur le marché, les organisations les ont rapidement intégrés dans la culture existante du traitement des données, où toutes les données et processus étaient représentés sous forme de piles. .
a développé le premier compteur tabulateur capable de lire et de compter des données à partir de perforations dans des cartes en papier, pour le recensement américain à la fin du XIXe siècle. À la moitié du siècle suivant, un éventail coloré de descendants de cette machine a fait son apparition dans de grandes entreprises et des organisations gouvernementales à travers le monde. Leur langage commun était la carte, composée de plusieurs colonnes, où chaque colonne (en général) représentait un chiffre, qui pouvait être perforé sur l'une des dix positions représentant les nombres de 0 à 9.
Pour percer les données d'entrée sur les cartes, des dispositifs complexes n'étaient pas nécessaires, et ce processus pouvait être réparti sur plusieurs bureaux de l'organisation générant ces données. Lorsque les données devaient être traitées – par exemple, pour calculer les revenus pour le rapport trimestriel du département des ventes – les cartes correspondantes pouvaient être apportées au centre de données et mises en file d'attente pour traitement par les machines appropriées, qui produisaient un ensemble de résultats sur les cartes ou les imprimaient sur papier. Autour des machines centrales de traitement – les tabulateurs et les calculatrices – se massaient des périphériques pour perforer, copier, trier et interpréter les cartes.
Le tabulateur IBM 285, un dispositif populaire pour travailler avec des cartes de perforation dans les années 1930 et 1940.
Vers la seconde moitié des années 1950, presque tous les ordinateurs fonctionnaient selon un schéma de « traitement par batch ». Du point de vue de l'utilisateur final typique dans le département des ventes, peu de choses avaient changé. Vous apportiez une pile de cartes perforées pour traitement et receviez une impression ou une autre pile de cartes perforées en guise de résultat. Au cours du processus, les cartes se transformaienent de trous dans le papier en signaux électroniques et inversement, mais cela vous préoccupait peu. IBM dominait le secteur des machines à traiter les cartes perforées et restait l'une des forces dominantes dans le domaine des ordinateurs électroniques, principalement en raison de ses relations bien établies et de sa large gamme de périphériques. Ils ont simplement remplacé chez leurs clients les tabulateurs mécaniques et les calculatrices par des machines de traitement de données plus rapides et plus flexibles.
Kit de traitement de cartes perforées IBM 704. Au premier plan, une femme travaille avec un appareil de lecture.
Ce système de traitement de cartes perforées a bien fonctionné pendant des décennies sans déclin – bien au contraire. Cependant, à la fin des années 1950, une sous-culture marginale de chercheurs en informatique a commencé à affirmer que tout ce processus de travail devait être modifié – ils soutenaient que l'ordinateur devait être utilisé de manière interactive. Au lieu de confier des tâches à la machine et de revenir plus tard pour les résultats, l'utilisateur devait interagir directement avec la machine et utiliser ses capacités à la demande. Dans « Le Capital », Marx décrivait comment les machines industrielles – que les gens ne faisaient que démarrer – avaient remplacé les outils de travail que les gens contrôlaient directement. Cependant, les ordinateurs avaient déjà existé sous forme de machines. Ce n'est que plus tard que certains de leurs utilisateurs les ont transformés en outils.
Et cette transformation ne se déroulait pas dans des centres de données, tels que le Bureau du recensement des États-Unis, la compagnie d'assurance MetLife ou United States Steel Corporation (toutes ces entreprises furent parmi les premières à acquérir un UNIVAC, l'un des premiers ordinateurs commerciaux disponibles). Il est peu probable qu'une organisation qui considère que le paiement des salaires hebdomadaires est la méthode la plus efficace et fiable veuille que quelqu'un interfère avec ce processus en jouant avec un ordinateur. La valeur de la possibilité de s'asseoir à la console et simplement d'essayer ceci ou cela sur l'ordinateur était plus évidente pour les scientifiques et les ingénieurs, qui souhaitaient étudier le problème, l'aborder sous différents angles, jusqu'à ce qu'ils découvrent son point faible, et passer rapidement de la réflexion à l'action.
