Drugi članki v seriji:
- Zgodovina releja
- Zgodovina elektronskih računalnikov
- Zgodovina tranzistorja
- Internetna zgodovina
Do sredine šestdesetih let prejšnjega stoletja so prvi računalniški sistemi s časovno delitvijo v veliki meri posnemali zgodnjo zgodovino prvih telefonskih stikal. Podjetniki so ustvarili ta stikala, da bi naročnikom omogočili uporabo storitev taksija, zdravnika ali gasilske brigade. Vendar so naročniki kmalu ugotovili, da so lokalna stikala prav tako primerna za medsebojno komunikacijo in druženje. Podobno so se sistemi za delitev časa, ki so bili najprej zasnovani tako, da uporabnikom omogočajo, da "prikličejo" računalniško moč zase, kmalu razvili v pomožna stikala z vgrajenim sporočanjem. V naslednjem desetletju bodo računalniki šli skozi drugo fazo v zgodovini telefona - pojav medsebojne povezave stikal, ki tvorijo regionalna in medkrajevna omrežja.
Protonet
Prvi poskus združevanja več računalnikov v večjo enoto je bil projekt Interaktivno računalniško omrežje. , ameriški sistem zračne obrambe. Ker je vsak od 23 nadzornih centrov SAGE pokrival določeno geografsko območje, je bil potreben mehanizem za prenos radarskih sledi iz enega centra v drugega v primerih, ko so tuja letala prečkala mejo med temi območji. Razvijalci SAGE so to težavo poimenovali "navzkrižno pripovedovanje" in jo rešili z ustvarjanjem podatkovnih linij na podlagi zakupljenih telefonskih linij AT&T, razpetih med vsemi sosednjimi nadzornimi centri. Ronald Enticknap, ki je bil del majhne delegacije kraljevih sil, poslane v SAGE, je vodil razvoj in implementacijo tega podsistema. Na žalost podrobnejšega opisa sistema »inter-talk« nisem našel, očitno pa je računalnik v vsakem od nadzornih centrov določil trenutek, ko se radarska sled premakne v drug sektor, in svoje posnetke po telefonski liniji poslal v računalnik sektorja, kjer bi ga lahko sprejel operater, ki tam spremlja terminal.
Sistem SAGE je moral prevesti digitalne podatke v analogni signal na telefonski liniji (in nato nazaj na sprejemni postaji), kar je AT&T dalo priložnost, da razvije modem "Bell 101" (ali nabor podatkov, kot se je sprva imenoval), ki je zmožen prenosa skromnih 110 bitov na sekundo. Ta naprava je bila kasneje imenovana , zaradi njegove zmožnosti moduliranja analognega telefonskega signala z uporabo nabora izhodnih digitalnih podatkov in demoduliranja bitov iz dohodnega vala.
Nabor podatkov Bell 101
S tem je SAGE postavil pomembne tehnične temelje za kasnejša računalniška omrežja. Vendar pa je bilo prvo računalniško omrežje, katerega zapuščina je bila dolga in vplivna, omrežje z imenom, ki je še danes znano: ARPANET. Za razliko od SAGE je združil pestro zbirko računalnikov, tako za delitev časa kot za paketno obdelavo, vsak s svojim posebnim naborom programov. Omrežje je bilo zamišljeno kot univerzalno po obsegu in delovanju ter naj bi zadovoljilo vse potrebe uporabnikov. Projekt je financiral Urad za informacijsko tehniko (IPTO), ki ga vodi direktor , ki je bil oddelek za računalniške raziskave pri ARPA. Toda samo idejo o takšnem omrežju je izumil prvi direktor tega oddelka Joseph Carl Robnett Licklider.
Ideja
Kako smo vedeli Licklider ali »Lick« za svoje kolege je bil po izobrazbi psiholog. Ko pa je v poznih petdesetih letih delal z radarskimi sistemi v laboratoriju Lincoln, so ga navdušili interaktivni računalniki. Ta strast ga je pripeljala do financiranja nekaterih prvih poskusov v računalnikih s časovno deljeno uporabo, ko je leta 1950 postal direktor novoustanovljenega IPTO.
