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I primissimi computer elettronici erano dispositivi unici, creati per scopi di ricerca. Ma dopo la loro comparsa sul mercato, le organizzazioni li incorporarono rapidamente nella cultura esistente dell'elaborazione dei dati, in cui tutti i dati e i processi erano rappresentati in forma di pile .
ha sviluppato il primo tabulatore in grado di leggere e conteggiare dati basati su fori in schede di carta, per il censimento degli Stati Uniti alla fine del XIX secolo. Entro la metà del secolo successivo, un variegato insieme di discendenti di questa macchina si era diffuso in grandi aziende e organizzazioni governative in tutto il mondo. La loro lingua comune era la scheda, costituita da diverse colonne, dove ogni colonna (di solito) rappresentava una cifra, che poteva essere perforata in una delle dieci posizioni, che indicavano numeri da 0 a 9.
Per perforare i dati in ingresso nelle schede, non era necessario l'uso di dispositivi complessi, e questo processo poteva essere distribuito tra diverse sedi all'interno dell'organizzazione che generava tali dati. Quando era necessario elaborare i dati – per esempio, calcolare il fatturato per il rapporto trimestrale del dipartimento vendite – le schede pertinenti potevano essere portate nel data center e messe in coda per l'elaborazione da parte delle macchine appropriate, che fornivano un insieme di dati in uscita su schede o lo stampavano su carta. Intorno alle macchine di elaborazione centrale – tabulatori e calcolatori – si affollavano dispositivi periferici per perforare, copiare, ordinare e interpretare le schede.
Il tabulatore IBM 285, un dispositivo popolare per lavorare con schede perforate negli anni '30 e '40.
Verso la seconda metà degli anni '50, praticamente tutti i computer funzionavano secondo lo schema del "batch processing". Dal punto di vista del tipico utente finale nel reparto vendite, poco era cambiato. Portavi un mazzo di schede perforate per essere elaborate e ricevevi una stampa o un'altra pila di schede perforate come risultato del lavoro. Nel processo, le schede si trasformavano da fori sulla carta a segnali elettrici e viceversa, tuttavia a te importava poco. IBM dominava il campo delle macchine per l'elaborazione delle schede perforate e rimase una delle forze dominanti nel campo dei computer elettronici, per lo più a causa dei legami consolidati e dell'ampio ventaglio di periferiche. Semplicemente sostituirono presso i clienti i tabulatori meccanici e le calcolatrici con macchine più rapide e flessibili per l'elaborazione dei dati.
Set per l'elaborazione delle schede perforate IBM 704. In primo piano, una ragazza lavora con un dispositivo di lettura.
Questo sistema di elaborazione delle schede perforate ha funzionato impeccabilmente per decenni e non ha mostrato segni di declino - anzi, al contrario. Eppure, alla fine degli anni '50, una subcultura ai margini dei ricercatori informatici cominciò a sostenere che l'intero processo di lavoro dovesse essere cambiato: affermavano che il computer doveva essere utilizzato in modo interattivo. Invece di lasciargli un incarico e poi tornare per i risultati, l'utente doveva interagire direttamente con la macchina e sfruttare le sue capacità su richiesta. In "Il Capitale", Marx descriveva come le macchine industriali – che le persone semplicemente avviano – avessero sostituito gli strumenti di lavoro che le persone controllavano direttamente. Tuttavia, i computer erano già nati come macchine. E solo successivamente alcuni dei loro utenti le trasformarono in strumenti.
E questa trasformazione non avveniva nei centri di elaborazione dati, come il Bureau del Censimento degli Stati Uniti, la compagnia assicurativa MetLife o United States Steel Corporation (tutte queste aziende furono tra le prime ad acquistare UNIVAC, uno dei primi computer commercialmente disponibili). È improbabile che un'organizzazione che considera il calcolo degli stipendi settimanali il metodo più efficiente e affidabile, desideri che qualcuno interrompa questo processo, giocando con il computer. Il valore della possibilità di sedersi alla console e semplicemente testare qualcosa sul computer era più chiaro agli scienziati e agli ingegneri, che desideravano studiare il problema, esaminarlo da angolazioni diverse, finché non fosse stata scoperta la sua vulnerabilità, e passare rapidamente tra riflessioni e azioni.
