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A metà degli anni '60, i primi sistemi informatici a tempo condiviso riproducevano in gran parte la prima storia dei primi centralini telefonici. Gli imprenditori sviluppavano questi centralini per consentire agli abbonati di accedere ai servizi di taxi, medici o vigili del fuoco. Tuttavia, gli abbonati scoprirono presto che i centralini locali erano altrettanto utili per comunicare e socializzare tra loro. Allo stesso modo, i sistemi a tempo condiviso, inizialmente creati affinché gli utenti potessero 'richiamare' potenza di calcolo, si trasformarono rapidamente in centralini comunitari dotati di un sistema di messaggistica integrato. Nel decennio successivo, i computer attraversarono una nuova fase della storia del telefono: la creazione di interconnessioni tra centralini, formando reti regionali e interurbane.
Protosistema
Il primo tentativo di unire più computer in un'unica entità più grande fu il progetto di una rete di computer interattivi , un sistema di difesa aerea americano. Poiché ciascuno dei 23 centri di controllo SAGE copriva una determinata area geografica, era necessario un meccanismo per trasmettere i tracciati radar da un centro all'altro, nei casi in cui un velivolo straniero attraversasse il confine tra queste aree. Gli sviluppatori di SAGE soprannominarono questo compito 'interlinking' [cross-telling], e lo risolsero creando linee per la trasmissione dei dati basate su linee telefoniche dedicate AT&T, collegate tra tutti i centri di controllo confinanti. Ronald Knapp, parte di una piccola delegazione delle Forze Armate Reali inviate a SAGE, guidò lo sviluppo e l'implementazione di questo sottosistema. Sfortunatamente, non ho trovato una descrizione dettagliata del sistema 'interlinking', ma, chiaramente, il computer in ciascuno dei centri di controllo identificava quando un segnale radar passava a un altro settore e inviava i propri dati attraverso la linea telefonica al computer di quel settore, dove il operatore che monitorava il terminale potesse riceverlo.
Il sistema SAGE doveva convertire i dati digitali in un segnale analogico della linea telefonica (e poi di nuovo nella stazione che lo riceve), il che ha dato ad AT&T la possibilità di sviluppare il modem "Bell 101" (o dataset, come veniva chiamato inizialmente), capace di trasmettere 110 bit al secondo. Successivamente, questo dispositivo è stato chiamato , per la sua capacità di modulare il segnale telefonico analogico utilizzando un insieme di dati digitali in uscita e demodulare i bit dall'onda in ingresso.
Bell 101 dataset
In questo modo, SAGE ha posto una base tecnica importante per le reti informatiche successive. Tuttavia, la prima rete informatica, il cui lascito è stato sufficientemente duraturo e influente, è stata una rete il cui nome è ancora noto oggi: ARPANET. A differenza di SAGE, essa univa un variegato insieme di computer, sia con condivisione del tempo degli utenti che con elaborazione dei dati a pacchetto, ognuno dei quali aveva un proprio set particolare di programmi. La rete era concepita come universale per scala e funzionamento, e doveva soddisfare le esigenze degli utenti. Il progetto era finanziato dall'ufficio per le tecniche di elaborazione delle informazioni (Information Processing Techniques Office, IPTO), guidato dal direttore , che era l'ufficio di ricerche informatiche in ARPA. Ma l'idea stessa di una rete del genere fu concepita dal primo direttore di questo ufficio, Joseph Carl Robnett Licklider.
Idea
Come abbiamo appreso , Licklider, o "Lick" per i suoi colleghi, era psicologo di formazione. Tuttavia, quando lavorava con sistemi radar nella Lincoln Laboratory alla fine degli anni '50, fu affascinato dai computer interattivi. Questa passione lo portò a finanziare alcuni dei primi esperimenti su computer con accesso a tempo condiviso, quando nel 1962 divenne direttore dell'IPTO appena formato.
