További cikksorozatok:
- A relék története
- Az elektronikus számítógépek története
- A tranzisztor története
- Az internet története
A legelső elektronikus számítógépek egyedi eszközök voltak, amelyeket kutatási célokra készítettek. De a megjelenésük után a szervezetek gyorsan integrálták őket a meglévő adatkezelési kultúrába – ahol minden adat és folyamat egy halom formájában jelent meg. .
kifejlesztette az első táblázatkezelőt, amely képes volt olvasni és számolni az adatokat papíralapú kártyákon lévő lyukak alapján, az Egyesült Államok népszámlálásához a 19. század végén. A következő évszázad közepére ennek a gépnek a színes utódai nagy vállalatokba és kormányzati szervekbe hatoltak be világszerte. Közös nyelvük a kártya volt, amely több oszlopból állt, ahol minden oszlop (általában) egy számot képviselt, amelyet az egyik tíz pozíció egyikén lehetett kilyukasztani, amelyek a 0 és 9 közötti számokat jelölik.
A bonyolult eszközök kártyáiba történő adatbevitelnél nem volt szükség, és ezt a folyamatot több irodára is ki lehetett osztani a vállalatban, amely az adatokat generálta. Amikor az adatokat feldolgozni kellett – például a sales osztály negyedéves jelentéséhez szükséges bevétel összeszámlálásához – a megfelelő kártyákat el lehetett vinni az adatközpontba, és sorba lehetett állítani a megfelelő gépek által történő feldolgozásra, amelyek kimeneti adatokat bocsátottak ki kártyákon vagy nyomtatott formában. A központi feldolgozó gépek – táblázatkezelők és kalkulátorok – körül perifériás eszközök gyülekeztek a kártyák perforálására, másolására, rendezésére és értelmezésére.
IBM 285 táblázatkezelő, népszerű eszköz a lyukkártyák kezelésére az 1930-as és 40-es években.
Az 1950-es évek második felére szinte minden számítógép a "csomagkezelési" elv szerint működött. Egy átlagos végfelhasználó számára, aki az értékesítési osztályon dolgozott, szinte semmi sem változott. Bevitte a feldolgozásra egy halom lyukszalagot, és az eredményként egy nyomtatott anyagot vagy újabb halom lyukszalagot kapott. A kártyák a folyamat során lyukakból elektronikus jelekké és vissza alakultak, de ez nem érdekelte őt. Az IBM uralta a lyukszalagok feldolgozására szolgáló gépek piacát, és továbbra is domináló szereplő maradt az elektronikus számítógépek terén, nagyrészt a kiépített kapcsolatoknak és a széles perifériás eszközválasztéknak köszönhetően. Az ügyfelek egyszerűen mechanikus táblázatolvashatókat és kalkulátorokat cseréltek le gyorsabb és rugalmasabb adatfeldolgozó gépekre.
IBM 704 lyukszalag-feldolgozó készlet. Az előtérben egy nő dolgozik az olvasóberendezéssel.
Ez a lyukszalag-feldolgozó rendszer évtizedekig jól működött, és nem ment ki a divatból – sőt, éppen ellenkezőleg. Ugyanakkor az 1950-es évek végén egy marginális számítástechnikai kutatókból álló szubkultúra kezdte hirdetni, hogy az egész munkafolyamatot meg kell változtatni – azt állították, hogy a számítógépet interaktívan a legjobban használni. Ahelyett, hogy csak egy feladatot adunk neki, majd visszamegyünk az eredményekért, a felhasználónak közvetlenül kell kommunikálnia a géppel, és igény szerint használnia kell annak lehetőségeit. Marx a „Tőkében” leírta, hogy az ipari gépek – amelyeket az emberek egyszerűen beindítanak – hogyan váltották fel azokat a munkaeszközöket, amelyeket az emberek közvetlenül irányítottak. A számítógépek azonban már mint gépek léteztek. Csak később alakították át néhány felhasználójuk őket eszközökké.