Takrat je že sanjal o možnostih povezovanja izoliranih interaktivnih računalnikov v večjo nadgradnjo. V svojem delu iz leta 1960 o "simbiozi človek-računalnik" je zapisal:
Zdi se razumno zamisliti "centre za razmišljanje", ki bi lahko vključeval funkcije sodobnih knjižnic in predlagane preboje v shranjevanju in iskanju informacij, kot tudi simbiotske funkcije, opisane prej v tem delu. To sliko je mogoče enostavno povečati v mrežo takšnih centrov, ki so združeni s širokopasovnimi komunikacijskimi linijami in so posameznim uporabnikom dostopni prek zakupljenih telefonskih linij.
Tako kot je TX-2 zanetil Leakeovo strast do interaktivnega računalništva, ga je SAGE morda spodbudil, da si je zamislil, kako bi lahko različne interaktivne računalniške centre povezali skupaj in zagotovili nekaj podobnega telefonskemu omrežju za inteligentne storitve. Kjerkoli je ideja izvirala, jo je Leake začel širiti po skupnosti raziskovalcev, ki jih je ustvaril na IPTO, in najbolj znano od teh sporočil je bil memorandum z dne 23. aprila 1963, naslovljen na "Člane in oddelke medgalaktičnega računalniškega omrežja," to je različnih raziskovalcev , ki je prejel sredstva od IPTO za dostop do računalnika v skupni rabi časa in druge računalniške projekte.
Opomba je videti neorganizirana in kaotična, jasno narekovana sproti in neurejena. Da bi torej razumeli, kaj točno je Lik želel povedati o računalniških omrežjih, se moramo malo zamisliti. Vendar nekatere točke takoj izstopajo. Najprej je Leake razkril, da so "različni projekti", ki jih financira IPTO, dejansko na "istem območju." Nato razpravlja o potrebi po uporabi denarja in projektov za povečanje koristi določenega podjetja, saj v mreži raziskovalcev »vsak aktivni raziskovalec za napredek potrebuje bazo programske opreme in opremo, ki je bolj zapletena in celovita, kot jo lahko ustvari sam. razumen čas." Leake zaključuje, da doseganje te globalne učinkovitosti zahteva nekaj osebnih koncesij in žrtev.
Nato začne podrobno razpravljati o računalniškem (ne socialnem) omrežju. Piše o potrebi po nekakšnem jeziku za upravljanje omrežja (kar bi kasneje imenovali protokol) in o svoji želji, da bi nekoč videl računalniško omrežje IPTO, sestavljeno iz "vsaj štirih velikih računalnikov, morda šest do osem majhnih računalnikov in širokega različne naprave za shranjevanje diskov in magnetnih trakov – da ne omenjam oddaljenih konzol in postaj za teletip.” Na koncu na več straneh opiše konkreten primer, kako bi se interakcija s takim računalniškim omrežjem lahko razvila v prihodnosti. Leake si predstavlja situacijo, v kateri analizira nekaj eksperimentalnih podatkov. »Problem,« piše, »je, da nimam primernega programa za načrtovanje. Je kje v sistemu primeren program? Z uporabo doktrine omrežne prevlade najprej anketiram lokalni računalnik in nato druge centre. Recimo, da delam pri SDC in da na Berkeleyju najdem navidez primeren program na disku." Od omrežja zahteva, da zažene ta program, ob predpostavki, da se mi »s kompleksnim sistemom upravljanja omrežja ne bo treba odločiti, ali naj prenesem podatke za programe, da jih obdelajo drugam, ali prenesem programe zase in jih zaženem, da delajo na mojem podatki."
Ti fragmenti idej skupaj razkrivajo širšo shemo, ki si jo je zamislil Licklider: najprej razdeliti določene specialitete in strokovna področja med raziskovalce, ki prejemajo sredstva IPTO, nato pa zgraditi fizično mrežo računalnikov IPTO okoli te družbene skupnosti. Ta fizična manifestacija "skupnega vzroka" IPTO bo raziskovalcem omogočila izmenjavo znanja in koristi specializirane strojne in programske opreme na vsakem delovišču. Na ta način se IPTO lahko izogne potratnemu podvajanju, hkrati pa izkoristi vsak dolar financiranja, tako da vsakemu raziskovalcu v vseh projektih IPTO omogoči dostop do celotnega nabora računalniških zmogljivosti.
