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I primissimi computer elettronici erano dispositivi unici, creati per scopi di ricerca. Ma dopo la loro immissione sul mercato, le organizzazioni li integrarono 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 contare i dati basati su fori in schede di carta, per il censimento negli Stati Uniti alla fine del XIX secolo. Entro la metà del secolo successivo, un variegato insieme di discendenti di questa macchina aveva penetrato grandi aziende e organizzazioni governative in tutto il mondo. La loro lingua comune era la scheda, composta da diverse colonne, dove ogni colonna (di solito) rappresentava una cifra, che poteva essere perforata in una delle dieci posizioni, che indicavano i numeri da 0 a 9.
Non era necessario perforare i dati in schede per i dispositivi complessi, e questo processo poteva essere distribuito tra più uffici all'interno dell'organizzazione che generava questi dati. Quando era necessario elaborare i dati, ad esempio, per calcolare il fatturato per il rapporto trimestrale del reparto vendite, le schede corrispondenti potevano essere portate nel centro dati e messe in coda per l'elaborazione da parte delle macchine appropriate, che fornivano un insieme di dati in uscita sulle schede o li stampavano su carta. Intorno alle macchine centrali di elaborazione - tabulatori e calcolatori - si trovavano dispositivi periferici per perforare, copiare, ordinare e interpretare le schede.
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 operavano secondo un modello di "elaborazione a pacchetto". Dal punto di vista dell'utente finale tipico nel reparto vendite, poco era cambiato. Portavi un mazzo di schede perforate da elaborare e ricevevi una stampa o un'altra serie di schede perforate come risultato del lavoro. Durante il processo, le schede si trasformavano da fori nella carta in segnali elettronici e viceversa, ma a te questo interessava poco. L'IBM dominava nel settore delle macchine per l'elaborazione di schede perforate ed è rimasta una delle forze dominanti nei computer elettronici, principalmente grazie a relazioni collaudate e a un'ampia gamma di apparecchiature periferiche. Hanno semplicemente sostituito i registratori meccanici e le calcolatrici dei clienti con macchine per l'elaborazione dei dati più veloci e flessibili.
Sistema di elaborazione schede perforate IBM 704. In primo piano, una donna lavora con un dispositivo di lettura.
Questo sistema di elaborazione delle schede perforate ha funzionato splendidamente per decenni e non ha mai mostrato segni di cedimento – anzi, il contrario. Tuttavia, alla fine degli anni '50, una sottocultura marginale di ricercatori informatici iniziò a sostenere che tutto questo processo lavorativo dovesse essere cambiato – affermavano che il computer dovesse essere utilizzato in modo interattivo. Invece di lasciare un incarico e poi tornare per i risultati, l'utente doveva comunicare 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. Solo in seguito alcuni dei loro utenti li hanno trasformati in strumenti.
E questa modifica non avveniva nei centri di elaborazione dati, come il Bureau del Censimento degli Stati Uniti, l'assicurazione MetLife o United States Steel Corporation (tutte queste aziende furono tra le prime a procurarsi UNIVAC, uno dei primi computer commerciali disponibili). È poco probabile che un'organizzazione che considera il conteggio degli stipendi settimanali il metodo più efficace e affidabile voglia che qualcuno interferisca con questo processo, giocando con un computer. Il valore di poter sedersi alla console e semplicemente provare questo o quello sul computer era più chiaro per scienziati e ingegneri, i quali desideravano studiare il problema, affrontandolo da vari angoli, fino a scoprire il suo punto debole, e passare rapidamente tra pensiero e azione.
Quindi, queste idee sono nate tra i ricercatori. Tuttavia, i fondi per finanziare un uso così dispendioso dei computer non provenivano dai loro capi. Una nuova sottocultura (si potrebbe persino dire un culto) del lavoro interattivo con computer è emersa da una collaborazione proficua tra le forze militari e le università d'élite degli Stati Uniti. Questa cooperazione vantaggiosa iniziò durante la Seconda Guerra Mondiale. Le armi nucleari, i radar e altre meraviglie tecnologiche insegnarono ai leader militari che le attività apparentemente incomprensibili degli scienziati possono avere un'importanza incredibile per l'esercito. Questa interazione fruttuosa durò circa una generazione, per poi crollare nelle peripezie politiche di un'altra guerra, quella del Vietnam. Ma in quel periodo i scienziati americani avevano accesso a enormi somme di denaro, quasi nessuno li disturbava, e potevano occuparsi praticamente di tutto ciò che potesse almeno vagamente collegarsi alla difesa nazionale.