Ez a változtatás nem adatközpontokban történt, mint például az Egyesült Államok Népszámláló Hivatala, a MetLife biztosító vagy az Egyesült Államok Acélvállalata (ezek a cégek voltak az elsők, akik megvásárolták az UNIVAC-ot, az egyik első kereskedelmi forgalomban elérhető számítógépet). Valószínűtlen, hogy egy olyan szervezet, ahol a heti bérek számítása a leghatékonyabb és legmegbízhatóbb módszer, szeretné, ha valaki megzavarná ezt a folyamatot, számítógéppel való játszadozással. Az a lehetőség, hogy leüljön a konzol elé és kipróbálja ezt-azt a számítógépen, sokkal inkább vonzó volt a tudósok és mérnökök számára, akik a problémát különböző szögből szerették volna megközelíteni, amíg nem találták meg a gyenge pontját, és gyorsan válthattak a gondolkodás és a cselekvés között.
Ezért születtek meg ezek az elképzelések a kutatókban. Azonban a számítógépek ily módon történő pazarló használatának finanszírozása nem a részlegük vezetőitől jött. Egy új szubkultúra (sőt, mondhatni, egy kultusz) az interaktív munka körül alakult ki a hadsereg és az amerikai elit egyetemek közötti termékeny partnerségből. Ez a kölcsönösen előnyös együttműködés a második világháború idején kezdődött. Az atomfegyverek, radarak és egyéb varázslatos fegyverek megtanították a katonai vezetést arra, hogy a tudósok látszólag érthetetlen elfoglaltságai hihetetlen jelentőségűek lehetnek a hadsereg számára. Ez a kényelmes kölcsönhatás körülbelül egy generáción keresztül létezett, majd a vietnami háború politikai viszontagságaiban szétesett. De ez idő alatt az amerikai tudósok hozzáfértek hatalmas összegekhez, akiket szinte senki nem zavarhatott, és szinte bármit csinálhattak, ami legalább távolról kapcsolható volt a nemzeti védelemhez.
Az interaktív számítógépek igazolása a bombával kezdődött.
Whirlwind és SAGE
1949. augusztus 29-én a szovjet kutatócsoport sikeresen lebonyolította Gyorsan emlékezzünk vissza, hogyan működik a moduláris aritmetika. Az óra már egy ismert koncepció. Az órák használata . Három nappal később egy amerikai felderítő repülőgép a Csendes-óceán északi részén tett repülése során radioaktív anyag nyomait fedezte fel a légkörben, amelyek a kísérlettől származtak. A Szovjetunió rendelkezett bombával, és amerikai riválisai tudomást szereztek erről. A feszültség a két szuperhatalom között már több mint egy éve fennállt, mióta a Szovjetunió elzárta a szárazföldi útvonalakat a nyugati ellenőrzés alatt álló Berlinbe, válaszul arra, hogy Németország vissza akarta állítani egykori gazdasági fényét.
A blokád 1949 tavaszán véget ért, amikor a Nyugat hatalmas légi támogatási műveletet indított a város megsegítésére. A feszültség némileg enyhült. Mindazonáltal az amerikai tábornokok nem hagyhatták figyelmen kívül a potenciálisan ellenséges erőt, melynek hozzáférése volt atomfegyverekhez, különösen figyelembe véve a stratégiai bombázók folyamatosan növekvő számát és hatótávolságát. Az Egyesült Államoknak légijármű-felderítő radar állomásainak egy láncolata volt, amelyet a második világháború alatt alakítottak ki az Atlanti- és a Csendes-óceán partjain. Azonban elavult technológiát használtak, nem fedték le a Kanadán át érkező északi megközelítéseket, és nem voltak összekötve központi rendszerrel a légvédelmi koordináció érdekében.
A helyzet javítása érdekében a Légierő (az Egyesült Államok független katonai egysége 1947 óta) mérnöki bizottságot hívott össze a légvédelmi védelem érdekében (ADSEC). A történetében «Valli bizottság»-ként emlékeztek meg róla, George Valli elnök nevéről. Ő egy MIT-ból érkező fizikus volt, aki a háború utáni Rad Lab katonai kutató radar csoport veteránja, amelyet a háború után elektronikai kutató laboratóriummá (RLE) alakítottak. A bizottság féléven keresztül vizsgálta ezt a problémát, és Valli végső jelentése 1950 októberében került kiadásra.