A quel tempo, sognava già la possibilità di collegare computer interattivi isolati in una struttura più grande. Nella sua opera del 1960 sul "simbiosi tra uomo e computer", scrisse:
Sembra ragionevole immaginare un «centro di pensiero» che possa integrare le funzioni delle biblioteche moderne e le potenziali innovazioni nel campo dell'immagazzinamento e del recupero delle informazioni, oltre alle funzioni simbiotiche descritte sopra in questo lavoro. Questa visione si presta facilmente a una rete di tali centri, collegati da linee di comunicazione a banda larga e accessibili agli utenti individuali tramite linee telefoniche a noleggio.
Così come il TX-2 ha acceso la passione di Lick per i computer interattivi, anche il SAGE ha probabilmente stimolato la sua immaginazione su come collegare vari centri di calcolo interattivi e fornire qualcosa che assomigli a una rete telefonica per servizi intelligenti. Qualunque sia l'origine di questa idea, Lick ha iniziato a diffonderla nella comunità di ricercatori che aveva creato all'IPTO, e il messaggio più noto è stato un'informativa del 23 aprile 1963, indirizzata ai "Membri e alle sezioni della rete intergalattica di computer", cioè vari ricercatori finanziati dall'IPTO per l'accesso informatico a tempo condiviso e altri progetti di calcolo.
La nota appare disordinata e caotica, evidentemente dettata al volo e non revisionata. Pertanto, per comprendere cosa volesse dire Lick riguardo alle reti informatiche, è necessario riflettere un po'. Tuttavia, alcuni punti emergono immediatamente. In primo luogo, Lick ha affermato che i "vari progetti" finanziati dall'IPTO appartengono in realtà a "un'unica area". Dopo ciò, discute la necessità di allocare fondi e progetti per massimizzare i vantaggi di questa iniziativa, poiché tra la rete di ricercatori "per progredire, ogni ricercatore attivo ha bisogno di una base di software e di attrezzature più complesse e complete di quelle che egli stesso può creare in un tempo ragionevole". Lick conclude che per ottenere questa efficienza globale sono necessarie alcune concessioni e sacrifici personali.
Poi inizia a discutere dettagliatamente delle reti informatiche (e non sociali). Scrive della necessità di un certo linguaggio di gestione della rete (quello che in seguito verrà chiamato protocollo) e del suo desiderio di vedere un giorno la rete informatica IPTO, composta da "almeno quattro grandi computer, possibilmente sei-otto piccoli computer, e una vasta gamma di dispositivi di archiviazione su disco e nastro magnetico – per non parlare di console remote e stazioni teletype". Infine, dedica alcune pagine a un esempio concreto di come potrebbe svilupparsi nel futuro l'interazione con una tale rete informatica. Lick immagina una situazione in cui analizza alcuni dati sperimentali. "Il problema è che non ho un programma adeguato per la creazione di grafici. C'è un programma adatto da qualche parte nel sistema?" Utilizzando la dottrina della prevalenza della rete, prima interroga il computer locale, e poi altri centri. Supponiamo che stia lavorando alla SDC, e che trovi un programma apparentemente adatto su un disco a Berkeley." Richiede alla rete di eseguire questo programma, supponendo che "con un sistema di gestione della rete complesso non dovrà decidere se trasferire dati affinché i programmi li elaborino altrove, o scaricare i programmi e avviarli per lavorare sui miei dati."
Insieme, questi frammenti di idee rivelano una concezione più ampia concepita da Licklider: innanzitutto, separare determinate specializzazioni e aree di conoscenza tra i ricercatori finanziati da IPTO, e poi costruire su questa base una rete fisica di computer di IPTO. Questa manifestazione fisica della "cause comune" dell'IPTO permetterà ai ricercatori di condividere conoscenze e di beneficiare di attrezzature e software specializzati in ciascun posto di lavoro. In questo modo, l'IPTO potrà evitare duplicazioni dispendiose, potenziando le capacità di ogni dollaro di finanziamento, dando accesso a ogni ricercatore di tutti i progetti dell'IPTO all'intero spettro delle capacità computazionali.