La giustificazione per i computer interattivi iniziò con la bomba.
Whirlwind e SAGE
Il 29 agosto 1949, un team di ricerca sovietico condusse con successo con . Tre giorni dopo, un aereo da ricognizione statunitense, durante un volo sopra la parte settentrionale dell'Oceano Pacifico, rilevò tracce di materiale radioattivo nell'atmosfera, residue di questa prova. L'URSS aveva sviluppato una bomba, e i loro rivali americani ne furono informati. La tensione tra le due superpotenze era già alta da oltre un anno, da quando l'URSS aveva tagliato le rotte terrestri verso le aree di Berlino controllate dall'Occidente in risposta ai piani per ripristinare l'antico splendor economico della Germania.
Il blocco si concluse nella primavera del 1949, trovandosi in una situazione senza uscita a causa di una massiccia operazione condotta dall'Occidente per sostenere la città mediante rifornimenti aerei. La tensione si attenuò leggermente. Tuttavia, i generali americani non potevano ignorare l'esistenza di una potenziale forza ostile con accesso ad armi nucleari, soprattutto considerando l'aumento costante delle dimensioni e della portata dei bombardieri strategici. Gli Stati Uniti disponevano di una rete di stazioni radar per la rilevazione degli aerei, creata lungo le coste dell'Atlantico e del Pacifico durante la Seconda Guerra Mondiale. Tuttavia, queste 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, la USAF (unità militare indipendente degli Stati Uniti dal 1947) convocò un comitato di ingegneria per la difesa aerea (ADSEC). Nella storia è ricordato come il "comitato Valli", dal nome del presidente, George Valli. Era un fisico del MIT, veterano del gruppo di ricerca radar militare Rad Lab, trasformato dopo la guerra in laboratorio di ricerca elettronica (RLE). Il comitato studiò il problema per un anno, e il rapporto finale di Valli fu pubblicato nell'ottobre del 1950.
Si potrebbe supporre che un rapporto simile sarebbe risultato una noiosa mescolanza di linguaggio burocratico, concludendosi con una proposta cautamente espressa e conservatrice. Invece, il rapporto si rivelò un esempio affascinante di argomentazione creativa, contenente un piano d'azione radicale e rischioso. Questo è il merito di un altro professore del MIT, , il quale sosteneva che lo studio degli esseri viventi e delle macchine potesse essere unito in un'unica disciplina . Walli e i suoi coautori hanno iniziato con l'assunzione che il sistema di difesa aerea sia un organismo vivente, non metaforicamente, ma realmente. I radar fungono da organi di senso, mentre i cacciabombardieri 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 di senso per prendere decisioni sulle azioni necessarie. Hanno poi sostenuto che un direttore composto esclusivamente da esseri umani non riuscirebbe a fermare centinaia di aerei in avvicinamento su milioni di chilometri quadrati in pochi minuti; pertanto, il maggior numero possibile di funzioni del direttore deve essere automatizzato.
La conclusione più sorprendente che ne è emersa è che l'automazione di un direttore sarebbe meglio realizzata tramite computer elettronici digitali, capaci di assumere parte delle decisioni umane: analisi delle minacce in arrivo, direzione delle armi contro di esse (calcolo delle traiettorie di intercettazione e trasmissione a caccia), e, forse, anche sviluppo di strategie per risposte ottimali. In quel momento non era affatto scontato che i computer fossero adatti a tale scopo. Negli Stati Uniti esistevano esattamente tre computer elettronici funzionanti, e nessuno di essi soddisfava nemmeno lontanamente i requisiti di affidabilità per un sistema militare da cui dipendono milioni di vite. Erano semplicemente elaboratori numerici molto rapidi e programmabili.
