Ďalšie články zo série:
- História relé
- História elektronických počítačov
- História tranzistora
- História internetu
Úplne prvé elektronické počítače boli unikátne zariadenia vytvorené na výskumné účely. Ale po tom, čo sa stali komerčne dostupnými, ich organizácie rýchlo začlenili do existujúcej kultúry spracovania údajov – v ktorej boli všetky údaje a procesy reprezentované ako zásobníky. .
Koncom 19. storočia vyvinul prvý tabulátor schopný čítať a vypočítavať údaje na základe otvorov vyrazených do papierových kariet pre sčítanie ľudu v USA. Do polovice nasledujúceho storočia sa rozmanitá skupina potomkov tohto stroja dostala do veľkých podnikov a vládnych organizácií po celom svete. Ich spoločným jazykom bola karta pozostávajúca z niekoľkých stĺpcov, kde každý stĺpec (zvyčajne) predstavoval jednu číslicu, ktorú bolo možné vyraziť do jednej z desiatich pozícií, predstavujúcich čísla od 0 do 9.
Vkladanie vstupných údajov do kariet nevyžadovalo zložité zariadenia a tento proces sa dal rozdeliť medzi viacero kancelárií v rámci organizácie, ktoré generovali údaje. Keď bolo potrebné údaje spracovať – napríklad na výpočet príjmov pre štvrťročnú správu obchodného oddelenia – príslušné karty sa mohli priniesť do dátového centra a zaradiť do fronty na spracovanie príslušnými strojmi, ktoré buď vygenerovali sadu výstupných údajov na kartách, alebo ich vytlačili na papier. Periférne zariadenia na dierovanie, kopírovanie, triedenie a interpretáciu kariet boli zoskupené okolo centrálnych procesorových strojov – tabulátory a kalkulačky.
Tabulator IBM 285, populárny stroj na dierovanie štítkov z 30. a 40. rokov 20. storočia.
V druhej polovici 50. rokov 20. storočia prakticky všetky počítače fungovali na tomto modeli „dávkového spracovania“. Z pohľadu typického koncového používateľa v oblasti predaja sa toho zmenilo len málo. Priniesli ste si na spracovanie stoh diernych štítkov a ako výsledok ste dostali výtlačok alebo ďalší stoh diernych štítkov. Pritom sa karty transformovali z dier v papieri na elektronické signály a späť, ale vám to bolo jedno. IBM dominovala v odvetví spracovania diernych štítkov a zostala jednou z dominantných síl v elektronických výpočtoch, najmä vďaka svojim zavedeným prepojeniam a širokej škále periférnych zariadení. Jednoducho nahradili mechanické tabulátory a kalkulačky zákazníkov rýchlejšími a flexibilnejšími strojmi na spracovanie údajov.
Súprava na spracovanie diernych štítkov IBM 704. V popredí dievča obsluhuje čítačku.
Tento systém spracovania diernych štítkov fungoval pozoruhodne dobre celé desaťročia a nevykazoval žiadne známky úpadku – práve naopak. Koncom 50. rokov 20. storočia však okrajová subkultúra počítačových výskumníkov začala tvrdiť, že celý tento pracovný postup je potrebné zmeniť – tvrdili, že počítače sa najlepšie používajú interaktívne. Namiesto toho, aby používateľ opustil úlohu a potom sa vrátil po výsledky, mal by komunikovať priamo so strojom a využívať jeho možnosti na požiadanie. V Kapitále Marx opísal, ako priemyselné stroje – ktoré ľudia jednoducho ovládali – nahradili nástroje, ktoré ľudia priamo ovládali. Počítače však začali existovať ako stroje. Až neskôr ich niektorí ich používatelia prehodnotili ako nástroje.