Questa idea di separare le risorse tra i membri della comunità di ricerca tramite una rete di comunicazione ha piantato in IPTO i semi che sono germogliati alcuni anni dopo con la creazione di ARPANET.
Nonostante la sua origine militare, ARPANET, che è nata nel Pentagono, non aveva alcuna giustificazione militare. A volte si dice che questa rete sia stata sviluppata come una rete di comunicazione in grado di sopravvivere a un attacco nucleare. Come vedremo più avanti, esiste una connessione indiretta tra ARPANET e un progetto precedente con questo scopo, e i dirigenti dell'ARPA hanno periodicamente parlato di "sistemi potenziati" per giustificare l'esistenza della loro rete di fronte al Congresso o al Segretario della Difesa. Ma in realtà l'IPTO ha creato ARPANET puramente per le proprie esigenze interne, per sostenere la comunità di ricercatori – gran parte dei quali non poteva giustificare la propria attività lavorando per obiettivi di difesa.
Nel frattempo, nel momento in cui pubblicò il suo famoso memorandum, Licklider aveva già iniziato a pianificare il nucleo della sua rete intergalattica, di cui sarà direttore dell'Università della California a Los Angeles (UCLA).
Console per SAGE modello OA-1008, in dotazione con una pistola a luce (alla fine del cavo, sotto il coperchio di plastica trasparente), un accendino e un posacenere.
Prerequisiti
Kleinrock era figlio di emigranti dell'Europa orientale della classe operaia e cresciuto a Manhattan all'ombra [che collega la parte settentrionale dell'isola di Manhattan nella città di New York a Fort Lee nella contea di Bergen, nel New Jersey / nota del traduttore.]. Mentre studiava a scuola, la sera prendeva lezioni di ingegneria elettrica presso il City College di New York. Sentendo della possibilità di frequentare il MIT con successivo semestre di lavoro al Lincoln Laboratory a tempo pieno, ne approfittò con entusiasmo.
Il laboratorio era stato creato per soddisfare le esigenze di SAGE, ma da allora si è esteso a molti altri progetti di ricerca, spesso solo indirettamente correlati alla difesa aerea, se non addirittura alla difesa. Tra questi c'era il progetto "Barnstable", una proposta dell'Aeronautica per creare una fascia orbitaria di strisce metalliche (simili a ), che potrebbero essere utilizzate come un sistema globale di comunicazione. Kleinrock fu conquistato dall'autorità da MIT, quindi decise di concentrarsi sulla teoria delle reti di comunicazione. La ricerca di Barnstable fornì a Kleinrock la prima opportunità di applicare la teoria dell'informazione e la teoria delle code alla rete di trasmissione dati, e ampliò questa analisi in una vera e propria tesi sulle reti per lo scambio di messaggi, combinando l'analisi matematica con i dati sperimentali raccolti in simulazioni eseguite su computer TX-2 nei laboratori di Lincoln. Tra i colleghi più vicini di Kleinrock nei laboratori, che utilizzavano anch'essi computer con il sistema di suddivisione del tempo, c'erano e , con i quali ci confronteremo più tardi.
Entro il 1963, Kleinrock accettò un'offerta di lavoro alla UCLA, e Licklider vide in lui un'opportunità. Si trovava di fronte a un esperto di reti di trasmissione dati che lavorava a fianco di tre centri di computer locali: il centro di calcolo principale, il centro di calcolo sanitario, e il Western Data Processing Center (una cooperativa di trenta istituti con accesso condiviso a un computer IBM). Inoltre, sei istituti del Western Data Processing Center avevano una connessione remota al computer tramite modem, e il computer della System Development Corporation (SDC), sponsorizzato da IPTO, si trovava a pochi chilometri da Santa Monica. L'IPTO incaricò la UCLA di unire questi quattro centri come primo esperimento per creare una rete di computer. In seguito, secondo il piano, la comunicazione con Berkeley sarebbe stata in grado di studiare i problemi legati alla trasmissione dei dati su lunghe distanze.