Tuttavia, Valli aveva motivi per credere nella possibilità di creare un computer digitale in tempo reale, poiché era a conoscenza del progetto [«Vortex»]. È iniziato durante la guerra in un laboratorio di servomeccanismi del MIT, sotto la guida del giovane studente laureato Jay Forrester. L'obiettivo iniziale era creare un simulatore di volo multiuso, che potesse essere riconfigurato per supportare nuovi modelli di aeroplani senza dover ricominciare da zero ogni volta. Un collega convinse Forrester che il suo simulatore doveva utilizzare l'elettronica digitale per elaborare i parametri di input dal pilota e fornire risultati di uscita 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 lo aveva ispirato era ormai finita, mentre il comitato di ispettori dell'Office of Naval Research (ONR) si disilludeva progressivamente riguardo al progetto, a causa del bilancio in continua crescita e delle costantemente rinviate date di completamento. Nel 1950, l'ONR tagliò drasticamente il budget di Forrester per l'anno successivo, intendendo a quel punto chiudere definitivamente il progetto.
Tuttavia, per George Valley, Whirlwind si rivelò una rivelazione. Il computer Whirlwind non era ancora vicino a uno stato operativo. Tuttavia, da questo doveva emergere un computer che rappresentasse non solo una mente senza corpo. Si tratta di un computer dotato di organi sensoriali ed effettori. Un organismo. Forrester stava già considerando i piani di espansione del progetto al principale sistema di comando e controllo militare del paese. Gli esperti di computer dell'ONR, che ritenevano i computer adatti solo per risolvere problemi matematici, trovarono tale approccio grandioso e assurdo. Tuttavia, era proprio quest'idea che Valley stava cercando, e egli arrivò proprio in tempo per salvare Whirlwind dall'oblio.
Nonostante le grandi ambizioni (o forse grazie a esse), il rapporto di Walli convinse il comando dell'Air Force, che avviò un ampio nuovo programma di ricerca e sviluppo per comprendere prima come creare un sistema di difesa aerea basato su computer digitali e poi per costruirlo realmente. L'Air Force iniziò a collaborare con il MIT per condurre ricerche fondamentali – una scelta naturale, considerando la presenza del Whirlwind e dell'RLE nell'istituto, oltre a una storia di collaborazione di successo nel campo della difesa aerea fin dai tempi del Rad Lab e della Seconda guerra mondiale. Nominato "progetto Lincoln", fu costruito un nuovo laboratorio di ricerca di Lincoln a Hanscom Field, a 25 km a nord-ovest di Cambridge.
L'Air Force diede il nome al progetto di difesa aerea computerizzata – un'abbreviazione tipica e bizzarra di un progetto militare, che significa "ambiente terrestre semiautomatico". Whirlwind doveva diventare un computer di prova, dimostrando la fattibilità del concetto prima di passare alla produzione su larga scala dell'attrezzatura e alla sua implementazione: questa responsabilità è stata affidata a IBM. La versione operativa del computer Whirlwind, che doveva essere realizzata da IBM, ricevette un nome molto meno memorabile, AN/FSQ-7 ("attrezzatura speciale statunitense navale e terrestre" – rispetto a questo, l'acronimo SAGE appare piuttosto preciso).
Quando l'Aeronautica Militare elaborò i piani completi del sistema SAGE nel 1954, esso era composto da diverse installazioni radar, basi aeree, armi per la difesa aerea, il tutto controllato da ventitre centri di comando, enormi bunker progettati per resistere ai bombardamenti. Per equipaggiare questi centri, IBM avrebbe dovuto fornire quarantasei computer anziché ventitre, il che sarebbe costato ai militari miliardi di dollari. Questo era dovuto al fatto che l'azienda utilizzava ancora tubi elettronici negli schemi logici, che si bruciavano come lampadine. Qualsiasi dei decine di migliaia di tubi in un computer in funzione poteva guastarsi in qualsiasi momento. Sarebbe stato ovviamente inaccettabile lasciare un intero settore dello spazio aereo del paese non protetto mentre i tecnici effettuano riparazioni, quindi era necessario avere una macchina di riserva a portata di mano.