C'est pourquoi de telles idées ont émergé chez les chercheurs. Cependant, l'argent permettant de financer une utilisation aussi coûteuse de l'ordinateur ne provenait pas des directeurs de leurs départements. Une nouvelle sous-culture (on pourrait même parler de culte) de travail interactif avec les ordinateurs est née d'un partenariat productif entre les militaires et les universités élitistes des États-Unis. Cette coopération mutuellement bénéfique a commencé pendant la Seconde Guerre mondiale. L'armement atomique, les radars et d'autres technologies avancées ont appris aux militaires que des activités apparemment incompréhensibles pour les scientifiques pouvaient avoir une importance incroyable pour l'armée. Cette collaboration a duré environ une génération, puis s'est effondrée dans les turbulences politiques d'une autre guerre, celle du Vietnam. Mais à cette époque, les scientifiques américains avaient accès à d'énormes sommes d'argent, pratiquement personne ne les surveillait, et ils pouvaient se consacrer presque à tout ce qui pouvait être lié, même de loin, à la défense nationale.
La justification des ordinateurs interactifs a commencé avec la bombe.
Whirlwind et SAGE
Le 29 août 1949, une équipe de chercheurs soviétiques a réussi à réaliser sur . Trois jours plus tard, un avion de reconnaissance américain a détecté des traces de matière radioactive dans l'atmosphère, provenant de cet essai, lors d'un vol au-dessus de la partie nord de l'océan Pacifique. L'URSS avait développé une bombe, et leurs rivaux américains en étaient au courant. La tension entre les deux superpuissances persistait depuis plus d'un an, depuis que l'URSS avait coupé les routes terrestres vers les zones occupées par l'Ouest à Berlin, en réponse aux plans de rendre à l'Allemagne sa grandeur économique d'antan.
Le blocus s'est terminé au printemps 1949, étant dans une impasse en raison d'une opération massive mise en place par l'Ouest pour soutenir la ville par voie aérienne. La tension a quelque peu diminué. Néanmoins, les généraux américains ne pouvaient ignorer l'existence d'une force potentiellement hostile ayant accès à l'armement nucléaire, notamment en raison de l'augmentation constante de la taille et de la portée des bombardiers stratégiques. Les États-Unis disposaient d'une chaîne de stations radar de détection des aéronefs, établie sur les rives de l'Atlantique et du Pacifique pendant la Seconde Guerre mondiale. Cependant, ils utilisaient une technologie obsolète, ne couvraient pas les approches nord via le Canada et n'étaient pas reliés à un système central pour coordonner la défense aérienne.
Pour remédier à la situation, l'US Air Force (une branche militaire indépendante des États-Unis depuis 1947) a convoqué un comité d'ingénieurs de défense aérienne (ADSEC). Dans l'histoire, il est connu sous le nom de « comité Valli », du nom de son président, George Valli. C'était un physicien du MIT, vétéran du groupe de recherche militaire Rad Lab, qui a été transformé après la guerre en laboratoire de recherche en électronique (RLE). Le comité a étudié cette problématique pendant un an, et le rapport final de Valli a été publié en octobre 1950.
On pourrait supposer qu'un tel rapport serait un enchevêtrement ennuyeux de paperasse, se terminant par une proposition exprimée avec prudence et conservatisme. Au lieu de cela, le rapport s'est avéré être un exemple fascinant d'argumentation créative, contenant un plan d'action radical et risqué. C'est un mérite évident d'un autre professeur du MIT, , qui soutenait que l'étude des êtres vivants et des machines pouvait être unifiée en une seule discipline, . Wally et ses co-auteurs ont commencé par l'hypothèse que le système de défense anti-aérienne est un organisme vivant, non pas métaphoriquement, mais réellement. Les stations radar servent d'organes sensoriels, les intercepteurs et les missiles sont des effecteurs par lesquels il interagit avec le monde. Ils fonctionnent sous le contrôle d'un directeur, qui utilise les informations provenant des organes sensoriels pour prendre des décisions concernant les actions nécessaires. Ensuite, ils ont affirmé qu'un directeur composé uniquement d'humains ne pourrait pas arrêter des centaines d'avions approchants sur des millions de kilomètres carrés en l'espace de quelques minutes, c'est pourquoi il était nécessaire d'automatiser autant de fonctions que possible du directeur.
La conclusion la plus étonnante qu'ils ont tirée est qu'il serait préférable d'automatiser le directeur à l'aide d'ordinateurs électroniques numériques, qui pourraient assumer une partie des décisions humaines : analyser les menaces entrantes, diriger les armes contre ces menaces (calculer les trajectoires d'interception et les transmettre aux chasseurs), et peut-être même élaborer des stratégies de réponse optimale. À cette époque, il n'était pas évident que les ordinateurs conviennent à un tel objectif. À ce moment-là, il n'y avait que trois ordinateurs électroniques opérationnels aux États-Unis, et aucun d'eux ne satisfaisait aux exigences de fiabilité pour un système militaire sur lequel dépendent des millions de vies. Ils étaient simplement des processeurs de nombres très rapides et programmables.