Pertanto, queste idee furono formulate dai ricercatori. Tuttavia, il denaro per finanziare un uso così dispendioso del computer non proveniva dai dirigenti dei loro reparti. Una nuova sottocultura (si potrebbe persino dire un culto) del lavoro interattivo con il computer nacque da un produttivo partenariato tra militari e università di élite degli Stati Uniti. Questa cooperazione reciprocamente vantaggiosa iniziò durante la Seconda guerra mondiale. Le armi nucleari, i radar e altre armi straordinarie insegnarono ai vertici militari che le attività apparentemente incomprensibili degli scienziati possono avere un'importanza straordinaria per i militari. Questo tipo di interazione sopravvisse per circa una generazione, per poi crollare nelle peripezie politiche di un altro conflitto in Vietnam. Ma in quel periodo, gli scienziati americani avevano accesso a enormi somme di denaro, quasi nessuno li disturbava e potevano occuparsi praticamente di tutto ciò che si poteva collegare, almeno vagamente, alla difesa nazionale.
La giustificazione dei computer interattivi iniziò con la bomba.
Whirlwind e SAGE
Il 29 agosto 1949, un team di ricerca sovietico condusse con successo in . Dopo tre giorni, un aereo da ricognizione statunitense, durante un volo sopra la parte settentrionale dell'Oceano Pacifico, rilevò tracce di materiale radioattivo nell'atmosfera, rimaste da quel test. L'Unione Sovietica aveva una bomba, e i loro concorrenti americani ne erano stati informati. La situazione tesa tra le due superpotenze durava già da più di un anno, da quando l'URSS aveva interrotto le vie di terra verso le zone di Berlino controllate dall'Occidente in risposta ai piani per ripristinare la grandezza economica della Germania.
Il blocco terminò nella primavera del 1949, trovandosi in una situazione senza uscita a causa di una massiccia operazione intrapresa dall'Occidente per sostenere la città dall'aria. La tensione si era un po' attenuata. Tuttavia, i generali americani non potevano ignorare l'esistenza di una potenziale forza ostile, che aveva accesso all'arma nucleare, specialmente considerando le dimensioni e la portata in continuo aumento dei bombardieri strategici. Gli Stati Uniti avevano una rete di stazioni radar di rilevamento aereo, creata sulle coste dell'Atlantico e del Pacifico durante la Seconda Guerra Mondiale. Tuttavia, utilizzavano tecnologia obsoleta, non coprivano gli approcci settentrionali attraverso il Canada, e non erano collegate a un sistema centrale per coordinare la difesa aerea.
Per risolvere la situazione, l'AAF (un'unità militare indipendente degli Stati Uniti dal 1947) convocò un comitato ingegneristico per la difesa aerea (ADSEC). Nella storia, è passato alla storia come il "comitato Valley", dal nome del presidente, George Valley. Era un fisico del MIT, veterano del gruppo di ricerca militare dei radar Rad Lab, trasformato dopo la guerra in un laboratorio di ricerca elettronica (RLE). Il comitato studiò il problema per un anno e il rapporto finale di Valley fu pubblicato nell'ottobre del 1950.
Si potrebbe presumere che un simile rapporto risultasse in un noioso intruglio di burocrazia, concludendosi con una proposta espressa cautamente e in modo conservatore. Invece, il rapporto si rivelò un esempio affascinante di argomentazione creativa, e conteneva un piano d'azione radicale e rischioso. Questo è un chiaro merito di un altro professore del MIT, , il quale affermava che lo studio degli esseri viventi e delle macchine potesse essere unito in un'unica disciplina . Valli e i suoi coautori hanno iniziato con l'ipotesi che il sistema di difesa aerea fosse un organismo vivente, non in senso metaforico, ma letterale. Le stazioni radar funzionano come organi sensoriali, mentre i caccia e i missili sono gli effettori attraverso cui interagisce con il mondo. Operano sotto il controllo di un direttore, che utilizza le informazioni provenienti dagli organi sensoriali per prendere decisioni sulle azioni necessarie. Hanno poi sostenuto che un direttore costituito esclusivamente da esseri umani non sarebbe in grado di fermare centinaia di aerei in avvicinamento su milioni di chilometri quadrati in pochi minuti, quindi il maggior numero possibile di funzioni del direttore deve essere automatizzato.
La conclusione più insolita tra le loro affermazioni è che sarebbe meglio automatizzare il direttore mediante computer elettronici digitali, in grado di assumere parte delle decisioni umane: analisi delle minacce in ingresso, indirizzamento delle armi contro queste minacce (calcolo delle traiettorie di intercettazione e trasmissione ai caccia) e, forse, anche sviluppo di strategie per forme ottimali di risposta. Allora non era affatto ovvio che i computer fossero adatti a tale scopo. All'epoca, negli Stati Uniti, esistevano esattamente tre computer elettronici funzionanti e nessuno di essi si avvicinava ai requisiti di affidabilità per un sistema militare che dipende da milioni di vite. Erano semplicemente delle veloci e programmabili unità di elaborazione numerica.