Il centro di comando SAGE presso la base aerea di Grand Forks nel Dakota del Nord, dove erano installati due computer AN/FSQ-7.
In ciascun centro di comando lavoravano decine di operatori, seduti davanti a schermi a raggi elettronici, ognuno dei quali monitorava una parte del settore aereo.
Il computer monitorava qualsiasi potenziale minaccia aerea e le 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 le convertiva in un messaggio stampato per il sistema missilistico o la base aerea.
Virus dell'interattività
Considerando la natura del sistema SAGE – l'interazione diretta tra operatori umani e computer digitale con i CRT in tempo reale, attraverso pistole a luce e console – non sorprende che nel laboratorio di Lincoln si sia sviluppata la prima coorte di sostenitori dell'interazione interattiva con i computer. L'intera cultura informatica del laboratorio esisteva in una bolla isolata, staccata dagli standard di processamento batch, in evoluzione nel mondo commerciale. I ricercatori utilizzavano Whirlwind e i suoi discendenti, prenotando segmenti di tempo per cui ricevevano accesso esclusivo al computer. Erano abituati a usare mani, occhi e orecchie per interagire direttamente tramite interruttori, tastiere, schermi luminosi e anche altoparlanti, senza intermediari cartacei.
Questa strana e piccola subcultura si è diffusa nel mondo esterno come un virus, attraverso il contatto fisico diretto. E se consideriamo che è un virus, il paziente zero deve essere identificato in un giovane di nome Wesley Clark. Clark abbandonò il dottorato in fisica a Berkeley nel 1949 per diventare tecnico in una fabbrica che produce armi nucleari. Tuttavia, quel lavoro non gli piaceva. Dopo aver letto alcuni articoli di riviste sui computer, iniziò a cercare un modo per entrare in quello che sembrava un nuovo e interessante campo, pieno di potenziale inesplorato. Scoprì con un annuncio pubblicitario della Lincoln Laboratory il reclutamento di specialisti informatici, e nel 1951 si trasferì sulla costa orientale per lavorare sotto la direzione di Forrester, che era già diventato il capo del laboratorio di computer digitali.
Wesley Clark che mostra il suo computer biomedico LINC, 1962
Clark si è unito a un gruppo di sviluppo avanzato, un sottogruppo del laboratorio che rappresentava uno stato di collaborazione rilassata tra le forze armate e le università dell'epoca. Anche se tecnicamente il sottogruppo faceva parte dell'universo del laboratorio Lincoln, questo team esisteva in una bolla all'interno di un'altra bolla, isolato dalle necessità quotidiane del progetto SAGE e libero di scegliere qualsiasi direzione informatica che potesse essere in qualche modo collegata alla difesa aerea. Il loro principale compito all'inizio degli anni '50 era di creare il Memory Test Computer (MTC), destinato a dimostrare la fattibilità di un nuovo, altamente efficace e affidabile metodo di memorizzazione delle informazioni digitali, , che doveva sostituire la capricciosa memoria basata su CRT utilizzata nel Whirlwind.
Poiché MTC non aveva altri utenti oltre ai suoi creatori, Clark aveva accesso completo al computer per molte ore ogni giorno. Clark si interessò alla moda allora cibernetica, una miscela di fisica, fisiologia e teoria dell'informazione, grazie al suo collega Belmont Farley, che comunicava con un gruppo di biofisici di RLE a Cambridge. Clark e Farley trascorrevano lunghe ore al lavoro su 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, cominciò a considerare che "la facilità d'uso è il fattore di design più importante".
