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第一台电子计算机是为研究目的而创建的独特设备。 但一旦它们可用，组织就会迅速将它们纳入现有的数据文化中，其中所有数据和流程都以堆栈形式表示。 .
为 0 世纪末的美国人口普查开发了第一台能够从纸卡孔中读取和计算数据的制表机。 到了下世纪中叶，这种机器的后代已经渗透到世界各地的大型企业和政府组织中。 他们的共同语言是一张由几列组成的卡片，其中每一列（通常）代表一个数字，可以在代表数字 9 到 XNUMX 的十个位置之一中打孔。
不需要复杂的设备将输入数据打入卡中，并且该过程可以分布在生成数据的组织中的多个办公室。 当需要处理数据时（例如，计算季度销售报告的收入），可以将相应的卡片带入数据中心并排队等待合适的机器处理，这些机器在卡片上生成一组输出数据或将其打印在纸上。 中央处理机（制表机和计算器）周围聚集着用于打孔、复印、分类和解释卡片的外围设备。
IBM 285 Tabulator，1930 世纪 40 年代和 XNUMX 年代流行的打孔卡机。
到 1950 世纪 XNUMX 年代后半叶，几乎所有计算机都使用这种“批处理”方案。 从典型销售最终用户的角度来看，没有太大变化。 您带来了一叠打孔卡进行处理，并收到一份打印输出或另一叠打孔卡作为工作结果。 在这个过程中，卡片从纸上的孔变成了电子信号，然后又变回来，但你对此并不关心。 IBM 在穿孔卡处理机领域占据主导地位，并且仍然是电子计算机领域的主导力量之一，这在很大程度上是由于其已建立的关系和广泛的外围设备。 他们只是用更快、更灵活的数据处理机器取代了客户的机械制表机和计算器。
IBM 704 打孔卡处理套件。在前景中，一个女孩正在与读卡器一起工作。
这种打孔卡处理系统几十年来一直运行良好，并且没有衰退——恰恰相反。 然而，在 1950 世纪 XNUMX 年代末，计算机研究人员的边缘亚文化开始认为整个工作流程需要改变 - 他们认为计算机最好以交互方式使用。 用户必须直接与机器通信并按需使用其功能，而不是留下任务然后再回来获取结果。 在《资本论》中，马克思描述了工业机器——人们简单地运行——如何取代人们直接控制的劳动工具。 然而，计算机开始以机器的形式存在。 直到后来，一些用户才将它们变成了工具。
而这种转变并没有发生在美国人口普查局、保险公司 MetLife 或美国钢铁公司等数据中心（所有这些公司都是最早购买 UNIVAC（最早的商用计算机之一）的公司之一）。 一个认为每周工资单是最有效和最可靠的方式的组织不太可能希望有人通过玩电脑来破坏这个处理过程。 对于科学家和工程师来说，能够坐在控制台前并在计算机上尝试一些东西的价值更加明显，他们想要研究一个问题，从不同的角度处理它，直到发现它的弱点，并快速切换思考和做事。
因此，研究人员中出现了这样的想法。 然而，支付这种浪费计算机的费用并不是来自他们的部门主管。 交互式计算机工作的新亚文化（甚至可以说是邪教）源于美国军队和精英大学之间富有成效的合作伙伴关系。 这种互利合作始于二战期间。 原子武器、雷达和其他神奇武器让军事领导人认识到，科学家看似难以理解的活动对军队可能具有难以置信的重要性。 这种舒适的关系持续了大约一代人的时间，然后在另一场战争越南的政治变迁中破裂。 但此时的美国科学家可以获得巨额资金，几乎不受干扰，几乎可以做任何与国防无关的事情。
交互式计算机的合理性始于一颗炸弹。
旋风与贤者
29年1949月XNUMX日，苏联研究小组成功进行了 上 。 三天后，一架美国侦察机飞越北太平洋，在大气中发现了试验留下的放射性物质痕迹。 苏联拥有一枚炸弹，他们的美国竞争对手发现了这一点。 自从苏联为了响应德国恢复昔日经济繁荣的计划而切断了通往西方控制的柏林地区的陆路路线以来，这两个超级大国之间的紧张关系已经持续了一年多。
由于西方国家发起大规模空中支援行动，封锁于 1949 年春天结束。 紧张气氛有所缓解。 然而，美国将军们不能忽视拥有核武器的潜在敌对势力的存在，特别是考虑到战略轰炸机的规模和航程不断增加。 第二次世界大战期间，美国在大西洋和太平洋沿岸建立了一系列飞机探测雷达站。 然而，他们使用过时的技术，没有覆盖通过加拿大的北部通道，也没有通过中央系统连接来协调防空。