Néanmoins, Wally avait des raisons de croire en la possibilité de créer un ordinateur numérique fonctionnant en temps réel, car il était au courant du projet [«Vortex»]. Il a commencé pendant la guerre dans le laboratoire des servomécanismes du MIT sous la direction du jeune doctorant Jay Forrester. Son objectif initial était de créer un simulateur de vol polyvalent, qui pourrait être reconfiguré pour supporter de nouveaux modèles d'avions, sans avoir à tout reconstruire à chaque fois. Un collègue a convaincu Forrester que son simulateur devait utiliser l'électronique numérique pour traiter les paramètres d'entrée du pilote et délivrer les états de sortie pour les instruments. Peu à peu, la tentative de créer un ordinateur numérique haute vitesse a pris le pas sur l'objectif initial. Le simulateur de vol a été oublié, et la guerre qui avait motivé son développement était depuis longtemps terminée, tandis que le comité des inspecteurs du bureau de recherche navale (ONR) commençait à se désenchanter du projet en raison de l'augmentation continue du budget et de la date d'achèvement qui était sans cesse repoussée. En 1950, l'ONR a sévèrement réduit le budget de Forrester pour l'année suivante, ayant l'intention de mettre un terme définitif au projet.
Cependant, pour George Valley, Whirlwind a été une révélation. L'ordinateur réel Whirlwind était encore loin d'être opérationnel. Pourtant, un ordinateur devait apparaître, ne représentant pas seulement une intelligence sans corps. C'était un ordinateur avec des organes sensoriels et des effecteurs. Un organisme. Forrester envisageait déjà d'étendre le projet à un système principal pour le centre de commandement militaire du pays. Aux experts en informatique de l'ONR, qui pensaient que les ordinateurs n'étaient bons que pour résoudre des problèmes mathématiques, une telle approche semblait ambitieuse et absurde. Cependant, c'est exactement l'idée que Valley recherchait, et il est arrivé juste à temps pour sauver Whirlwind de l'oubli.
Malgré de grandes ambitions (ou peut-être grâce à elles), le rapport Valli a convaincu la hiérarchie de l'armée de l'air, qui a lancé un vaste nouveau programme de recherche et développement pour d'abord comprendre comment créer un système de défense aérienne basé sur des ordinateurs numériques, puis le construire réellement. L'armée de l'air a commencé à collaborer avec le MIT pour mener des recherches fondamentales – c'était un choix naturel, compte tenu de la présence de Whirlwind et du RLE dans l'institut, ainsi que d'une histoire de collaboration réussie dans le domaine de la défense aérienne, remontant à l'époque du Rad Lab et de la Seconde Guerre mondiale. Ils ont appelé la nouvelle initiative le « projet Lincoln » et ont construit un nouveau laboratoire de recherche Lincoln à Hanscom Field, à 25 km au nord-ouest de Cambridge.
L'armée de l'air a nommé le projet de défense aérienne informatisé – une abréviation typiquement étrange pour un projet militaire, signifiant « environnement terrestre semi-automatique ». Whirlwind devait devenir l'ordinateur test prouvant la viabilité du concept avant de passer à la production à grande échelle de l'équipement et à son déploiement – cette responsabilité a été confiée à IBM. La version opérationnelle de l'ordinateur Whirlwind, que devait fabriquer IBM, porta un nom beaucoup moins mémorable, AN/FSQ-7 ( « équipement spécial immobile armée-navale » – par rapport à cet acronyme, SAGE semble assez précis).
Au moment où l'armée de l'air a élaboré des plans complets pour le système SAGE en 1954, il se composait de diverses installations radar, de bases aériennes, d'armements de défense aérienne – le tout contrôlé depuis vingt-trois centres de commandement, d'immenses bunkers conçus pour survivre à des bombardements. Pour équiper ces centres, IBM aurait dû fournir quarante-six ordinateurs au lieu de vingt-trois, ce qui coûterait à l'armée des milliards de dollars. C'était simplement dû au fait que l'entreprise utilisait encore des lampes électroniques dans ses circuits logiques, qui grillaient comme des ampoules à incandescence. Chacune des dizaines de milliers de lampes dans un ordinateur en fonctionnement pouvait tomber en panne à tout moment. Il serait inacceptable de laisser un secteur entier de l'espace aérien du pays sans protection pendant que les techniciens effectuaient des réparations, donc une machine de secours devait être prête.