Feltételezhetnénk, hogy egy ilyen jelentés unalmas, hivatalos irat halmazt eredményez, és óvatosan megfogalmazott konzervatív ajánlással zárul. Ezzel szemben a jelentés egy rendkívül érdekes, kreatív érvelést tartalmazott, és radikális, kockázatos cselekvési tervet vázolt fel. Ez egyértelműen egy másik MIT-i professzornak volt a megérdemeltje, , aki azt állította, hogy az élőlények és gépek tanulmányozása egyesíthető egyetlen tudományággá, Wally és társai azzal a feltételezéssel kezdték, hogy a légvédelem egy élő organizmus, nem metaforikusan, hanem ténylegesen. A radarállomások az érzékszervekként működnek, a vadászgépek és rakéták pedig azok az effektorok, amelyek segítségével kapcsolódik a világhoz. Ezek az érzékszervek által szolgáltatott információk alapján hozott döntésekkel az igazgató irányítja őket. Továbbá azt állították, hogy egy olyan igazgató, aki kizárólag emberekből áll, képtelen lenne megállítani több száz közeledő repülőgépet millió négyzetkilométeren belül néhány perc alatt; ezért a lehető legtöbb igazgatói funkciót automatizálni kell.
A legszokatlanabb következtetésük az volt, hogy az igazgató automatizálása a legjobban digitális elektronikus számítógépekkel valósítható meg, amelyek átvállalhatják a részben emberi döntéseket: az érkező fenyegetések elemzése, a fegyverek irányítása e fenyegetések ellen (a lopakodási pályák kiszámítása és azok átadása a vadászgépeknek), és esetleg még a válasz optimális formáinak stratégiája is kidolgozható. Abban az időben egyáltalán nem volt nyilvánvaló, hogy a számítógépek alkalmasak az ilyen célra. Az Egyesült Államokban akkoriban mindössze három működő elektronikus számítógép volt, és egyik sem felelt meg elégséges megbízhatósági követelményeknek a katonai rendszerhez, amely életmilliók függnek. Ezek egyszerűen nagyon gyors és programozható számfeldolgozók voltak.
Ennek ellenére Wally-nak volt alapja hinni egy valós időben működő digitális számítógép létrehozásának lehetőségében, mivel tudott a projektről [«Viharsarok»]. A háború alatt indult a MIT servo-mechanikai laboratóriumában, Jay Forrester fiatal doktorandusz vezetésével. Eredeti célja egy általános repülési szimulátor létrehozása volt, amelyet új repülőgépmodellek támogatására lehetett átkonfigurálni anélkül, hogy minden alkalommal nulláról kellett volna kezdeni. Egy kollégája meggyőzte Forrestert, hogy a szimulátornak digitális elektronikát kell használnia a pilótától érkező bemeneti paraméterek feldolgozására és a műszerekhez szükséges kimeneti állapotok kiadására. Fokozatosan az a kísérlet, hogy egy nagy sebességű digitális számítógépet hozzanak létre, felnőttebb lett és eltakarja az eredeti célt. A repülési szimulátor feledésbe merült, és a háború, amely a fejlesztését indította, rég véget ért, a haditengerészeti kutatási hivatal (ONR) ellenőrző bizottsága pedig fokozatosan csalódott a projektben a folyamatosan növekvő költségvetés és a befejezési határidő folyamatos elhalasztása miatt. 1950-ben az ONR kritikus mértékben csökkentette Forrester költségvetését a következő évre, szándékában állt a projekt teljes leállítása után.
George Valley számára a Whirlwind valódi megvilágosodás volt. Az igazi Whirlwind számítógép még messze volt a működő állapottól. Azonban ennek nyomán kellett megjelennie egy számítógépnek, amely nem csupán test nélküli értelem. Ez egy érzékszervekkel és effektorokkal rendelkező számítógép volt. Organizmus. Forrester már a projekt kiterjesztésének terveit fontolgatta az ország fő katonai parancsnoki központjává. Az ONR számítástechnikai szakértői, akik a számítógépeket csupán matematikai problémák megoldására tartották alkalmasnak, elképzelését grandiózusnak és abszurdnak találták. Azonban éppen ilyen gondolatot keresett Valley, és éppen időben érkezett, hogy megmentse a Whirlwindot a feledésből.