A tento redizajn sa neuskutočnil v dátových centrách, ako sú tie v U.S. Census Bureau, MetLife alebo United States Steel Corporation (všetky z nich boli prvými používateľmi UNIVACu, jedného z prvých komerčne dostupných počítačov). Je nepravdepodobné, že by organizácia, ktorá považuje týždennú výplatu za najefektívnejšiu a najspoľahlivejšiu metódu, chcela, aby niekto narúšal toto spracovanie hraním sa s počítačom. Hodnotu možnosti sadnúť si za konzolu a jednoducho si veci vyskúšať na počítači ľahšie pochopili vedci a inžinieri, ktorí chceli študovať problém, pristupovať k nemu z rôznych uhlov pohľadu, kým neobjavili jeho slabé miesto, a rýchlo prepínať medzi myslením a konaním.
Takéto nápady teda vznikli u výskumníkov. Peniaze na financovanie takéhoto nehospodárneho používania počítačov však nepochádzali od vedúcich ich katedier. Z produktívneho partnerstva medzi armádou a elitnými americkými univerzitami vznikla nová subkultúra (dalo by sa dokonca povedať, že kult) interaktívnej práce s počítačmi. Táto vzájomne prospešná spolupráca sa začala počas druhej svetovej vojny. Atómové zbrane, radar a ďalšie magické zbrane naučili vojenských vodcov, že zdanlivo obskúrne záujmy vedcov môžu byť pre armádu nesmierne dôležité. Táto pohodlná spolupráca trvala približne jednu generáciu a potom sa rozpadla uprostred politických otrasov ďalšej vojny, vojny vo Vietname. Počas tohto obdobia však mali americkí vedci prístup k obrovským sumám peňazí, boli takmer nerušení a mohli sa slobodne venovať prakticky čomukoľvek, čo i len vzdialene súviselo s národnou obranou.
Ospravedlnenie interaktívnych počítačov sa začalo bombou.
Víchrica a ŠALVCI
29. augusta 1949 sovietsky výskumný tím úspešne vykonal na O tri dni neskôr americké špionážne lietadlo letiace nad severným Pacifikom zistilo v atmosfére stopy rádioaktívneho materiálu, ktoré zostali po teste. ZSSR mal bombu a jeho americkí rivali o nej vedeli. Napätie medzi týmito dvoma superveľmocami trvalo už viac ako rok, odkedy ZSSR prerušil pozemné cesty do oblastí Berlína kontrolovaných Západom ako odvetu za plány na obnovenie Nemecka do jeho bývalej hospodárskej slávy.
Blokáda sa skončila na jar 1949, zmarena rozsiahlou západnou operáciou leteckej podpory. Napätie sa trochu zmiernilo. Americkí generáli však nemohli ignorovať existenciu potenciálne nepriateľskej sily s prístupom k jadrovým zbraniam, najmä vzhľadom na neustále rastúcu veľkosť a dolet strategických bombardérov. Spojené štáty mali počas druhej svetovej vojny sieť radarových staníc na detekciu lietadiel zriadených na pobreží Atlantiku a Tichého oceánu. Používali však zastaranú technológiu, nepokrývali severné prístupy cez Kanadu a neboli prepojené centrálnym systémom na koordináciu protivzdušnej obrany.
Aby sa situácia napravila, letectvo (nezávislá zložka americkej armády od roku 1947) zvolalo Výbor pre inžinierstvo systémov protivzdušnej obrany (ADSEC). V histórii sa pamätá ako „Výbor Valley“ podľa jeho predsedu Georgea Valleyho. Bol fyzikom z MIT a veteránom vojenskej výskumnej skupiny pre radary Rad Lab, ktorá sa po vojne stala Výskumným laboratóriom elektroniky (RLE). Výbor skúmal problém rok a Valley vydal svoju záverečnú správu v októbri 1950.