Ta zamisel o delitvi virov med člani raziskovalne skupnosti prek komunikacijskega omrežja je zasadila seme v IPTO, ki bo nekaj let kasneje vzcvetelo v nastanek ARPANET-a.
Kljub vojaškemu izvoru ARPANET, ki je nastal iz Pentagona, ni imel nobene vojaške utemeljitve. Včasih pravijo, da je bilo to omrežje zasnovano kot vojaško komunikacijsko omrežje, ki bi lahko preživelo jedrski napad. Kot bomo videli kasneje, obstaja posredna povezava med ARPANET-om in prejšnjim projektom s takšnim namenom, voditelji ARPA pa so občasno govorili o "otrdelih sistemih", da bi upravičili obstoj svojega omrežja pred kongresom ali ministrom za obrambo. Toda v resnici je IPTO ustvaril ARPANET izključno za svoje notranje potrebe, da bi podprl skupnost raziskovalcev - od katerih večina svoje dejavnosti ni mogla opravičiti z delom v obrambne namene.
Medtem je Licklider v času objave svojega slavnega zapisa že začel načrtovati zametek svojega medgalaktičnega omrežja, katerega direktor naj bi postal z Univerze Kalifornije v Los Angelesu (UCLA).
Konzola za SAGE model OA-1008, v kompletu s svetlobno pištolo (na koncu žice, pod prozornim plastičnim pokrovom), vžigalnikom in pepelnikom.
Ozadje
Kleinrock je bil sin vzhodnoevropskih priseljencev iz delavskega razreda in je odraščal na Manhattnu v senci [povezuje severni del otoka Manhattan v New Yorku in Fort Lee v okrožju Bergen v New Jerseyju / pribl.]. Med šolanjem je zvečer obiskoval dodatne ure elektrotehnike na City College of New York. Ko je izvedel za priložnost za študij na MIT, ki mu je sledil semester rednega dela v Lincolnovem laboratoriju, je takoj poskočil.
Laboratorij je bil ustanovljen za potrebe SAGE, vendar se je od takrat razširil na številne druge raziskovalne projekte, ki so pogosto le bežno povezani z zračno obrambo, če sploh so povezani z obrambo. Med njimi je bila študija Barnstable, koncept letalskih sil za ustvarjanje orbitalnega pasu iz kovinskih trakov (npr. ), ki bi se lahko uporabljal kot globalni komunikacijski sistem. Kleinrocka je osvojila oblast z MIT, zato se je odločil, da se osredotoči na teorijo komunikacijskih omrežij. Barnstableova raziskava je Kleinrocku dala prvo priložnost, da uporabi teorijo informacij in teorijo čakalnih vrst v podatkovnem omrežju, to analizo pa je razširil v celotno disertacijo o sporočilnih omrežjih, ki združuje matematično analizo z eksperimentalnimi podatki, zbranimi s simulacijami, ki se izvajajo na računalnikih TX-2 v laboratorijih. Lincoln. Med Kleinrockovimi tesnimi sodelavci v laboratoriju, ki so si z njim delili računalnike za delitev časa, so bili и , ki ga bomo spoznali nekoliko kasneje.
Do leta 1963 je Kleinrock sprejel ponudbo za službo na UCLA in Licklider je videl priložnost. Tukaj je bil strokovnjak za podatkovno omrežje, ki je delal v bližini treh lokalnih računalniških centrov: glavnega računalniškega centra, računalniškega centra za zdravstveno varstvo in zahodnega podatkovnega centra (zadruga tridesetih ustanov, ki so delile dostop do računalnika IBM). Še več, šest inštitutov iz zahodnega podatkovnega centra je imelo oddaljeno povezavo z računalnikom prek modema, računalnik SDC (System Development Corporation), ki ga sponzorira IPTO, pa se nahaja le nekaj kilometrov od Santa Monice. IPTO je naročil UCLA, da poveže te štiri centre kot svoj prvi poskus pri ustvarjanju računalniškega omrežja. Kasneje bi lahko v skladu z načrtom komunikacija z Berkeleyjem preučila težave, povezane s prenosom podatkov na velike razdalje.