Bár nagy ambíciókkal (vagy talán éppen ezeknek köszönhetően) Wally jelentése meggyőzte a légierő parancsnokságát, és ők elindítottak egy átfogó új kutatási és fejlesztési programot, hogy először megértsék, hogyan lehet digitális számítógépekre épülő légvédelmi rendszert létrehozni, majd ezt ténylegesen megépítsék. A légierő az MIT-vel kezdett együttműködni az alapkutatások elvégzése érdekében - ez volt a természetes választás, figyelembe véve a Whirlwind és az RLE meglétét az intézményben, valamint a légvédelem területén a Rad Lab és a második világháború óta tartó sikeres együttműködést. Az új kezdeményezést „Lincoln projektnek” nevezték el, és új Lincoln kutatólabort építettek a Hanscom Fielden, Cambridge-től 25 km-re északnyugatra.
A légierő a számítógépes légvédelmi projektet így nevezték el – egy tipikus furcsa katonai projekt rövidítése, amely a „félautomatikus földi környezetről” szól. A Whirlwindnak teszt számítógépként kellett bizonyítania a koncepció életképességét, mielőtt a berendezések teljes körű gyártására és bevezetésére sor kerülne – ezt a felelősséget az IBM-re bízták. A Whirlwind működő változata, amit az IBM-nek kellett elkészítenie, sokkal kevésbé emlékezetes AN/FSQ-7 („haditengerészeti állandó speciális berendezés” – ezzel a rövidítéssel szemben a SAGE meglehetősen pontosnak tűnik).
Amikor a légierő 1954-ben összeállította a SAGE rendszer teljes terveit, az különböző radarállomásokból, légibázisokból és légvédelmi fegyverekből állt – mindezt huszonhárom irányítóközpont irányította, hatalmas bunkerekkel, amelyeket úgy terveztek, hogy kibírják a bombázást. A központok feltöltéséhez az IBM-nek negyvenhat számítógépet kellett volna szállítania, nem huszonhármat, ami sok milliárd dollárba került volna a hadseregnek. Mindez azért, mert a cég még mindig elektroncsöveket használt a logikai áramkörökben, amelyek olyan gyorsan elégtek, mint az izzólámpák. A működő számítógép bármelyik tízezer lámpájának bármikor meg kellett volna hibásodnia. Nyilvánvaló, hogy elfogadhatatlan lett volna egy ország légtér egy egész szektorát védtelenül hagyni, míg a technikusok javítanak, ezért mindig tartalék gépet kellett volna kéznél tartani.
A SAGE irányítóközpontja a Grand Forks légibázisán, Észak-Dakotában, ahol két AN/FSQ-7 számítógép működött.
A vezérlő központban tucatnyi operátor dolgozott, akik elektronikus képernyők előtt ültek, mindegyikük a légitér egy részét követte nyomon.
A számítógép nyomon követte a potenciális légi fenyegetéseket, és azokat nyomok formájában ábrázolta a képernyőn. Az operátor fényfegyvert használhatott további információk megjelenítésére a nyomon, valamint parancsok kiadására a védelmi rendszernek, amelyet a számítógép nyomtatott üzenetté alakított az elérhető rakétabattery vagy légierő bázis számára.
Az interaktivitás vírusa
Figyelembe véve a SAGE rendszer természetét - a humán operátorok és a digitális számítógép valós idejű közvetlen interakcióját az EHT-n keresztül, fényfegyverrel és konzollal - nem meglepő, hogy a Lincoln laboratóriumban megnövelték az interaktív számítógép-használók első csoportját. A laboratórium egész számítógépes kultúrája egy elszigetelt buborékban élt, leválasztva a normális kötegelt feldolgozás eljárásaitól, amelyek a kereskedelmi világban fejlődtek. A kutatók a Whirlwind és utódai használatával foglalkoztak, és időszakokat foglaltak le, amelyek során kizárólagos hozzáférést kaptak a számítógéphez. Megszokták, hogy kezüket, szemüket és fülüket használják a közvetlen interakcióra a kapcsolók, billentyűzetek, fényesen világító képernyők és akár hangszórók révén, minden papíralapú közvetítő nélkül.