Dalo by sa očakávať, že takáto správa bude nudným, byrokratickým chaosom, končiacim opatrne formulovaným a konzervatívnym návrhom. Namiesto toho sa ukázala byť fascinujúcim príkladom kreatívnej argumentácie a obsahovala radikálny a riskantný akčný plán. Je to jednoznačne vďaka inému profesorovi z MIT, , ktorý tvrdil, že štúdium živých bytostí a strojov by sa dalo zlúčiť do jednej disciplíny Valli a jeho spoluautori vychádzali z predpokladu, že systém protivzdušnej obrany je živý organizmus, nielen metaforicky, ale aj v skutočnosti. Radarové stanice slúžia ako zmyslové orgány, zatiaľ čo stíhacie rakety a rakety sú efektormi, prostredníctvom ktorých interaguje so svetom. Fungujú pod kontrolou riaditeľa, ktorý využíva zmyslové informácie na rozhodovanie o potrebných akciách. Ďalej tvrdili, že riaditeľ zložený výlučne z ľudí by nebol schopný zastaviť stovky prilietajúcich lietadiel na miliónoch štvorcových kilometrov v priebehu niekoľkých minút, takže čo najviac funkcií riaditeľa musí byť automatizovaných.
Najneobvyklejším z ich záverov bolo, že najlepším spôsobom automatizácie riaditeľa by boli digitálne elektronické počítače, ktoré by mohli prevziať časť ľudského rozhodovania: analýzu prichádzajúcich hrozieb, nasmerovanie zbraní proti nim (výpočet zachytávacích kurzov a ich prenos stíhačkám) a možno aj vývoj optimálnej stratégie reakcie. V tom čase vôbec nebolo zrejmé, že počítače sú na takýto účel vhodné. V tom čase boli v celých Spojených štátoch presne tri funkčné elektronické počítače a ani jeden z nich sa ani zďaleka nepribližoval k splneniu požiadaviek na spoľahlivosť vojenského systému, od ktorého záviseli milióny životov. Boli to jednoducho veľmi rýchle a programovateľné číselné počítače.
Valli však mal dôvod veriť v možnosť vytvorenia digitálneho počítača, ktorý pracuje v reálnom čase, keďže o projekte vedel. [„Víchrica“]. Začalo sa to počas vojny v laboratóriu servomechanizmov MIT pod vedením mladého postgraduálneho študenta Jaya Forrestera. Jeho pôvodným cieľom bolo vytvoriť univerzálny letecký simulátor, ktorý by sa dal prekonfigurovať tak, aby podporoval nové modely lietadiel bez toho, aby ho bolo nutné zakaždým prestavovať od základov. Kolega presvedčil Forrestera, že jeho simulátor by mal používať digitálnu elektroniku na spracovanie pilotných vstupov a poskytovanie výstupných stavov pre prístroje. Postupne pokus o vytvorenie vysokorýchlostného digitálneho počítača prerástol a zatienil pôvodný cieľ. Letový simulátor bol zabudnutý, vojna, ktorá podnietila jeho vývoj, sa dávno skončila a inšpektorská komisia z Úradu pre námorný výskum (ONR) postupne rástla sklamanie z projektu kvôli jeho neustále rastúcemu rozpočtu a neustálemu odkladaniu termínu dokončenia. V roku 1950 ONR drasticky znížilo rozpočet Forrestera na nasledujúci rok s úmyslom projekt po tomto čase úplne zrušiť.
Pre Georgea Valleyho bol však Whirlwind zjavením. Skutočný počítač, Whirlwind, bol ešte stále ďaleko od funkčnosti. Potom sa však mal objaviť počítač, ktorý nebol len mysľou bez tela. Bol by to počítač so zmyslovými orgánmi a efektormi. Organizmus. Forrester už zvažoval plány na rozšírenie projektu do hlavného vojenského veliteľského a riadiaceho centra krajiny. Počítačovým expertom z ONR, ktorí považovali počítače za vhodné len na riešenie matematických problémov, sa tento prístup zdal grandiózny a absurdný. Presne túto myšlienku však Valley hľadal a tá prišla práve včas, aby zachránila Whirlwind pred zabudnutím.
