Ďalšie články zo série:
- História relé
- História elektronických počítačov
- História tranzistora
- História internetu
Počas prvej polovice 1970. rokov sa ekológia počítačových sietí vzdialila od svojho pôvodného predchodcu ARPANET a rozšírila sa do niekoľkých rôznych dimenzií. Používatelia siete ARPANET objavili novú aplikáciu, e-mail, ktorá sa stala hlavnou aktivitou v sieti. Podnikatelia vydali svoje vlastné varianty ARPANETu, aby slúžili komerčným používateľom. Výskumníci z celého sveta, od Havaja po Európu, vyvíjajú nové typy sietí, aby uspokojili potreby alebo opravili chyby, ktoré ARPANET nerieši.
Takmer každý zapojený do tohto procesu sa vzdialil od pôvodného účelu ARPANET-u – poskytovať zdieľaný výpočtový výkon a softvér naprieč pestrým spektrom výskumných centier, z ktorých každé má svoje vlastné vyhradené zdroje. Počítačové siete sa stali predovšetkým prostriedkom na prepojenie ľudí medzi sebou alebo so vzdialenými systémami, ktoré slúžili ako zdroj alebo skládka informácií čitateľných pre človeka, napríklad s informačnými databázami alebo tlačiarňami.
Licklider a Robert Taylor túto možnosť predvídali, hoci to nebol cieľ, ktorý sa snažili dosiahnuť pri spúšťaní prvých sieťových experimentov. Ich článku z roku 1968 „Počítač ako komunikačné zariadenie“ postráda energiu a nadčasovú kvalitu prorockého míľnika v histórii počítačov, ktorý sa nachádza v článkoch Vannevara Busha.alebo Turingovu „Výpočtovú techniku a inteligenciu“. Obsahuje však prorockú pasáž týkajúcu sa štruktúry sociálnej interakcie utkanej počítačovými systémami. Licklider a Taylor opísali blízku budúcnosť, v ktorej:
Nebudete posielať listy ani telegramy; jednoducho identifikujete ľudí, ktorých súbory je potrebné prepojiť s vašimi, a ktoré časti súborov by mali byť prepojené, a možno určíte faktor naliehavosti. Zriedka budete telefonovať, požiadate sieť o prepojenie vašich konzol.
Sieť bude poskytovať funkcie a služby, ktoré si predplatíte, a ďalšie služby, ktoré budete podľa potreby využívať. Do prvej skupiny bude patriť investičné a daňové poradenstvo, výber informácií z oblasti vašej činnosti, oznamy o kultúrnych, športových a zábavných podujatiach, ktoré zodpovedajú vašim záujmom atď.
(V ich článku však bolo opísané aj to, ako na planéte zmizne nezamestnanosť, pretože nakoniec sa všetci ľudia stanú programátormi slúžiacimi potrebám siete a budú sa venovať interaktívnemu ladeniu programov.)
Prvá a najdôležitejšia súčasť tejto počítačom riadenej budúcnosti, e-mail, sa v 1970. rokoch minulého storočia rozšíril ako vírus cez sieť ARPANET a začal ovládnuť svet.
Aby ste pochopili, ako sa e-mail vyvinul na ARPANET, musíte najprv pochopiť hlavnú zmenu, ktorá na začiatku 1970-tych rokov ovládla výpočtové systémy v celej sieti. Keď bol v polovici 1960. rokov ARPANET prvýkrát vytvorený, hardvér a riadiaci softvér na každom mieste nemali prakticky nič spoločné. Mnoho bodov sa sústredilo na špeciálne, jednorazové systémy, napríklad Multics na MIT, TX-2 v Lincoln Laboratory, ILLIAC IV, postavený na University of Illinois.
V roku 1973 však krajina sieťových počítačových systémov nadobudla značnú uniformitu vďaka divokému úspechu spoločnosti Digital Equipment Corporation (DEC) a jej prieniku na trh vedeckých počítačov (bolo to duchovné dieťa Kena Olsena a Harlana Andersona na základe ich skúsenosti s TX-2 v Lincoln Laboratory). DEC vyvinul mainframe , vydaný v roku 1968, poskytoval spoľahlivé zdieľanie času pre malé organizácie tým, že poskytoval rad nástrojov a programovacích jazykov, ktoré sú v ňom zabudované, aby bolo ľahké prispôsobiť systém špecifickým potrebám. Presne to potrebovali vtedajšie vedecké centrá a výskumné laboratóriá.