Tuttavia, Valli aveva motivo di credere nella possibilità di creare un computer digitale in tempo reale, poiché era a conoscenza del progetto [«Vortice»]. È iniziato durante la guerra nel laboratorio di servomeccanismi del MIT sotto la guida di un giovane dottorando, Jay Forrester. L'obiettivo iniziale era creare un simulatore di volo di uso generale, che potesse essere riconfigurato per supportare nuovi modelli di aeroplano, senza dover ricominciare ogni volta da zero. Un collega convinse Forrester che il suo simulatore doveva utilizzare l'elettronica digitale per elaborare i parametri di input dal pilota e fornire stati di output per gli strumenti. Gradualmente, il tentativo di creare un computer digitale ad alta velocità crebbe e oscurò l'obiettivo originale. Il simulatore di volo fu dimenticato, e la guerra che ne aveva dato origine era già finita, mentre il comitato ispettivo dell'ufficio ricerche navali (ONR) iniziava a disilludersi riguardo al progetto a causa dell'aumento costante del budget e delle continue proroghe delle scadenze. Nel 1950, l'ONR ridusse drasticamente il budget di Forrester per l'anno successivo, con l'intenzione di chiudere completamente il progetto dopo.
Tuttavia, per George Wally, il Whirlwind rappresentò una rivelazione. Il computer Whirlwind non era ancora vicino allo stato operativo. Tuttavia, doveva sorgere un computer che non fosse solo un'intelligenza senza corpo. Questo era un computer con organi di senso ed effettori. Un organismo. Forrester stava già considerando piani per espandere il progetto a un sistema principale per il centro di comando e controllo militare del paese. Per gli esperti di computer dell'ONR, che vedevano i computer come strumenti utili solo per risolvere problemi matematici, questo approccio sembrava grandioso e assurdo. Tuttavia, proprio questa era l'idea che Wally cercava, ed egli arrivò al momento giusto per salvare il Whirlwind dall'oblio.
Nonostante le grandi ambizioni (o forse grazie ad esse), il rapporto di Wally convinse il comando dell'Aeronautica e avviarono un ampio programma di ricerca e sviluppo per prima comprendere come costruire un sistema di difesa aerea basato su computer digitali, e poi realizzarlo. L'Aeronautica iniziò a collaborare con il MIT per condurre ricerche fondamentali; era una scelta naturale, dato che nel istituto si trovavano Whirlwind e RLE, oltre a una storia di collaborazione di successo nel campo della difesa aerea, risalente ai tempi di Rad Lab e alla Seconda Guerra Mondiale. Chiamarono la nuova iniziativa "progetto Lincoln" e costruirono un nuovo laboratorio di ricerca Lincoln a Hanscom Field, a 25 km a nord-ovest di Cambridge.
L'Aeronautica denominò il progetto di difesa aerea computerizzato – un'abbasiviatura militare piuttosto strana che significa "Ambiente terrestre semi-automatico". Whirlwind doveva diventare il computer di prova per dimostrare la fattibilità del concetto prima di passare alla produzione su larga scala dell'hardware e alla sua implementazione – questo compito fu affidato a IBM. La versione funzionante del computer Whirlwind, che doveva essere realizzata da IBM, ricevette un nome molto meno memorabile, AN/FSQ-7 ("Apparecchiatura speciale fissa dell'esercito e della marina" – rispetto a questo, l'acronimo SAGE sembra piuttosto accurato).
Quando l'Aeronautica completò i piani per il sistema SAGE nel 1954, questo comprendeva vari radar, basi aeree, armi di difesa aerea – e tutto ciò era controllato da ventitré centri di gestione, massicci bunker progettati per resistere a bombardamenti. Per equipaggiare questi centri, IBM avrebbe dovuto fornire quarantasei computer, e non ventitre, cosa che sarebbe costata miliardi di dollari all'esercito. Questo perché l'azienda utilizzava ancora le valvole elettroniche nei circuiti logici, che bruciavano come lampadine. Qualsiasi delle decine di migliaia di valvole in un computer funzionante poteva guastarsi in qualsiasi momento. Era chiaramente inaccettabile lasciare un intero settore dello spazio aereo del paese non protetto mentre i tecnici effettuavano le riparazioni, quindi era necessario avere una macchina di riserva a disposizione.