Napriek (alebo možno práve kvôli) svojim vysokým ambíciám Valleyho správa presvedčila letectvo a tie spustili rozsiahly nový výskumný a vývojový program, aby najprv pochopili, ako vytvoriť systém protivzdušnej obrany založený na digitálnych počítačoch a potom ho aj skutočne zostrojili. Letectvo sa spojilo s MIT, aby vykonalo základný výskum – prirodzená voľba vzhľadom na prítomnosť inštitútu v projektoch Whirlwind a RLE, ako aj na jeho históriu úspešnej spolupráce v oblasti protivzdušnej obrany siahajúcu až do laboratória Rad a druhej svetovej vojny. Novú iniciatívu nazvali „Projekt Lincoln“ a postavili nové výskumné laboratórium Lincoln na letisku Hanscom Field, 25 kilometrov severozápadne od Cambridge.
Letectvo pomenovalo projekt počítačovej protivzdušnej obrany – typicky bizarná skratka pre vojenský projekt, ktorá znamená „poloautomatické pozemné prostredie“. Whirlwind mal byť testovacím počítačom, ktorý by preukázal životaschopnosť konceptu predtým, ako sa prejde k plnohodnotnej hardvérovej výrobe a nasadeniu – zodpovednosť zverená spoločnosti IBM. Funkčná verzia počítača Whirlwind, ktorá mala byť vyrobená v IBM, dostala oveľa menej zapamätateľný názov AN/FSQ-7 („pevné špeciálne zariadenie armády/námorníctva“ – pre porovnanie, SAGE sa zdá byť celkom presné).
V čase, keď letectvo v roku 1954 dokončilo svoje plány pre systém SAGE, tento pozostával z rôznych radarových zariadení, leteckých základní a zbraní protivzdušnej obrany – všetky boli ovládané z dvadsiatich troch riadiacich centier, obrovských bunkrov navrhnutých tak, aby odolali bombardovaniu. Na naplnenie týchto centier by IBM potrebovala štyridsaťšesť počítačov namiesto dvadsiatich troch, čo by armádu stálo miliardy dolárov. Bolo to preto, lebo spoločnosť vo svojich logických obvodoch stále používala elektrónky, ktoré sa vypaľovali ako žiarovky. Ktorákoľvek z desiatok tisíc elektrónok vo funkčnom počítači mohla kedykoľvek zlyhať. Je zrejmé, že ponechať celý sektor vzdušného priestoru krajiny nechránený, kým technici vykonávali opravy, bolo neprijateľné, takže bolo potrebné mať po ruke náhradný stroj.
Riadiace centrum SAGE na leteckej základni Grand Forks v Severnej Dakote, v ktorom sa nachádzali dva počítače AN/FSQ-7.
V každom riadiacom centre sedeli desiatky operátorov pred katódovými obrazovkami, pričom každý z nich monitoroval určitú časť vzdušného priestoru.
Počítač sledoval všetky potenciálne vzdušné hrozby a zobrazoval ich ako stopy na obrazovke. Operátor mohol použiť svetelnú zbraň na zobrazenie ďalších informácií o stopách a vydávať príkazy obrannému systému, ktoré potom počítač previedol do tlačenej správy pre dostupnú raketovú batériu alebo leteckú základňu.
Vírus interaktivity
Vzhľadom na povahu systému SAGE – priamu interakciu medzi ľudskými operátormi a digitálnym CRT počítačom v reálnom čase prostredníctvom svetelných zbraní a konzoly – neprekvapuje, že Lincolnovo laboratórium vychovalo prvú skupinu zástancov interaktívnych výpočtov. Celá počítačová kultúra laboratória existovala v izolovanej bubline, oddelenej od noriem dávkového spracovania, ktoré sa vyvíjali v komerčnom svete. Výskumníci používali Whirlwind a jeho potomkov, pričom si vyhradzovali časové úseky pre exkluzívny prístup k počítaču. Zvykli si používať ruky, oči a uši na priamu interakciu prostredníctvom prepínačov, klávesníc, jasne žiariacich obrazoviek a dokonca aj reproduktorov bez potreby papierových sprostredkovateľov.