Nonostante la situazione promettente, il progetto fallì, e la rete non fu mai costruita. I direttori dei vari centri UCLA non si fidavano l'uno dell'altro e non credevano in questo progetto, per cui si rifiutarono di cedere il controllo sulle risorse di calcolo agli utenti reciproci. L'IPTO aveva praticamente poco potere su questa situazione, poiché nessuno dei centri di calcolo riceveva fondi da ARPA. Questo problema politico evidenzia una delle principali questioni nella storia di Internet. Come si fa a convincere i diversi partecipanti che l'organizzazione della comunicazione tra di loro e la cooperazione siano vantaggiose per tutte le parti? È molto difficile, come è davvero nato Internet? Negli articoli seguenti, torneremo più volte a queste questioni.
Il secondo tentativo di IPTO di costruire una rete si rivelò più riuscito, forse perché era molto meno ambizioso: si trattava di una semplice verifica sperimentale. Nel 1965, lo psicologo e allievo di Licklider, Tom Merrill, lasciò il laboratorio di Lincoln per cercare di capitalizzare il frastuono generale intorno ai computer interattivi, avviando un'attività per fornire accesso condiviso. Tuttavia, non riuscendo a ottenere un numero sufficiente di clienti paganti, iniziò a cercare altre fonti di reddito, e alla fine propose all'IPTO di assumerlo per condurre una ricerca sulle reti informatiche. Il nuovo direttore di IPTO, Ivan Sutherland, decise di associare una grande e rispettata azienda come partner, e affidò il subappalto all'azienda di Merrill attraverso il laboratorio di Lincoln. Dal laboratorio, il progetto fu affidato a un altro vecchio collega di Kleinrock, Lawrence (Larry) Roberts.
Roberts, da studente del MIT, si era specializzato nel lavoro con il computer TX-0, costruito dal laboratorio di Lincoln. Si sedeva incantato per ore davanti allo schermo luminoso del terminale e, alla fine, scrisse un programma che (malamente) riconosceva caratteri scritti a mano tramite reti neurali. Come Kleinrock, alla fine iniziò a lavorare per il laboratorio per motivi di ricerca, affrontando compiti legati alla grafica computazionale e alla visione artificiale, come il riconoscimento dei bordi e la generazione di immagini tridimensionali, utilizzando il più grande e potente TX-2.
Per gran parte del 1964, Roberts si concentrò principalmente sul lavoro con le immagini. Poi incontrò Lick. Nel novembre di quell'anno partecipò a una conferenza sul futuro dei computer, sponsorizzata dalla BBC, che si teneva in un resort con sorgenti termali a Homestead, in Virginia Occidentale. Lì, fino a tarda notte, parlò con altri partecipanti alla conferenza e ascoltò per la prima volta Lick esporre la sua idea di rete intergalattica. Qualcosa si mosse nella testa di Roberts: era molto abile nel trattamento della grafica computerizzata, ma, in sostanza, era limitato a un unico e unico computer TX-2. Anche se avesse potuto condividere il suo software, nessun altro avrebbe potuto utilizzarlo, poiché nessuno possedeva l'equivalente hardware per eseguirlo. L'unico modo per ampliare l'impatto del suo lavoro era raccontare di esso in articoli scientifici, nella speranza che qualcuno potesse riprodurlo da qualche altra parte. Decise che Lick aveva ragione: la rete era esattamente quel passo successivo necessario per accelerare la ricerca nel campo dell'informatica.
E così, Roberts iniziò a lavorare con Merrill, cercando di collegare il TX-2 dal laboratorio di Lincoln a un computer SDC a Santa Monica, in California, attraverso una linea telefonica che attraversava il paese. In un progetto sperimentale, apparentemente copiato dalla relazione di Lick sulla "rete intergalattica", pianificarono di far sospendere il TX-2 a metà dei calcoli, utilizzare un autoregistratore per chiamare il SDC Q-32, avviare su quel computer un programma per la moltiplicazione di matrici, e poi continuare i calcoli iniziali, utilizzando la sua risposta.