Pozrite sa, koľko je PDP!
Spoločnosť BBN, ktorá bola zodpovedná za podporu siete ARPANET, zatraktívnila túto súpravu vytvorením operačného systému Tenex, ktorý do PDP-10 pridal stránkovanú virtuálnu pamäť. To výrazne zjednodušilo správu a používanie systému, keďže už nebolo potrebné prispôsobovať sadu spustených programov dostupnému množstvu pamäte. BNN dodáva Tenex zadarmo do iných uzlov ARPA a čoskoro sa stal dominantným operačným systémom v sieti.
Ale čo to všetko má spoločné s e-mailom? Používatelia systémov zdieľania času už boli oboznámení s elektronickými správami, pretože väčšina z týchto systémov poskytovala poštové schránky nejakého druhu koncom šesťdesiatych rokov. Poskytovali akúsi internú poštu a listy si mohli vymieňať iba používatelia toho istého systému. Prvým človekom, ktorý využil možnosť mať sieť na prenos pošty z jedného stroja do druhého, bol Ray Tomlinson, inžinier v BBN a jeden z autorov Tenexu. Už napísal program s názvom SNDMSG na odosielanie pošty inému používateľovi v rovnakom systéme Tenex a program s názvom CPYNET na odosielanie súborov cez sieť. Stačilo len trochu zapojiť fantáziu a videl, ako tieto dva programy skombinovať na vytvorenie sieťovej pošty. V predchádzajúcich programoch sa na identifikáciu príjemcu vyžadovalo iba používateľské meno, takže Tomlinson prišiel s nápadom skombinovať miestne používateľské meno a názov hostiteľa (lokálneho alebo vzdialeného), spojiť ich so symbolom @ a získať e-mailová adresa jedinečná pre celú sieť (predtým sa symbol @ používal zriedka, hlavne na označenie ceny: 1960 koláče @ 4 doláre za kus).
Ray Tomlinson v neskorších rokoch s podpisom @ v pozadí
Tomlinson začal testovať svoj nový program lokálne v roku 1971 av roku 1972 bola jeho sieťová verzia SNDMSG zahrnutá do nového vydania Tenex, čo umožnilo Tenex mail expandovať za jeden uzol a šíriť sa po celej sieti. Množstvo strojov, na ktorých beží Tenex, umožnilo Tomlinsonovmu hybridnému programu okamžitý prístup k väčšine používateľov ARPANETu a e-mail bol okamžitým úspechom. Lídri ARPA pomerne rýchlo začlenili používanie e-mailu do každodenného života. Steven Lukasik, riaditeľ ARPA, bol prvým osvojiteľom, rovnako ako Larry Roberts, stále vedúci oddelenia počítačovej vedy agentúry. Tento zvyk sa nevyhnutne preniesol aj na ich podriadených a e-mail sa čoskoro stal jedným zo základných faktov života a kultúry ARPANETu.
Tomlinsonov e-mailový program splodil mnoho rôznych napodobenín a nových vylepšení, keď používatelia hľadali spôsoby, ako zlepšiť jeho základnú funkčnosť. Veľká časť skorých inovácií sa zamerala na nápravu nedostatkov čítačky listov. Keď sa pošta presunula za hranice jedného počítača, objem e-mailov prijatých aktívnymi používateľmi začal rásť spolu s rastom siete a tradičný prístup k prichádzajúcich e-mailom vo forme obyčajného textu už nebol efektívny. Samotný Larry Roberts, ktorý si nevedel poradiť s návalom prichádzajúcich správ, napísal vlastný program na prácu s doručenou poštou s názvom RD. Ale v polovici 1970. rokov 1975. storočia viedol program MSG, ktorý napísal John Vittal z University of Southern California, s veľkým náskokom v popularite. Využívame možnosť automatického vypĺňania polí mena a príjemcu odchádzajúcej správy na základe prichádzajúcej správy kliknutím na tlačidlo. Bol to však program MSG spoločnosti Vital, ktorý prvýkrát predstavil túto úžasnú príležitosť „odpovedať“ na list v roku XNUMX; a bol zaradený aj do zostavy programov pre Tenex.