Ez a furcsa és kicsi szubkultúra úgy terjedt a külvilágba, mint egy vírus, közvetlen fizikai érintkezés által. És ha vírusnak tekintjük, akkor a nulladik beteget egy fiatalember, Wesley Clark néven ismerhetjük. Clark 1949-ben otthagyta a kaliforniai Berkeley fizikatanulmányait, hogy technikusként dolgozzon egy nukleáris fegyvereket gyártó gyárban. Azonban nem tetszett neki a munka. Miután elolvasott néhány számítógépes újságcikket, elkezdte keresni a lehetőséget, hogy behatoljon abba, ami új és izgalmas területnek tűnt, tele feltáratlan potenciállal. A Lincoln laboratóriumban való számítógépes szakemberek toborzásáról egy hirdetésből értesült, és 1951-ben az keleti partra költözött, hogy Forrester irányítása alá kerüljön, aki már a digitális számítógép laboratórium vezetője volt.
Wesley Clark, bemutatja biomedikai számítógépét, a LINC-et, 1962
Clark csatlakozott a fejlett fejlesztők csoportjához, a laboratórium alosztályához, amely a katonai és egyetemi együttműködés laza állapotát képviselte abban az időben. Bár technikailag az alosztály a Lincoln Laboratory univerzumban volt, ez a csapat egy buborékban létezett egy másik buborék belsejében, elszigetelve a SAGE projekt mindennapi szükségleteitől, és szabadon választhatta meg a bármilyen számítástechnikai irányt, amely valamilyen módon kapcsolódott a légvédelemhez. Fő feladatuk az 1950-es évek elején a Memory Test Computer (MTC) létrehozása volt, amelynek célja egy új, magas teljesítményű és megbízható digitális információtárolási módszer életképességének bemutatása volt. , amelynek helyettesítenie kellett az Whirlwindben használt bosszantó katódcsöves memóriát.
Mivel az MTC-nek nem volt más felhasználója, csak a készítői, Clark naponta több órán át teljes hozzáféréssel rendelkezett a számítógéphez. Clarkot a kor népszerű kibernetikai keveréke, amely a fizika, fiziológia és információelmélet kombinációja volt, érdekelte, köszönhetően kollégájának, Belmont Farley-nek, aki kapcsolatban állt egy biofizikus csoporttal az RLE-n a Cambridge-i Egyetemen. Clark és Farley hosszú órákat töltöttek az MTC-nél, szoftveres modelleket készítve a neurális hálózatokról, hogy tanulmányozzák az öngyógyító rendszerek tulajdonságait. E kísérletekből Clark elkezdett bizonyos axiomatikus számítástechnikai alapelveket levonni, amelyektől soha nem tért el. Különösen azt kezdte el hinni, hogy „a felhasználói élmény a tervezés legfontosabb szempontja”.
1955-ben Clark egyesült Ken Olsen-nel, az MTC egyik fejlesztőjével, hogy megtervezzék egy új számítógép létrehozását, amely képes lenne utat nyitni a következő generációs katonai irányító rendszerek számára. Nagy kapacitású mágneses magmódszerek tárolására és tranzisztorok a logikai működéshez, sokkal kompaktabbá, megbízhatóbbá és erősebbé tehető, mint a Whirlwind. Eredetileg egy TX-1 névre keresztelt dizájnt javasoltak (Transzorisztoros és Kísérleti számítógép – sokkal világosabb, mint az AN/FSQ-7). Azonban a Lincoln laboratórium vezetősége elutasította a projektet, mivel túl drágának és kockázatosnak találták. A tranzisztorok néhány évvel ezt megelőzően jelentek meg a piacon, és még nagyon kevés tranzisztoros logikán alapuló számítógép készült. Ezért Clark és Olsen egy csökkentett változattal, a TX-0-val álltak elő, amelyet jóváhagytak.