Kljub obetavni situaciji je projekt propadel in omrežje nikoli ni bilo zgrajeno. Direktorji različnih centrov UCLA si niso zaupali in niso verjeli v ta projekt, zato niso želeli prepustiti nadzora nad računalniškimi viri uporabnikom drug drugega. IPTO tako rekoč ni imel nobenega vpliva na to situacijo, saj nobeden od računalniških centrov ni prejel denarja od ARPA. To politično vprašanje kaže na eno glavnih vprašanj v zgodovini interneta. Če je zelo težko prepričati različne udeležence, da je organiziranje komunikacije med njimi in sodelovanje naklonjeno vsem stranem, kako se je internet sploh pojavil? V naslednjih člankih se bomo k tem vprašanjem vrnili večkrat.
Drugi poskus IPTO za izgradnjo omrežja je bil uspešnejši, morda zato, ker je bilo veliko manjše – šlo je za preprost eksperimentalni test. In leta 1965 je psiholog in Lickliderjev študent Tom Marill zapustil Lincoln Laboratory, da bi poskušal izkoristiti hype o interaktivnih računalnikih z ustanovitvijo lastnega podjetja s skupnim dostopom. Ker pa ni imel dovolj plačljivih strank, je začel iskati druge vire zaslužka in na koncu predlagal, da ga IPTO najame za raziskavo računalniških omrežij. Novi direktor IPTO, Ivan Sutherland, se je odločil za partnerstvo z velikim in uglednim podjetjem kot balastom in delo oddal podizvajalcu Marilla prek laboratorija Lincoln. Na laboratorijski strani je bil za vodjo projekta dodeljen še en Kleinrockov stari sodelavec, Lawrence (Larry) Roberts.
Roberts se je kot študent MIT izučil pri delu z računalnikom TX-0, ki ga je izdelal Lincoln Laboratory. Ure in ure je očarano sedel pred svetlečim zaslonom konzole in na koncu napisal program, ki je (slabo) prepoznaval ročno napisane znake z uporabo nevronskih mrež. Tako kot Kleinrock je tudi on kot podiplomski študent delal v laboratoriju in reševal probleme, povezane z računalniško grafiko in računalniškim vidom, kot sta prepoznavanje robov in ustvarjanje 2D-slike, na večjem in močnejšem TX-XNUMX.
Večino leta 1964 se je Roberts osredotočil predvsem na delo s podobami. In potem je srečal Lika. Tistega novembra se je udeležil konference o prihodnosti računalništva, ki so jo sponzorirale letalske sile in je potekala v letovišču Hot Springs v Homesteadu v Zahodni Virginiji. Tam se je pozno v noč pogovarjal z ostalimi udeleženci konference in prvič slišal, da je Lick predstavil svojo idejo o medgalaktičnem omrežju. Nekaj se je zganilo v Robertsovi glavi - bil je odličen pri obdelavi računalniške grafike, vendar je bil v resnici omejen na en edinstven računalnik TX-2. Tudi če bi lahko delil svojo programsko opremo, je nihče drug ne bi mogel uporabiti, ker nihče ni imel enakovredne strojne opreme za njeno izvajanje. Edini način, da je razširil vpliv svojega dela, je bil, da je o njem govoril v znanstvenih člankih, v upanju, da bi ga lahko kdo reproduciral drugje. Odločil se je, da ima Leake prav - omrežje je ravno naslednji korak, ki ga je treba narediti za pospešitev raziskav v računalništvu.