Il centro di controllo SAGE presso la base dell'Aeronautica di Grand Forks nel Dakota del Nord, dove erano installati due computer AN/FSQ-7
In ogni centro di controllo lavoravano decine di operatori, seduti davanti a schermi a tubo catodico, ognuno dei quali monitorava una parte del settore aereo.
Il computer monitorava qualsiasi potenziale minaccia aerea e la rappresentava come tracce sullo schermo. L'operatore poteva utilizzare una pistola laser per visualizzare informazioni aggiuntive sulla traccia e inviare comandi al sistema di difesa, e il computer li trasformava in un messaggio stampato per la batteria missilistica o la base aerea disponibili.
Il virus dell'interattività
Considerata la natura del sistema SAGE – interazione diretta tra operatori umani e computer digitale tramite CRT in tempo reale, utilizzando pistole laser e console – non sorprende che nel laboratorio di Lincoln sia emersa la prima coorte di sostenitori dell'interazione interattiva con i computer. L'intera cultura informatica del laboratorio esisteva in una bolla isolata, staccata dalla normale elaborazione batch che si stava sviluppando nel mondo commerciale. I ricercatori utilizzavano Whirlwind e i suoi discendenti, prenotando segmenti di tempo durante i quali avevano accesso esclusivo al computer. Erano abituati a usare le mani, gli occhi e le orecchie per interagire direttamente tramite interruttori, tastiere, schermi luminosi e persino altoparlanti, senza mediatori cartacei.
Questa strana e piccola sottocultura si diffuse nel mondo esterno come un virus, tramite contatti fisici diretti. E se consideriamo che sia un virus, il paziente zero sarebbe un giovane di nome Wesley Clark. Clark abbandonò il dottorato in fisica a Berkeley nel 1949 per diventare tecnico in una fabbrica di armi nucleari. Tuttavia, il lavoro non gli piaceva. Dopo aver letto alcuni articoli su riviste di computer, iniziò a cercare un'opportunità per entrare in quello che sembrava un campo nuovo e interessante, pieno di potenziale inespresso. Apprese della ricerca di specialisti informatici per il laboratorio di Lincoln attraverso un annuncio pubblicitario e si trasferì sulla costa orientale nel 1951 per lavorare sotto la direzione di Forrester, diventato già il capo del laboratorio di computer digitali.
Wesley Clark, che dimostra il suo computer biomedico LINC, 1962
Clark si è unito a un gruppo di sviluppatori all'avanguardia, una sottosezione del laboratorio che incarnava uno stato di collaborazione rilassata tra le forze armate e le università dell'epoca. Anche se tecnicamente la sottosezione faceva parte dell'universo del laboratorio Lincoln, questo team esisteva in una bolla all'interno di un'altra bolla, era isolato dalle esigenze quotidiane del progetto SAGE ed era libero di scegliere qualsiasi direzione informatica che potesse essere in qualche modo collegata alla difesa aerea. Il loro obiettivo principale all'inizio degli anni '50 era creare un Memory Test Computer (MTC) destinato a dimostrare la fattibilità di un nuovo metodo altamente efficace e affidabile di memorizzazione delle informazioni digitali, , che avrebbe dovuto sostituire la memoria capricciosa basata su CRT utilizzata nel Whirlwind.
Poiché l'MTC non aveva altri utenti oltre ai suoi creatori, Clark aveva accesso completo al computer per molte ore al giorno. Clark si interessò alla mistura cibernetica, molto in voga all'epoca, di fisica, fisiologia e teoria dell'informazione, grazie al suo collega Belmont Farley, che interagiva con un gruppo di biofisici del RLE a Cambridge. Clark e Farley trascorrevano lunghe ore all'MTC, creando modelli software di reti neurali per studiare le proprietà dei sistemi auto-organizzanti. Da questi esperimenti, Clark iniziò a estrarre determinati principi assiomatici dell'informatica dai quali non si discostò mai. In particolare, arrivò a considerare che 'l'usabilità è il fattore di design più importante'.