TX-0
A TX-0 számítógép funkcionalitása mint katonai bázisok irányító eszköze bár a létrehozásának indoka volt, Clarkot sokkal inkább az érdekelte, hogy előmozdítsa számítógéptervezési ötleteit. Nézete szerint a számítógépek interaktivitása nem csupán a Lincoln laboratóriumok hétköznapi valósága lett, hanem új normává vált – helyes módszerré a számítógépek létrehozásában és használatában, különösen tudományos munka céljából. Hozzáférést biztosított a TX-0-hoz az MIT biológiai fizikusaik számára, bár munkájuknak semmi köze nem volt a légvédelemhez, és lehetővé tette számukra, hogy a gép vizuális kijelzőjét alváskutatásuk elektródai elemzésre használják. Senki sem ellenezte ezt.
A TX-0 elég sikeresnek bizonyult ahhoz, hogy 1956-ban a Lincoln laboratóriumok jóváhagyták a TX-2 teljes méretű tranzisztoros számítógépet, amelynek memóriája kétmillió bit volt. A projekt megvalósítására két év szükséges. Ezt követően a vírus kiszabadul a laboratóriumból. A TX-2 befejezése után a laboroknak nem lesz szükségük a korai prototípus használatára, ezért beleegyeztek, hogy a TX-0-t bérbe adják a RLE-nek Cambridge-ben. A számítógépet a második emeletre, a kötegelt feldolgozási központ fölé telepítették. Azonnal megfertőzte a MIT kampusz számítógépeit és professzorait, akik kezdték harcolni az időblokkokért, hogy teljes kontrolt nyerjenek a számítógép felett.
Már egyértelmű volt, hogy gyakorlatilag lehetetlen egy számítógépes programot elsőre helyesen megírni. Sőt, a kutatóknak, akik az új feladatra összpontosítottak, gyakran először egyáltalán nem volt világos, hogy mi lenne a helyes viselkedés. Az eredmények megszerzéséhez a számítástechnikai központból órákat, vagy akár egészen a következő napig kellett várniuk. A MIT kampuszának több tucat új programozója számára a lépcsőn felmenni, hibát találni és azonnal kijavítani, új megközelítést kipróbálni és azonnal látni a fejlesztett eredményeket, igazi felfedezés volt. Néhányan komoly tudományos vagy mérnöki projekteken dolgoztak a TX-0-n, de az interaktivitás öröme a játékosabb lelkeket is vonzotta. Egy diák egy szövegszerkesztő programot írt, amelyet „kedves írógépnek” nevezett el. Egy másik követte a példáját, és írt egy „kedves asztali kalkulátort”, amelyet numerikus analízis házi feladatának elvégzésére használt.
Ivan Sutherland bemutatja Sketchpad programját a TX-2-n.
Közben Ken Olsen és a TX-0 másik mérnöke, Harlan Anderson, akik frusztrálva voltak a TX-2 projekt lassú előrehaladásától, úgy döntöttek, hogy piacra dobják a kisebb léptékű interaktív számítógépet tudósok és mérnökök számára. Elhagyták a laboratóriumot, hogy megalapítsák a Digital Equipment Corporation-t, egy irodát berendeztek egy egykori textilgyárban, amely az Assabet folyó partján található, tíz mérfölddel Lincoln nyugati részén. Az első számítógépük a PDP-1 (1961-ben megjelent) lényegében a TX-0 klónja volt.
A TX-0 és a Digital Equipment Corporation örömhíreket kezdett terjeszteni egy új módszerről, amely lehetővé teszi a számítógépek használatát a Lincoln laboratóriumon kívül. Mindazonáltal a interaktivitás vírusa egyelőre földrajzilag lokalizálva volt, Kelet-Massachusettsben. De ez is hamarosan megváltozott.
Mit érdemes még olvasni:
- Lars Heide, Punched-Card Systems and the Early Information Explosion, 1880-1945 (2009)
- Joseph November, Biomedical Computing (2012)
- Kent C. Redmond és Thomas M. Smith, From Whirlwind to MITRE (2000)
- M. Mitchell Waldrop, The Dream Machine (2001)
Forrás: habr.com