Táto zvláštna, malá subkultúra sa šírila do vonkajšieho sveta ako vírus, priamym fyzickým kontaktom. A ak ju považujeme za vírus, potom by pacientom číslo jeden bol mladý muž menom Wesley Clark. Clark v roku 1949 odišiel z postgraduálneho štúdia fyziky v Berkeley, aby sa stal technikom v závode na výrobu jadrových zbraní. Táto práca sa mu však nepáčila. Po prečítaní niekoľkých článkov v počítačových časopisoch začal hľadať príležitosť preniknúť do oblasti, ktorá sa zdala byť novou a vzrušujúcou, plnou nevyužitého potenciálu. Prostredníctvom inzerátu sa dozvedel o nábore počítačových špecialistov do Lincolnovho laboratória a v roku 1951 sa presťahoval na východné pobrežie, aby pracoval pod Forrestera, ktorý sa už stal vedúcim Laboratória digitálnych počítačov.
Wesley Clark predvádza svoj biomedicínsky počítač LINC, 1962
Clark sa pripojil k Skupine pre pokročilý vývoj, pododdeleniu laboratória, ktoré stelesňovalo uvoľnený stav spolupráce medzi armádou a univerzitami tej doby. Hoci bol tím technicky súčasťou vesmíru Lincolnovho laboratória, existoval v bubline v inej bubline, izolovaný od každodenných potrieb projektu SAGE a mohol sa slobodne venovať akémukoľvek výpočtovému smeru, ktorý by mohol byť akýmkoľvek spôsobom spojený s protivzdušnou obranou. Ich hlavnou úlohou začiatkom 50. rokov 20. storočia bolo vytvoriť počítač na testovanie pamäte (MTC), ktorý mal demonštrovať životaschopnosť novej, vysoko efektívnej a spoľahlivej metódy ukladania digitálnych informácií. , ktorý má nahradiť náročnú pamäť založenú na CRT obrazovke používanú vo Whirlwinde.
Keďže MTC nemalo žiadnych iných používateľov okrem svojich tvorcov, Clark mal každý deň plný prístup k počítaču mnoho hodín. Clark sa začal zaujímať o vtedy módnu kybernetickú zmes fyziky, fyziológie a teórie informácií vďaka svojmu kolegovi Belmontovi Farleymu, ktorý komunikoval so skupinou biofyzikov na RLE v Cambridge. Clark a Farley trávili v MTC dlhé hodiny vytváraním softvérových modelov neurónových sietí na štúdium vlastností samoorganizujúcich sa systémov. Z týchto experimentov začal Clark odvodzovať určité axiomatické princípy výpočtovej techniky, od ktorých sa nikdy neodchýlil. Dospel najmä k presvedčeniu, že „pohodlie používateľa je najdôležitejším faktorom pri návrhu“.
V roku 1955 sa Clark spojil s Kenom Olsenom, jedným z vývojárov MTC, aby vyvinuli plán nového počítača, ktorý by mohol vydláždiť cestu pre ďalšiu generáciu vojenských systémov velenia a riadenia. Použitím veľmi veľkej pamäte s magnetickým jadrom na ukladanie údajov a tranzistorov na logiku by sa dal vyrobiť oveľa kompaktnejší, spoľahlivejší a výkonnejší ako Whirlwind. Spočiatku navrhli dizajn, ktorý nazvali TX-1 (Transistorized and eXperimental Computer – oveľa prehľadnejší ako AN/FSQ-7). Vedenie Lincolnovho laboratória však projekt odmietlo ako príliš drahý a riskantný. Tranzistory boli komerčne dostupné len niekoľko rokov a bolo vyrobených len veľmi málo počítačov využívajúcich tranzistorovú logiku. Clark a Olsen sa preto vrátili s menšou verziou stroja, TX-0, ktorá bola schválená.