Nel 1955, Clark si unì a Ken Olsen, uno degli sviluppatori dell'MTC, per elaborare un piano per la creazione di un nuovo computer in grado di aprire la strada alla prossima generazione di sistemi di controllo militari. Utilizzando una memoria molto grande basata su nuclei magnetici per l'archiviazione e transistor per operare con la logica, sarebbe stato possibile realizzarlo molto più compatto, affidabile e potente rispetto al Whirlwind. Inizialmente proposero un design che chiamarono TX-1 (Transistorized and eXperimental computer, «computer sperimentale a transistor» – molto più chiaro di AN/FSQ-7). Tuttavia, la direzione del laboratorio Lincoln respinse il progetto, ritenendolo troppo costoso e rischioso. I transistor erano entrati sul mercato solo pochi anni prima e erano stati realizzati pochissimi computer basati su logica a transistor. Pertanto, Clark e Olsen tornarono con una versione ridotta della macchina, il TX-0, che fu approvata.
TX-0
La funzionalità del computer TX-0 come strumento per il controllo delle basi militari, sebbene fosse il pretesto per la sua creazione, interessava Clark molto meno rispetto alla possibilità di promuovere le sue idee sul design dei computer. Dal suo punto di vista, l'interattività delle macchine di calcolo smise di essere un fatto normale nei laboratori Lincoln e divenne una nuova norma – un modo corretto di creare e utilizzare i computer, soprattutto per il lavoro scientifico. Permise l'accesso al TX-0 ai biofisici del MIT, anche se il loro lavoro non aveva nulla a che fare con la difesa aerea, e consentì loro di utilizzare il display visivo della macchina per analizzare le encefalogrammi da studi sul sonno. E nessuno obiettò a questo.
Il TX-0 si è rivelato abbastanza successo da far approvare, nel 1956, il computer a transistor TX-2 con una enorme memoria di due milioni di bit. La realizzazione del progetto richiederà due anni. Dopo di che, il virus si diffonderà oltre i confini del laboratorio. Al termine del TX-2, i laboratori non avranno più bisogno di utilizzare il prototipo iniziale, quindi accetteranno di trasferire il TX-0 a Cambridge in affitto per RLE. È stato installato al secondo piano, sopra il centro di calcolo per l'elaborazione dei pacchetti. E ha subito infettato i computer e i professori del campus MIT, che hanno iniziato a contendersi i momenti in cui poter avere il pieno controllo del computer.
Era già chiaro che praticamente fosse impossibile scrivere correttamente un programma informatico al primo tentativo. Inoltre, ai ricercatori che studiavano il nuovo compito spesso non era chiaro quale dovesse essere il comportamento corretto. E per ottenere risultati dal centro di calcolo si doveva aspettare ore, o addirittura fino al giorno successivo. Per decine di neofiti programmatori del campus, la possibilità di salire le scale, scoprire un errore e correggerlo immediatamente, provare un nuovo approccio e vedere subito risultati migliorati, è stata una vera rivelazione. Alcuni hanno utilizzato il loro tempo sul TX-0 per lavorare su scienze serie o progetti ingegneristici, ma la gioia dell'interattività ha attratto anche anime più giocose. Uno studente ha scritto un programma per la modifica del testo, che ha chiamato "la cara macchina da scrivere". Un altro ha seguito il suo esempio e ha scritto "il caro calcolatore da scrivania", che ha utilizzato per svolgere i compiti di analisi numerica.
Ivan Sutherland dimostra il suo programma Sketchpad sul TX-2.
Nel frattempo, Ken Olsen e un altro ingegnere del TX-0, Harlan Anderson, infastiditi dal lento progresso del progetto TX-2, decisero di lanciare sul mercato un computer interattivo su piccola scala per scienziati e ingegneri. Lasciarono il laboratorio per fondare la Digital Equipment Corporation, allestendo un ufficio in una ex filanda lungo il fiume Assabet, a dieci miglia a ovest di Lincoln. Il loro primo computer PDP-1 (lanciato nel 1961) era in sostanza un clone del TX-0.
TX-0 e Digital Equipment Corporation hanno iniziato a diffondere notizie positive su un nuovo modo di utilizzare i computer al di fuori del laboratorio di Lincoln. Eppure, fino ad ora, il virus dell'interattività era stato localizzato geograficamente nel Massachusetts orientale. Ma anche questo sarebbe dovuto cambiare presto.
Cosa leggere ancora:
- Lars Heide, Punched-Card Systems and the Early Information Explosion, 1880-1945 (2009)
- Joseph November, Biomedical Computing (2012)
- Kent C. Redmond e Thomas M. Smith, From Whirlwind to MITRE (2000)
- M. Mitchell Waldrop, The Dream Machine (2001)
Fonte: habr.com