为了纠正这种情况，空军（自 1947 年起成为独立的美国军事部门）召集了防空工程委员会 (ADSEC)。 它被历史铭记为“沃利委员会”，以其主席乔治·沃利的名字命名。 他是麻省理工学院的物理学家，也是军用雷达研究小组 Rad Lab 的资深成员，该小组在战后成为电子研究实验室 (RLE)。 委员会研究了这个问题一年，瓦利的最终报告于 1950 年 XNUMX 月发布。
人们会认为这样的报告将是一堆乏味的繁文缛节，以措辞谨慎且保守的提案结束。 相反，该报告被证明是一个有趣的创造性论证，并包含一项激进且冒险的行动计划。 这是麻省理工学院另一位教授的明显优点， ，他认为对生物和机器的研究可以合并成一门学科 。 瓦利和他的合著者首先假设防空系统是一个活的有机体，这不是比喻意义上的，而是现实中的。 雷达站充当感觉器官，拦截器和导弹是其与世界互动的效应器。 他们在导演的控制下工作，导演利用感官信息来做出必要行动的决定。 他们进一步认为，全人类导演无法在几分钟内阻止数百万平方公里范围内的数百架来袭飞机，因此导演的尽可能多的职能应该实现自动化。
他们的发现中最不寻常的是，实现指挥自动化的最佳方法是通过数字电子计算机，它可以接管一些人类决策：分析传入的威胁，针对这些威胁瞄准武器（计算拦截路线并将其传输到战士），甚至可能制定最佳反应形式的策略。 当时计算机是否适合这样的目的还不是很明显。 当时整个美国只有三台可以工作的电子计算机，但没有一台能够满足数百万人生命所依赖的军事系统的可靠性要求。 它们只是非常快速且可编程的数字计算器。
然而，瓦利有理由相信创建实时数字计算机的可能性，因为他了解该项目 [“涡流”]。 它始于战争期间，在麻省理工学院的伺服机构实验室，由一位年轻的研究生杰伊·福雷斯特 (Jay Forrester) 指导。 他最初的目标是创建一个通用飞行模拟器，可以重新配置以支持新的飞机模型，而不必每次都从头开始重建。 一位同事说服 Forrester，他的模拟器应该使用数字电子设备来处理飞行员的输入参数并为仪器生成输出状态。 渐渐地，创建高速数字计算机的尝试超出了最初的目标。 飞行模拟器被遗忘了，导致其发展的战争早已结束，由于预算不断增加和不断增加的成本，海军研究办公室（ONR）的检查员委员会逐渐对该项目感到失望。 -推动完成日期。 1950 年，ONR 大幅削减了 Forrester 次年的预算，并打算在此之后完全关闭该项目。
然而，对于乔治谷来说，旋风是一个启示。 真正的旋风计算机还远未发挥作用。 然而，在此之后，计算机应该出现了，它不仅仅是一个没有身体的心灵。 它是一台带有感觉器官和效应器的计算机。 生物。 Forrester 已经在考虑将该项目扩展为美国首屈一指的军事指挥和控制中心系统的计划。 对于 ONR 的计算机专家来说，他们认为计算机只适合解决数学问题，这种方法显得宏大而荒谬。 然而，这正是瓦利正在寻找的想法，他及时出现，将旋风从遗忘中拯救出来。
尽管（或者可能是因为）他的雄心壮志，瓦利的报告说服了空军，他们启动了一项广泛的新研发计划，首先了解如何创建基于数字计算机的防空系统，然后实际建造它。 空军开始与麻省理工学院合作开展核心研究——考虑到该机构的 Whirlwind 和 RLE 存在，以及可追溯到 Rad 实验室和第二次世界大战的成功防空合作历史，这是一个自然的选择。 他们将这项新举措称为“林肯计划”，并在剑桥西北 25 公里的汉斯科姆机场建立了一个新的林肯研究实验室。
空军命名计算机化防空项目 - 一个典型的奇怪军事项目缩写，意思是“半自动地面环境”。 Whirlwind 原本应该是一台测试计算机，用于在硬件大规模生产和部署之前证明这一概念的可行性 - 这一责任被分配给了 IBM。 IBM 制造的旋风计算机的工作版本被赋予了一个不太容易记住的名字 AN/FSQ-7（“陆军-海军固定专用设备”——相比之下，这使得 SAGE 看起来相当准确）。
当空军于 1954 年制定 SAGE 系统的完整计划时，它已由各种雷达装置、空军基地、防空武器组成，全部由 XNUMX 个控制中心和旨在承受轰炸的大型掩体控制。 为了填充这些中心，IBM 需要提供 XNUMX 台计算机，而不是军方花费数十亿美元的 XNUMX 台计算机。 这是因为该公司在逻辑电路中仍然使用真空管，它们像白炽灯泡一样烧毁。 一台正在运行的计算机中数以万计的灯中的任何一个都可能随时失效。 在技术人员进行维修时，让该国整个领空不受保护显然是不可接受的，因此必须保留一架备用飞机。