Rozmanitosť takýchto pokusov si vyžiadala zavedenie noriem. A toto bol prvý, no nie posledný prípad, kedy musela sieťová počítačová komunita vyvinúť štandardy so spätnou platnosťou. Na rozdiel od základných protokolov ARPANET, predtým, ako sa objavili akékoľvek e-mailové štandardy, už existovalo veľa variácií vo voľnej prírode. Nevyhnutne sa objavila kontroverzia a politické napätie, ktoré sa sústredilo na hlavné dokumenty popisujúce e-mailový štandard, RFC 680 a 720. Najmä používatelia operačných systémov iných ako Tenex začali byť naštvaní, že predpoklady nachádzajúce sa v návrhoch sú spojené s funkciami Tenex. Konflikt nikdy príliš neeskaloval – všetci používatelia ARPANET-u boli v 1970. rokoch stále súčasťou tej istej, relatívne malej vedeckej komunity a nezhody neboli také veľké. Bol to však príklad budúcich bojov.
Neočakávaný úspech e-mailu bol najdôležitejšou udalosťou vo vývoji softvérovej vrstvy siete v 1970. rokoch – vrstvy, ktorá sa najviac abstrahovala od fyzických detailov siete. V rovnakom čase sa iní ľudia rozhodli predefinovať základnú „komunikačnú“ vrstvu, v ktorej bity prúdili z jedného stroja do druhého.
ALOHA
V roku 1968 prišla Norma Abramson na Havajskú univerzitu z Kalifornie, aby tam prevzala kombinovanú pozíciu profesora elektrotechniky a informatiky. Jej univerzita mala hlavný kampus na Oahu a satelitný kampus v Hilo, ako aj niekoľko komunitných vysokých škôl a výskumných centier roztrúsených po ostrovoch Oahu, Kauai, Maui a Havaj. Medzi nimi ležali stovky kilometrov vody a hornatý terén. Hlavný kampus mal výkonný IBM 360/65, ale objednať si prenajatú linku od AT&T na pripojenie k terminálu umiestnenému na jednej z komunitných vysokých škôl nebolo také jednoduché ako na pevnine.
Abramson bol odborníkom na radarové systémy a teóriu informácií a svojho času pracoval ako inžinier pre Hughes Aircraft v Los Angeles. A jeho nové prostredie so všetkými fyzickými problémami spojenými s káblovým prenosom dát inšpirovalo Abramsona k novej myšlienke – čo ak by rádio bolo lepším spôsobom pripojenia počítačov ako telefónny systém, ktorý bol napokon navrhnutý tak, aby prenášal radšej hlas ako dáta?
Aby otestoval svoj nápad a vytvoril systém, ktorý nazval ALOHAnet, dostal Abramson finančné prostriedky od Boba Taylora z ARPA. Vo svojej pôvodnej podobe to vôbec nebola počítačová sieť, ale médium na komunikáciu vzdialených terminálov s jediným systémom zdieľania času, určeným pre počítač IBM umiestnený v areáli Oahu. Podobne ako ARPANET mal vyhradený minipočítač na spracovanie paketov prijatých a odoslaných strojom 360/65 – Menehune, havajský ekvivalent IMP. ALOHAnet však neskomplikoval život tak, ako ARPANET smerovaním paketov medzi rôznymi bodmi. Namiesto toho každý terminál, ktorý chcel poslať správu, ju jednoducho poslal vzduchom na vyhradenej frekvencii.
Plne nasadený ALOHAnet na konci 1970. rokov s niekoľkými počítačmi v sieti
Tradičným inžinierskym spôsobom, ako zvládnuť takú spoločnú šírku prenosového pásma, bolo rozdeliť ju na časti s rozdelením vysielacieho času alebo frekvencií a prideliť časť každému terminálu. Ale na spracovanie správ zo stoviek terminálov pomocou tejto schémy by bolo potrebné obmedziť každý z nich na malý zlomok dostupnej šírky pásma, napriek tomu, že v skutočnosti by mohlo byť v prevádzke len niekoľko z nich. Ale namiesto toho sa Abramson rozhodol nebrániť terminálom v odosielaní správ v rovnakom čase. Ak sa dve alebo viac správ navzájom prekrývali, centrálny počítač to zistil pomocou kódov na opravu chýb a tieto pakety jednoducho neprijal. Odosielatelia, ktorí nedostali potvrdenie o prijatí paketov, sa ich pokúsili odoslať znova po uplynutí náhodného času. Abramson odhadol, že takýto jednoduchý operačný protokol by mohol podporovať až niekoľko stoviek súčasne pracujúcich terminálov a kvôli početným prekrývaniam signálov by sa využilo 15 % šírky pásma. Podľa jeho výpočtov sa však ukázalo, že s nárastom siete upadne celý systém do chaosu hluku.