TX-0
Funkčnosť TX-0 ako nástroja na riadenie vojenských základní, hoci bola zámienkou na jeho vytvorenie, Clarka zaujímala oveľa menej ako príležitosť rozvíjať svoje nápady na dizajn počítačov. Podľa jeho názoru prestala byť interaktivita s počítačom v Lincoln Laboratories bežnou skutočnosťou a stala sa novou normou – správnym spôsobom, ako zostavovať a používať počítače, najmä na vedeckú prácu. Poskytol biofyzikom z MIT prístup k TX-0, hoci ich práca nemala nič spoločné s protivzdušnou obranou, a umožnil im používať vizuálny displej stroja na analýzu elektroencefalogramov zo štúdií spánku. A nikto nenamietal.
TX-0 bol natoľko úspešný, že v roku 1956 schválili Lincoln Laboratories TX-2, plnohodnotný tranzistorový počítač s masívnou pamäťou s kapacitou dvoch miliónov bitov. Dokončenie projektu trvalo dva roky. Potom sa vírus rozšíril za múry laboratória. Po dokončení TX-2 už laboratóriá nepotrebovali skorý prototyp, a tak súhlasili s zapožičaním TX-0 spoločnosti RLE v Cambridge. Bol nainštalovaný na druhom poschodí nad dávkovým spracovateľským centrom. Okamžite infikoval počítače a profesorov na akademickej pôde MIT, ktorí začali súťažiť o časové úseky, počas ktorých mohli získať plnú kontrolu nad počítačom.
Už teraz bolo jasné, že napísať počítačový program správne na prvýkrát je prakticky nemožné. Navyše, výskumníci študujúci nový problém často spočiatku nemali ani potuchy, aké by malo byť správne správanie. A získanie výsledkov z výpočtového centra si vyžadovalo hodiny čakania alebo dokonca až do nasledujúceho dňa. Pre desiatky novopečených programátorov na akademickej pôde bola schopnosť vyliezť po rebríčku, spozorovať chybu a okamžite ju opraviť, vyskúšať nový prístup a okamžite vidieť lepšie výsledky zjavením. Niektorí využívali svoj čas na TX-0 na prácu na serióznych vedeckých alebo technických projektoch, ale radosť z interaktivity priťahovala aj hravejšie duše. Jeden študent napísal program na úpravu textu, ktorý nazval „drahý písací stroj“. Ďalší nasledoval jeho príklad a napísal „drahú stolovú kalkulačku“, ktorú používal na dokončenie domácich úloh z numerickej analýzy.
Ivan Sutherland predvádza svoj program Sketchpad na rádiu TX-2.
Medzitým sa Ken Olsen a ďalší inžinier TX-0, Harlan Anderson, frustrovaní pomalým pokrokom projektu TX-2, rozhodli predávať malý interaktívny počítač pre vedcov a inžinierov. Opustili laboratórium a založili spoločnosť Digital Equipment Corporation, ktorá si zriadila kancelárske priestory v bývalej textilnej továrni na rieke Assabet, desať míľ západne od Lincolnu. Ich prvý počítač, PDP-1 (uvedený na trh v roku 1961), bol v podstate klonom TX-0.
Spoločnosti TX-0 a Digital Equipment Corporation začali šíriť dobrú správu o novom spôsobe používania počítačov aj za hranicami Lincolnovho laboratória. Zatiaľ však interaktívny vírus zostal geograficky lokalizovaný vo východnom Massachusetts. Ale aj to sa malo čoskoro zmeniť.
Čo ešte čítať:
- Lars Heide, Systémy dierovaných štítkov a raná informačná explózia, 1880-1945 (2009)
- Joseph November, Biomedicínske výpočty (2012)
- Kent C. Redmond a Thomas M. Smith, Od víchrice po MITER (2000)
- M. Mitchell Waldrop, Stroj na sny (2001)
Zdroj: hab.com