Nel 1955, Clark si unì a Ken Olsen, uno dei programmatori del MTC, per pianificare la creazione di un nuovo computer in grado di aprire la strada alla prossima generazione di sistemi di controllo militari. Utilizzando una memoria molto ampia con nuclei magnetici per l'archiviazione e transistor per la logica, sarebbe stato molto più compatto, affidabile e potente rispetto al Whirlwind. Inizialmente propose un design chiamato TX-1 (Transistorized and eXperimental computer, "computer transistorizzato ed esperimentale" – decisamente più chiaro di AN/FSQ-7). Tuttavia, il management del Laboratorio di Lincoln respinse il progetto, considerato troppo costoso e rischioso. I transistor erano appena stati lanciati sul mercato alcuni anni prima e pochi computer erano stati costruiti su logica 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 la gestione delle basi militari, sebbene fosse il pretesto per la sua creazione, interessava Clark molto meno rispetto alla possibilità di far avanzare le sue idee sul design dei computer. Dal suo punto di vista, l'interattività delle macchine calcolatrici non era più un fatto di vita nei laboratori di Lincoln, ma era diventata la nuova norma: il modo corretto di creare e utilizzare computer, specialmente per la ricerca scientifica. Ha concesso l'accesso al TX-0 ai biofisici del MIT, sebbene il loro lavoro non avesse nulla a che fare con la difesa aerea, e ha permesso loro di utilizzare il display visivo della macchina per analizzare gli elettroencefalogrammi dalle ricerche sul sonno. E nessuno si è opposto a questo.
Il TX-0 si rivelò abbastanza efficace da convincere i laboratori Lincoln ad approvare nel 1956 il computer transistorizzato TX-2, con una capacità di memoria di due milioni di bit. La realizzazione del progetto richiederà due anni. Dopo questo periodo, il virus si diffonderà oltre i confini del laboratorio. Una volta completato il TX-2, i laboratori non avranno più bisogno di utilizzare il prototipo iniziale, quindi accetteranno di trasferire il TX-0 in affitto al RLE di Cambridge. Sarà installato al secondo piano, sopra il centro di elaborazione batch. E infetterà immediatamente computer e professori del campus MIT, che iniziarono a contendersi i turni per ottenere il pieno controllo del computer.
Era già chiaro che era praticamente impossibile scrivere correttamente un programma informatico al primo tentativo. Inoltre, per i ricercatori che studiavano un nuovo compito, era spesso poco chiaro quale dovesse essere il comportamento corretto. E per ottenere risultati dal centro di calcolo bisognava aspettare ore, o addirittura fino al giorno dopo. Per decine di giovani programmatori del campus, la possibilità di salire i gradini, individuare un errore e correggerlo immediatamente, provare un nuovo approccio e vedere subito i risultati migliorati, è stata una vera rivelazione. Alcuni utilizzarono il loro tempo su TX-0 per lavori di scienza seria o progetti ingegneristici, ma la gioia dell'interattività attirava anche le anime più giocose. Uno studente scrisse un programma per l'editing di testo, che chiamò "la macchina da scrivere costosa". Un altro seguì il suo esempio e scrisse "la calcolatrice da tavolo costosa", che utilizzava per i compiti di analisi numerica.
Ivan Sutherland dimostra il suo programma Sketchpad su TX-2
Nel frattempo, Ken Olsen e un altro ingegnere del TX-0, Harlan Anderson, infastiditi dal lento avanzamento del progetto TX-2, decisero di lanciare un computer interattivo di piccole dimensioni per scienziati e ingegneri. Abbandonarono il laboratorio per fondare la Digital Equipment Corporation, attrezzando un ufficio in una ex fabbrica tessile lungo il fiume Assabet, a dieci miglia a ovest di Lincoln. Il loro primo computer PDP-1 (uscito nel 1961) era essenzialmente un clone del TX-0.
Il TX-0 e la Digital Equipment Corporation iniziarono a diffondere notizie entusiastiche su un nuovo modo di utilizzare i computer al di fuori del laboratorio di Lincoln. Eppure, finora, il virus dell'interattività era stato localizzato geograficamente nell'est del Massachusetts. Ma anche questo sarebbe cambiato presto.
Ulteriori letture:
- Lars Heide, Sistemi a schede perforate e la prima esplosione informativa, 1880-1945 (2009)
- Joseph November, Informatica biomedica (2012)
- Kent C. Redmond e Thomas M. Smith, Da Whirlwind a MITRE (2000)
- M. Mitchell Waldrop, La macchina dei sogni (2001)
Fonte: habr.com