In Roberts je na koncu delal z Marill, poskušal povezati TX-2 iz Lincolnovega laboratorija prek meddržavne telefonske linije z računalnikom SDC v Santa Monici v Kaliforniji. V eksperimentalnem načrtu, domnevno prepisanem iz Leakovega memoranduma o "medgalaktičnem omrežju", so načrtovali, da se TX-2 ustavi sredi izračuna, uporabi avtomatski klicalnik za klic SDC Q-32, zažene program za množenje matrike na tem računalniku. , nato pa nadaljujte s prvotnimi izračuni z uporabo njegovega odgovora.
Poleg utemeljitve uporabe drage in napredne tehnologije za prenos rezultatov preproste matematične operacije po vsej celini je treba omeniti tudi strašno nizko hitrost tega procesa zaradi uporabe telefonskega omrežja. Za vzpostavitev klica je bilo treba vzpostaviti namensko povezavo med kličočim in klicanim, ki je običajno potekala prek več različnih telefonskih central. Leta 1965 so bile skoraj vse elektromehanske (tega leta je AT&T zagnal prvo popolnoma električno tovarno v Sakasuni v New Jerseyju). Magneti so premikali kovinske palice z enega mesta na drugega, da bi zagotovili stik na vsakem vozlišču. Celoten postopek je trajal nekaj sekund, med katerimi je moral TX-2 samo sedeti in čakati. Poleg tega so bile linije, ki so bile popolnoma primerne za pogovore, preveč hrupne za prenos posameznih bitov in so zagotavljale zelo nizko prepustnost (nekaj sto bitov na sekundo). Resnično učinkovito medgalaktično interaktivno omrežje je zahtevalo drugačen pristop.
Eksperiment Marill-Roberts ni pokazal praktičnosti ali uporabnosti omrežja na dolge razdalje, pokazal je le njegovo teoretično funkcionalnost. Toda to se je izkazalo za dovolj.
odločitev
Sredi leta 1966 je Robert Taylor postal novi tretji direktor IPTO, za Ivanom Sutherlandom. Bil je študent Lickliderja, prav tako psihologa, in je na IPTO prišel skozi svoje prejšnje upravljanje raziskav računalništva pri NASI. Očitno se je Taylor skoraj takoj po prihodu odločil, da je čas za uresničitev sanj o medgalaktičnem omrežju; On je bil tisti, ki je začel projekt, ki je rodil ARPANET.
Denar ARPA je še vedno pritekal, zato Taylor ni imel težav pri pridobivanju dodatnih sredstev od svojega šefa Charlesa Herzfelda. Vendar je imela ta rešitev veliko tveganje za neuspeh. Poleg tega, da je leta 1965 obstajalo kar nekaj linij, ki so povezovale nasprotne konce države, prej nihče ni poskušal narediti česa podobnega ARPANET-u. Lahko se spomnimo drugih zgodnjih poskusov pri ustvarjanju računalniških omrežij. Na primer, Princeton in Carnegie Mallon sta v poznih šestdesetih letih z IBM-om pionirja vzpostavila omrežje skupnih računalnikov. Glavna razlika med tem projektom je bila njegova homogenost - uporabljal je računalnike, ki so bili strojno in programsko popolnoma enaki.
Po drugi strani pa bi se ARPANET moral ukvarjati z raznolikostjo. Do sredine 1960-ih je IPTO financiral več kot deset organizacij, vsaka je imela računalnik, vse pa so uporabljale različno strojno in programsko opremo. Možnost deljenja programske opreme je bila redko mogoča tudi med različnimi modeli istega proizvajalca – za to so se odločili le z najnovejšo linijo IBM System/360.
Raznolikost sistemov je bila tveganje, saj je razvoju omrežja dodala znatno tehnično zapletenost in možnost souporabe virov v slogu Lickliderja. Na primer, na Univerzi v Illinoisu so takrat gradili ogromen superračunalnik z denarjem ARPA . Taylorju se je zdelo malo verjetno, da bi lahko lokalni uporabniki Urbana-Campain v celoti izkoristili vire tega ogromnega stroja. Celo veliko manjši sistemi – Lincoln Lab TX-2 in UCLA Sigma-7 – običajno niso mogli deliti programske opreme zaradi temeljnih nezdružljivosti. Sposobnost premagovanja teh omejitev z neposrednim dostopom do programske opreme enega vozlišča iz drugega je bila privlačna.