Kancelária budúcnosti
Abramsonov koncept „paketového vysielania“ spočiatku nevyvolával veľký rozruch. Potom sa však znovu narodila - o niekoľko rokov neskôr a už na pevnine. Bolo to spôsobené novým výskumným centrom spoločnosti Xerox Palo Alto Research Center (PARC), ktoré bolo otvorené v roku 1970 hneď vedľa Stanfordskej univerzity, v oblasti, ktorá bola nedávno prezývaná ako „Silicon Valley“. Niektorým xerografickým patentom Xeroxu čoskoro vyprší platnosť, takže spoločnosť riskovala, že bude uväznená vlastným úspechom tým, že sa nebude ochotná alebo schopná prispôsobiť vzostupu výpočtovej techniky a integrovaných obvodov. Jack Goldman, vedúci výskumného oddelenia Xeroxu, presvedčil veľkých šéfov, že nové laboratórium – oddelené od vplyvu centrály, v príjemnej klíme, s dobrými platmi – pritiahne talenty potrebné na udržanie spoločnosti na čele vývoja informačnej architektúry. .budúcnosť.
PARC sa určite podarilo prilákať tie najlepšie počítačové talenty, a to nielen vďaka pracovným podmienkam a štedrým platom, ale aj vďaka prítomnosti Roberta Taylora, ktorý v roku 1966 spustil projekt ARPANET ako vedúci divízie informačných technológií ARPA. , vášnivý a ambiciózny mladý inžinier a počítačový vedec z Brooklynu, bol jedným z tých, ktorí boli privedení do PARC vďaka spojeniam s ARPA. Do laboratória nastúpil v júni 1972 po tom, čo pracoval na čiastočný úväzok ako postgraduálny študent pre ARPA, pričom vynašiel rozhranie na pripojenie MIT k sieti. Keď sa usadil v PARC, stále zostal „sprostredkovateľom“ ARPANET - cestoval po krajine, pomáhal pripájať nové body do siete a pripravoval sa aj na prezentáciu ARPA na Medzinárodnej konferencii počítačovej komunikácie v roku 1972.
Medzi projektmi plávajúcimi okolo PARC, keď prišiel Metcalf, bol Taylorov navrhovaný plán na pripojenie desiatok alebo dokonca stoviek malých počítačov do siete. Z roka na rok klesali náklady a veľkosť počítačov, poslúchajúc nezdolnú vôľu . Pri pohľade do budúcnosti inžinieri v PARC predvídali, že v nie príliš vzdialenej budúcnosti bude mať každý pracovník v kancelárii svoj vlastný počítač. V rámci tejto myšlienky navrhli a postavili osobný počítač Alto, ktorého kópie boli distribuované každému výskumníkovi v laboratóriu. Taylor, ktorého viera v užitočnosť počítačovej siete za posledných päť rokov silnela, tiež chcel všetky tieto počítače prepojiť.
Alto. Samotný počítač je umiestnený nižšie, v skrinke veľkosti minichladničky.
Metcalf po príchode do PARC prevzal úlohu pripojiť klon laboratória PDP-10 k sieti ARPANET a rýchlo si získal povesť „sieťovača“. Takže keď Taylor potreboval sieť od Alta, jeho asistenti sa obrátili na Metcalfa. Podobne ako počítače na ARPANETe, aj počítače Alto na PARC si nemali prakticky čo povedať. Zaujímavou aplikáciou siete sa preto opäť stala úloha komunikácie medzi ľuďmi – v tomto prípade formou laserom tlačených slov a obrázkov.