Le centre de commande SAGE à la base de l'armée de l'air de Grand Forks dans le Dakota du Nord, où se trouvaient deux ordinateurs AN/FSQ-7
Dans chaque centre de contrôle, des dizaines d'opérateurs travaillaient, assis devant des écrans à tubes cathodiques, chacun surveillant une partie du secteur aérien.
L'ordinateur suivait toute menace aérienne potentielle et les représentait sous forme de traces sur l'écran. L'opérateur pouvait utiliser un pistolet laser pour obtenir des informations supplémentaires sur la trace et donner des commandes au système de défense, l'ordinateur les transformant en message imprimé pour le système de missiles disponible ou la base de l'Armée de l'air.
Le virus de l'interactivité
Étant donné la nature du système SAGE – l'interaction directe entre les opérateurs humains et l'ordinateur numérique via CRT en temps réel, à l'aide de pistolets laser et de consoles – il n'est pas surprenant que le laboratoire de Lincoln ait cultivé la première cohorte de défenseurs de l'interaction interactive avec les ordinateurs. Toute la culture informatique du laboratoire existait dans une bulle isolée, étant coupée des normes de traitement par lots qui se développaient dans le monde commercial. Les chercheurs utilisaient Whirlwind et ses descendants, réservant des intervalles de temps pour lesquels ils avaient un accès exclusif à l'ordinateur. Ils s'étaient habitués à utiliser leurs mains, leurs yeux et leurs oreilles pour interagir directement via des interrupteurs, des claviers, des écrans brillamment éclairés et même des haut-parleurs, sans intermédiaires papier.
Cette étrange et petite sous-culture s'est répandue dans le monde extérieur comme un virus, par contact physique direct. Et si l'on considère cela comme un virus, le patient zéro doit être identifié comme un jeune homme nommé Wesley Clark. Clark a quitté son doctorat en physique à Berkeley en 1949 pour devenir technicien dans une usine produisant des armes nucléaires. Cependant, il n'a pas aimé ce travail. Après avoir lu quelques articles de revues sur les ordinateurs, il a commencé à chercher une opportunité de pénétrer ce qui semblait être un domaine nouveau et passionnant, rempli de potentiel inexploité. Il a découvert l'appel à des spécialistes en informatique au laboratoire de Lincoln dans une annonce publicitaire, et en 1951, il a déménagé sur la côte est pour travailler sous la direction de Forrester, qui était déjà devenu le responsable du laboratoire des ordinateurs numériques.
Wesley Clark, montrant son ordinateur biomédical LINC, 1962
Clark a rejoint un groupe de développement avancé, une sous-unité du laboratoire incarnant un état de coopération détendu entre les militaires et les universités de l'époque. Bien que techniquement, la sous-unité faisait partie de l'univers du laboratoire Lincoln, cette équipe existait dans une bulle à l'intérieur d'une autre bulle, isolée des besoins quotidiens du projet SAGE et libre de choisir n'importe quelle direction informatique pouvant être reliée d'une manière ou d'une autre à la défense aérienne. Leur principale tâche au début des années 1950 était de créer l'ordinateur de test de mémoire (MTC), conçu pour démontrer la viabilité d'une nouvelle méthode de stockage d'informations numériques, hautement efficace et fiable. , qui était censée remplacer la mémoire capricieuse à base d'ELT utilisée dans le Whirlwind.
Comme le MTC n'avait d'autres utilisateurs que ses créateurs, Clark avait un accès complet à l'ordinateur pendant de nombreuses heures chaque jour. Clark s'est intéressé à un mélange cybernétique à la mode à l'époque, de physique, de physiologie et de théorie de l'information, grâce à son collègue Belmont Farley, qui était en contact avec un groupe de bio-physiciens de RLE à Cambridge. Clark et Farley passaient de longues heures sur le MTC, créant des modèles logiciels de réseaux neuronaux pour étudier les propriétés des systèmes auto-organisés. De ces expériences, Clark a commencé à extraire certains principes axiomatiques d'ingénierie informatique, auxquels il n'a jamais dérogé. En particulier, il est devenu persuadé que « l'ergonomie est le facteur de conception le plus important ».