V prispevku, ki opisuje ta mrežni poskus, sta Marill in Roberts predlagala, da bi takšna izmenjava virov vodila do nečesa podobnega Ricardian za računalniška vozlišča:
Ureditev omrežja lahko vodi do določene specializacije sodelujočih vozlišč. Če je določeno vozlišče X, na primer zaradi posebne programske ali strojne opreme, še posebej dobro pri inverziji matrike, lahko pričakujete, da bodo uporabniki drugih vozlišč v omrežju izkoristili to zmožnost tako, da bodo svoje matrike invertirali na vozlišču X, namesto to počnejo na svojih domačih računalnikih.
Taylor je imel še eno motivacijo za uvedbo omrežja za skupno rabo virov. Nakup novega računalnika za vsako novo vozlišče IPTO z vsemi zmogljivostmi, ki bi jih raziskovalci na tem vozlišču lahko kadar koli potrebovali, je bil drag, in ko je bilo v portfelj IPTO dodanih več vozlišč, se je proračun nevarno povečal. S povezovanjem vseh sistemov, ki jih financira IPTO, v eno omrežje bo novim štipendistom mogoče zagotoviti skromnejše računalnike ali pa jih sploh ne bo. Računalniško moč, ki jo potrebujejo, bi lahko uporabili na oddaljenih vozliščih s presežnimi viri, celotno omrežje pa bi delovalo kot javni rezervoar programske in strojne opreme.
Po uvedbi projekta in zagotovitvi njegovega financiranja je bil Taylorjev zadnji pomemben prispevek k ARPANET-u izbira osebe, ki bo neposredno razvila sistem in poskrbela za njegovo implementacijo. Roberts je bil očitna izbira. Njegove inženirske sposobnosti so bile nedvomne, bil je že spoštovan član raziskovalne skupnosti IPTO in bil je eden redkih ljudi z dejanskimi izkušnjami pri načrtovanju in gradnji računalniških omrežij, ki delujejo na velike razdalje. Tako je jeseni 1966 Taylor poklical Robertsa in ga prosil, naj pride iz Massachusettsa delat na ARPA v Washingtonu.
A izkazalo se je, da ga je težko zapeljati. Številni znanstveni direktorji IPTO so bili skeptični do vodenja Roberta Taylorja, saj so menili, da je lahek. Da, Licklider je bil tudi psiholog, ni imel inženirske izobrazbe, je pa imel vsaj doktorat in določene zasluge kot eden od idejnih očetov interaktivnih računalnikov. Taylor je bil neznan človek z magisterijem. Kako bo vodil zapleteno tehnično delo v skupnosti IPTO? Med temi skeptiki je bil tudi Roberts.
Toda kombinacija korenčka in palice je opravila svoje (večina virov navaja prevlado palice s praktično odsotnostjo korenja). Po eni strani je Taylor nekoliko pritiskal na Robertsovega šefa v laboratoriju Lincoln in ga spomnil, da večina sredstev za laboratorij zdaj prihaja iz ARPA in da mora zato Robertsa prepričati o prednostih tega predloga. Po drugi strani pa je Taylor Robertsu ponudil novonastali naziv "starejši znanstvenik", ki bi neposredno poročal Taylorju namestniku direktorja ARPA in bi postal tudi Taylorjev naslednik na direktorskem mestu. Pod temi pogoji se je Roberts strinjal, da bo prevzel projekt ARPANET. Čas je, da zamisel o skupni rabi virov spremenimo v resničnost.
Kaj še brati
- Janet Abbate, Inventing the Internet (1999)
- Katie Hafner in Matthew Lyon, Where Wizards Stay Up Late (1996)
- Arthur Norberg in Julie O'Neill, Preoblikovanje računalniške tehnologije: Obdelava informacij za Pentagon, 1962-1986 (1996)
- M. Mitchell Waldrop, The Dream Machine: JCR Licklider and the Revolution That Made Computing Personal (2001)
Vir: www.habr.com