Kľúčová myšlienka laserovej tlačiarne nevznikla v PARC, ale na východnom pobreží, v pôvodnom laboratóriu Xerox vo Websteri v New Yorku. Miestny fyzik Gary Starkweather dokázal, že koherentný laserový lúč možno použiť na deaktiváciu elektrického náboja xerografického bubna, rovnako ako rozptýlené svetlo používané pri fotokopírovaní až do tohto bodu. Lúč, keď je správne modulovaný, môže nakresliť obraz ľubovoľného detailu na valec, ktorý sa potom môže preniesť na papier (keďže toner zachytávajú iba nenabité časti valca). Takýto počítačom riadený stroj by bol schopný produkovať akúkoľvek kombináciu obrázkov a textu, na ktorú by si človek pomyslel, namiesto toho, aby jednoducho reprodukoval existujúce dokumenty, ako napríklad kopírka. Starkweatherove divoké nápady však nepodporili jeho kolegovia ani jeho nadriadení vo Websteri, a tak v roku 1971 prestúpil do PARC, kde sa stretol s oveľa väčším záujmom publika. Schopnosť laserovej tlačiarne vydávať ľubovoľné obrázky bod po bode z nej urobila ideálneho partnera pre pracovnú stanicu Alto s jej pixelovou monochromatickou grafikou. Pomocou laserovej tlačiarne bolo možné pol milióna pixelov na displeji používateľa priamo vytlačiť na papier s dokonalou čistotou.
Bitová mapa na Alto. Nikdy predtým nikto nič podobné na obrazovkách počítačov nevidel.
Asi za rok Starkweather s pomocou niekoľkých ďalších inžinierov z PARC odstránil hlavné technické problémy a postavil funkčný prototyp laserovej tlačiarne na podvozku ťažného koňa Xerox 7000. Produkoval strany rovnakou rýchlosťou - jedna strana za sekundu – a s rozlíšením 500 bodov na palec. Generátor znakov zabudovaný do tlačiarne vytlačil text v prednastavených typoch písma. Ľubovoľné obrázky (iné ako tie, ktoré bolo možné vytvoriť z fontov) ešte neboli podporované, takže sieť nemusela do tlačiarne prenášať 25 miliónov bitov za sekundu. Na úplné obsadenie tlačiarne by si to však vyžadovalo neuveriteľnú šírku pásma siete na tie časy – keď 50 000 bitov za sekundu predstavovalo limit možností siete ARPANET.
Laserová tlačiareň PARC druhej generácie, Dover (1976)
Sieť Alto Aloha
Ako teda Metcalf zaplnil túto rýchlostnú medzeru? Vrátili sme sa teda k ALOHAnetu – ukázalo sa, že Metcalf rozumie paketovému vysielaniu lepšie ako ktokoľvek iný. Rok predtým, počas leta, keď bol Metcalfe vo Washingtone so Stevom Crockerom o biznise ARPA, študoval Metcalfe zborník všeobecnej jesennej počítačovej konferencie a narazil na Abramsonovu prácu na ALOHAnet. Okamžite si uvedomil genialitu základnej myšlienky a to, že jej realizácia nebola dosť dobrá. Vykonaním určitých zmien v algoritme a jeho predpokladoch – napríklad prinútením odosielateľov najprv počúvať, aby počkali na uvoľnenie kanála, než sa pokúsia odoslať správy, a tiež exponenciálnym zvýšením intervalu opakovaného prenosu v prípade upchatého kanála – mohol dosiahnuť šírku pásma. pruhy využitia o 90 %, a nie o 15 %, ako naznačujú výpočty Abramsona. Metcalfe si vzal chvíľu voľna, aby cestoval na Havaj, kde zakomponoval svoje myšlienky o ALOHAnet do revidovanej verzie svojej doktorandskej práce po tom, čo Harvard odmietol pôvodnú verziu pre nedostatok teoretického základu.