En 1955, Clark s'est associé à Ken Olsen, l'un des développeurs de MTC, pour élaborer un plan visant à créer un nouvel ordinateur capable de préparer le terrain pour la prochaine génération de systèmes de contrôle militaire. En utilisant une très grande mémoire à noyau magnétique pour le stockage et des transistors pour la logique, il pouvait être rendu beaucoup plus compact, fiable et puissant que le Whirlwind. Initialement, ils ont proposé un design qu'ils appelaient TX-1 (Transistorized and eXperimental computer, « ordinateur expérimental à transistors » – c'est beaucoup plus clair que AN/FSQ-7). Cependant, la direction du laboratoire Lincoln a rejeté le projet, le jugeant trop coûteux et risqué. Les transistors étaient apparus sur le marché seulement quelques années auparavant, et très peu d'ordinateurs avaient été construits sur la logique transistorisée. Par conséquent, Clark et Olsen sont revenus avec une version réduite de la machine, le TX-0, qui a été approuvée.
TX-0
La fonctionnalité de l'ordinateur TX-0 en tant qu'outil de gestion des bases militaires, bien qu'elle ait été le prétexte de sa création, intéressait Clark beaucoup moins que la possibilité de promouvoir ses idées de conception d'ordinateurs. De son point de vue, l'interactivité des machines de calcul n'était plus un fait de la vie dans les laboratoires Lincoln, mais était devenue la nouvelle norme – la manière appropriée de concevoir et d'utiliser des ordinateurs, surtout pour le travail scientifique. Il a donné accès au TX-0 aux biophysiciens du MIT, bien que leur travail n'ait eu aucun lien avec la défense aérienne, et leur a permis d'utiliser l'affichage visuel de la machine pour analyser les électroencéphalogrammes issus des études sur le sommeil. Et personne ne s'est opposé à cela.
Le TX-0 s'est avéré suffisamment réussi pour que, en 1956, les laboratoires Lincoln approuvent le développement du premier ordinateur à transistor TX-2 avec une énorme mémoire de deux millions de bits. La mise en œuvre du projet prendra deux ans. Après cela, le virus s'échappera des limites du laboratoire. À l'achèvement du TX-2, les laboratoires n'auront plus besoin d'utiliser le prototype précoce, et ils ont donc accepté de louer le TX-0 à Cambridge, où il a été installé au deuxième étage, au-dessus du centre de traitement par lots. Il a immédiatement infecté les ordinateurs et les professeurs du campus du MIT, qui ont commencé à lutter pour des créneaux horaires afin d'obtenir un contrôle total sur l'ordinateur.
Il était déjà évident qu'il était pratiquement impossible d'écrire un programme informatique correctement du premier coup. De plus, les chercheurs étudient une nouvelle tâche, il leur était souvent difficile de comprendre au départ quel devait être le comportement correct. Et pour obtenir des résultats du centre de calcul, il fallait parfois attendre des heures, voire jusqu'au lendemain. Pour des dizaines de nouveaux programmeurs du campus, la possibilité de monter les escaliers, de découvrir une erreur et de la corriger immédiatement, d'essayer une nouvelle approche et de voir immédiatement des résultats améliorés, est devenue une véritable révélation. Certains ont utilisé leur temps sur le TX-0 pour travailler sur des projets scientifiques ou d'ingénierie sérieux, mais la joie de l'interactivité attirait aussi des âmes plus ludiques. Un étudiant a écrit un programme de traitement de texte qu'il a appelé "la machine à écrire chère". Un autre a suivi son exemple et a écrit "la calculatrice de bureau chère", qu'il a utilisée pour faire ses devoirs en analyse numérique.
Ivan Sutherland présente son programme Sketchpad sur le TX-2
Pendant ce temps, Ken Olsen et un autre ingénieur du TX-0, Harlan Anderson, agacés par l'avancement lent du projet TX-2, ont décidé de lancer sur le marché un ordinateur interactif de petite taille pour les scientifiques et les ingénieurs. Ils ont quitté le laboratoire pour fonder la Digital Equipment Corporation, et ont installé leur bureau dans une ancienne usine textile le long de la rivière Assabet, à dix miles à l'ouest de Lincoln. Leur premier ordinateur, le PDP-1 (sorti en 1961), était en gros un clone du TX-0.
TX-0 et Digital Equipment Corporation ont commencé à diffuser des nouvelles enthousiasmantes sur une nouvelle manière d'utiliser les ordinateurs au-delà du laboratoire de Lincoln. Cependant, pour l'instant, le virus de l'interactivité était géographiquement localisé en Massachusetts oriental. Mais cela allait bientôt changer.
À lire également :
- Lars Heide, Systèmes à cartes perforées et la première explosion d'information, 1880-1945 (2009)
- Joseph November, Informatique biomédicale (2012)
- Kent C. Redmond et Thomas M. Smith, De Whirlwind à MITRE (2000)
- M. Mitchell Waldrop, The Dream Machine (2001)
Source : habr.com