Oltre al significato dell'uso di una tecnologia costosa e avanzata per trasferire attraverso l'intero continente i risultati di una semplice operazione matematica, è importante notare anche la terribilmente bassa velocità di questo processo a causa dell'uso della rete telefonica. Per effettuare una chiamata era necessario impostare una connessione dedicata tra il chiamante e il ricevente, che solitamente passava attraverso diverse centrali telefoniche. Nel 1965, praticamente tutte queste erano elettromeccaniche (ed è in quell'anno che AT&T inaugurò la prima centrale completamente elettrica a Sak نساذار في نيوجيرسي). I magneti spostavano barre metalliche da un luogo all'altro per garantire il contatto in ciascun nodo. L'intero processo durava alcuni secondi, durante i quali il TX-2 doveva semplicemente sedere e aspettare. Inoltre, le linee, ben adattate per le conversazioni, erano troppo rumorose per trasferire singoli bit e presentavano una capacità di trasferimento molto ridotta (un paio di centinaia di bit al secondo). Per una rete intergalattica interattiva veramente efficace era necessario un approccio diverso.
L'esperimento di Merrill-Roberts non ha dimostrato la praticità o l'utilità di una rete interurbana, mostrando solo la sua funzionalità teorica. Ma questo è risultato sufficiente.
Soluzione
A metà del 1966, Robert Taylor divenne il nuovo, terzo direttore dell'IPTO, succedendo a Ivan Sutherland. Era un allievo di Licklider, anch'egli psicologo, ed era arrivato all'IPTO avendo precedentemente amministrato ricerche in computer science per la NASA. Apparentemente, quasi subito dopo il suo arrivo, Taylor decise che era giunto il momento di realizzare il sogno di una rete intergalattica; fu lui a lanciare il progetto che avrebbe dato vita ad ARPANET.
I soldi provenienti da ARPA continuavano a fluire a fiumi, quindi Taylor non aveva problemi a ottenere finanziamenti aggiuntivi dal suo capo, Charles Herzfeld. Tuttavia, questa soluzione comportava un rischio significativo di fallimento. Oltre al fatto che nel 1965 c'erano poche linee che collegavano le estremità opposte del paese, nessuno aveva mai tentato di fare qualcosa di simile ad ARPANET. Possiamo ricordare altri esperimenti precoci nella creazione di reti informatiche. Ad esempio, Princeton e Carnegie Mellon realizzarono una rete di computer con accesso condiviso alla fine degli anni '60 insieme a IBM. La principale differenza di questo progetto era la sua omogeneità: erano utilizzati computer assolutamente identici in termini di hardware e software.
D'altra parte, ARPANET avrebbe dovuto affrontare un certo grado di diversità. A metà degli anni '60, l'IPTO finanziava più di dieci organizzazioni, ognuna delle quali aveva un computer, e tutti operavano su hardware e software diversi. La possibilità di condividere software era rara anche tra diversi modelli di un unico produttore: questo fu fatto solo con l'ultima linea di IBM System/360.
La diversità dei sistemi era un rischio che aggiungeva sia una notevole complessità tecnica allo sviluppo della rete, sia la possibilità di condivisione delle risorse in stile Licklider. Ad esempio, all'Università dell'Illinois in quel periodo, grazie ai fondi ARPA, veniva costruito un massiccio supercomputer. . A Taylor sembrava improbabile che gli utenti locali di Urbana-Champaign potessero sfruttare completamente le risorse di questo enorme sistema. Anche i sistemi di dimensioni molto più modeste – TX-2 presso il Lincoln Lab e Sigma-7 presso UCLA – di solito non riuscivano a condividere software tra loro a causa della fondamentale incompatibilità. La possibilità di superare queste limitazioni, accedendo direttamente al software di un nodo mentre ci si trovava in un altro, era allettante.