Metcalfe pôvodne nazval svoj plán zaviesť paketové vysielanie do PARC „sieť ALTO ALOHA“. Potom ju v poznámke z mája 1973 premenoval na Ether Net, odkaz na svetlý éter, fyzikálnu myšlienku z XNUMX. storočia o látke, ktorá prenáša elektromagnetické žiarenie. „To podporí šírenie siete,“ napísal, „a ktovie, aké iné spôsoby prenosu signálu budú lepšie ako kábel pre vysielaciu sieť; možno to budú rádiové vlny alebo telefónne drôty alebo napájanie alebo frekvenčná multiplexná káblová televízia alebo mikrovlny alebo ich kombinácie.“
Náčrt z Metcalfovej poznámky z roku 1973
Počnúc júnom 1973 Metcalf spolupracoval s ďalším inžinierom PARC, Davidom Boggsom, na prevedení jeho teoretického konceptu novej vysokorýchlostnej siete do funkčného systému. Namiesto prenosu signálov vzduchom ako ALOHA, obmedzila rádiové spektrum na koaxiálny kábel, čo dramaticky zvýšilo kapacitu v porovnaní s obmedzenou šírkou rádiového frekvenčného pásma Menehune. Samotné prenosové médium bolo úplne pasívne a na smerovanie správ nevyžadovalo žiadne smerovače. Bol lacný, mohol ľahko prepojiť stovky pracovných staníc – inžinieri PARC jednoducho pretiahli koaxiálny kábel cez budovu a podľa potreby pridali pripojenia – a bol schopný prenášať tri milióny bitov za sekundu.
Robert Metcalfe a David Boggs, 1980. roky minulého storočia, niekoľko rokov po založení spoločnosti 3Com Metcalfe na predaj technológie Ethernet
Na jeseň roku 1974 bol v Palo Alto spustený kompletný prototyp kancelárie budúcnosti – prvá séria počítačov Alto s kresliacimi programami, e-mailom a textovými procesormi, prototyp tlačiarne od Starkweather a sieť Ethernet na sieť. to všetko. Jediným zdieľaným zdrojom bol centrálny súborový server, ktorý ukladal údaje, ktoré sa nezmestili na lokálny disk Alto. PARC spočiatku ponúkal ethernetový ovládač ako voliteľné príslušenstvo pre Alto, ale po spustení systému sa ukázalo, že ide o nevyhnutnú súčasť; Po koaxiálnom kábli prúdil nepretržitý prúd správ, mnohé z nich vychádzali z tlačiarne – technické správy, poznámky alebo vedecké články.
Súčasne s vývojom Alto sa ďalší projekt PARC pokúsil posunúť myšlienky zdieľania zdrojov novým smerom. PARC Online Office System (POLOS), vyvinutý a implementovaný Billom Englishom a ďalšími utečencami z projektu Doug Engelbart's Online System (NLS) v Stanford Research Institute, pozostával zo siete mikropočítačov Data General Nova. Namiesto toho, aby sa každý jednotlivý stroj venoval špecifickým potrebám používateľov, POLOS medzi nimi prenášal prácu, aby čo najefektívnejšie slúžil záujmom systému ako celku. Jeden stroj mohol generovať obrázky pre obrazovky používateľov, ďalší by mohol spracovávať prevádzku ARPANET a tretí by mohol pracovať s textovými procesormi. Zložitosť a náklady na koordináciu tohto prístupu sa však ukázali ako nadmerné a schéma sa zrútila vlastnou váhou.
Medzitým nič nepreukázalo Taylorovo emocionálne odmietnutie prístupu k sieti zdieľania zdrojov lepšie ako jeho objatie projektu Alto. Alan Kay, Butler Lampson a ďalší autori z Alto priniesli všetok výpočtový výkon, ktorý používateľ mohol potrebovať, do vlastného nezávislého počítača na svojom stole, o ktorý sa nemusel s nikým deliť. Funkciou siete nebolo poskytovať prístup k heterogénnemu súboru počítačových zdrojov, ale prenášať správy medzi týmito nezávislými ostrovmi, prípadne ich ukladať na nejakom vzdialenom pobreží – na tlač alebo dlhodobú archiváciu.
Hoci e-mail aj ALOHA boli vyvinuté pod záštitou ARPA, nástup Ethernetu bol v 1970. rokoch jedným z niekoľkých znakov, že počítačové siete sa stali príliš veľkými a rôznorodými na to, aby v tejto oblasti dominovala jedna spoločnosť, čo je trend, ktorý budeme sledovať to v ďalšom článku.
Čo ešte čítať
- Michael Hiltzik, Dealers of Lightning (1999)
- James Pelty, The History of Computer Communications, 1968-1988 (2007) [http://www.historyofcomputercommunications.info/]
- M. Mitchell Waldrop, Stroj na sny (2001)
Zdroj: hab.com