Nello studio che descriveva questo esperimento di rete, Merrill e Roberts ipotizzarono che tale scambio di risorse avrebbe portato a qualcosa di simile a un : per i nodi di calcolo.
L'ottimizzazione della rete può portare a una certa specializzazione dei nodi che cooperano. Se un nodo X, per via di un software o hardware particolare, ad esempio, eccelle nell'inversione delle matrici, ci si può aspettare che gli utenti di altri nodi della rete sfruttino questa opportunità, invertendo le proprie matrici sul nodo X, invece di farlo sui propri computer domestici.
Taylor aveva anche un'altra motivazione per realizzare una rete con risorse condivise. L'acquisto di un nuovo computer IPTO per ogni nuovo nodo, dotato di tutte le funzionalità che potrebbero mai servire ai ricercatori su quel nodo, era un'operazione costosa, e man mano che il portafoglio IPTO si ampliava con nuovi nodi, il budget si espandeva pericolosamente. Collegando tutti i sistemi finanziati da IPTO in un'unica rete, sarà possibile fornire ai nuovi beneficiari di sovvenzioni computer più modesti, o addirittura non acquistarli affatto. Essi potrebbero usufruire delle risorse informatiche necessarie su nodi remoti con risorse in eccesso, mentre l'intera rete funzionerebbe come un serbatoio pubblico di software e hardware.
Dopo il lancio del progetto e la sua finanziamento, l'ultimo significativo contributo di Taylor ad ARPANET fu la scelta della persona che si sarebbe occupata della progettazione del sistema e avrebbe garantito la sua realizzazione. La scelta ovvia fu Roberts. Le sue abilità ingegneristiche non destavano dubbi, era già un membro rispettato della comunità di ricerca IPTO e uno dei pochi ad avere una reale esperienza nella progettazione e creazione di reti informatiche operanti su grandi distanze. Pertanto, nell'autunno del 1966, Taylor chiamò Roberts e gli chiese di venire dal Massachusetts per lavorare su ARPA a Washington.
Ma sedurre lui si è rivelato difficile. Molti direttori scientifici dell'IPTO erano scettici riguardo alla dirigenza di Robert Taylor, ritenendola superficiale. Sì, Licklider era anche uno psicologo, senza una formazione ingegneristica, ma almeno aveva un dottorato e certi meriti come uno dei fondatori dei computer interattivi. Taylor era una persona sconosciuta con un master. Come poteva gestire un lavoro tecnico complesso nella comunità dell'IPTO? Roberts faceva parte di questi scettici.
Ma la combinazione di frusta e carota ha fatto il suo dovere (la maggior parte delle fonti indica un predominio delle fruste con una pressoché totale assenza di carote). Da un lato, Taylor ha esercitato una certa pressione sul capo di Roberts presso il laboratorio di Lincoln, ricordandogli che la maggior parte del finanziamento del laboratorio proviene ora dall'ARPA, e quindi avrebbe dovuto convincere Roberts dei vantaggi di questa offerta. Dall'altro lato, Taylor ha offerto a Roberts il recentemente istituito titolo di "scienziato senior", che avrebbe riferito attraverso Taylor direttamente al vice direttore dell'ARPA e sarebbe diventato l'erede di Taylor nel ruolo di direttore. A queste condizioni, Roberts ha accettato di occuparsi del progetto ARPANET. Era ora di trasformare l'idea di condivisione delle risorse in realtà.
Cosa leggere ancora
- Janet Abbate, Inventing the Internet (1999)
- Katie Hafner e Matthew Lyon, Where Wizards Stay Up Late (1996)
- Arthur Norberg e Julie O’Neill, Transforming Computer Technology: Information Processing for the Pentagon, 1962-1986 (1996)
- M. Mitchell Waldrop, The Dream Machine: J.C.R. Licklider and the Revolution That Made Computing Personal (2001)
Fonte: habr.com