北达科他州大福克斯空军基地的 SAGE 控制中心，设有两台 AN/FSQ-7 计算机
每个控制中心都有数十名操作员坐在阴极射线屏幕前，每人监视着空域的一部分。
计算机跟踪任何潜在的空中威胁，并将它们绘制在屏幕上的轨迹上。 操作员可以使用光枪显示轨迹上的附加信息并向防御系统发出命令，计算机会将它们转换为可用导弹电池或空军基地的打印消息。
互动病毒
鉴于 SAGE 系统的性质——人类操作员与数字 CRT 计算机通过光枪和控制台进行直接、实时的交互——林肯实验室培养出第一批与计算机交互的冠军也就不足为奇了。 实验室的整个计算机文化存在于一个孤立的泡沫中，与商业世界中正在发展的批处理规范隔绝。 研究人员使用 Whirlwind 及其后代来保留一段时间，在此期间他们可以独占访问计算机。 他们习惯于用手、眼睛和耳朵直接通过开关、键盘、明亮的屏幕甚至扬声器进行交互，无需纸质中介。
这种奇怪而微小的亚文化像病毒一样，通过直接的身体接触传播到外界。 如果我们认为它是一种病毒，那么零号病人应该被称为一个名叫韦斯利·克拉克的年轻人。 1949 年，克拉克离开伯克利物理学研究生院，成为一家核武器工厂的技术员。 然而，他并不喜欢这份工作。 在阅读了计算机杂志上的几篇文章后，他开始寻找机会深入研究一个充满未开发潜力的新的、令人兴奋的领域。 他从一则广告中得知林肯实验室招聘计算机专家，并于1951年搬到东海岸，在福雷斯特手下工作，当时福雷斯特已成为数字计算机实验室的负责人。
Wesley Clark 展示他的 LINC 生物医学计算机，1962 年
克拉克加入了高级开发小组，该小组是实验室的一个分支，集中体现了当时军校合作的轻松状态。 尽管该部门在技术上是林肯实验室宇宙的一部分，但该团队存在于另一个泡沫中的一个泡沫中，与 SAGE 项目的日常需求隔离，可以自由地追求任何可以以某种方式与计算机领域联系在一起的计算机领域。防空。 他们在 1950 世纪 XNUMX 年代初期的主要目标是创建内存测试计算机 (MTC)，旨在证明一种新的、高效且可靠的数字信息存储方法的可行性。 ，它将取代 Whirlwind 中使用的挑剔的基于 CRT 的内存。
由于 MTC 除了其创建者之外没有其他用户，克拉克每天可以在多个小时内完全访问计算机。 克拉克对当时流行的物理学、生理学和信息论的控制论混合体产生了兴趣，这要归功于他的同事贝尔蒙特·法利（Belmont Farley），当时法利正在与剑桥 RLE 的一群生物物理学家进行交流。 Clark 和 Farley 在 MTC 工作了很长时间，创建神经网络软件模型来研究自组织系统的特性。 从这些实验中，克拉克开始推导出某些计算的公理原则，他从未偏离过这些原则。 特别是，他开始相信“用户便利性是最重要的设计因素。”
1955 年，克拉克与 MTC 开发者之一肯·奥尔森 (Ken Olsen) 合作，制定了一项计划，创建一种新型计算机，为下一代军事控制系统铺平道路。 使用非常大的磁芯存储器进行存储，使用晶体管进行逻辑处理，它可以比 Whirlwind 更加紧凑、可靠和强大。 最初，他们提出了一种称为 TX-1（Transistorized and eXperimental Computer，“实验晶体管计算机” - 比 AN/FSQ-7 清晰得多）的设计。 然而，林肯实验室管理层拒绝了该项目，因为该项目成本太高且风险太大。 晶体管几年前才出现在市场上，并且很少有计算机是使用晶体管逻辑构建的。 因此，克拉克和奥尔森带着该车的较小版本 TX-0 回来了，并获得了批准。
TX-0
TX-0 计算机作为管理军事基地的工具的功能，尽管是其创建的借口，但对克拉克来说，更重要的是推广他的计算机设计想法的机会。 在他看来，计算交互性已不再是林肯实验室的现实，而是成为新的规范——构建和使用计算机的正确方法，尤其是对于科学工作而言。 他向麻省理工学院的生物物理学家提供了 TX-0 的访问权限，尽管他们的工作与 PVO 无关，并允许他们使用机器的视觉显示器来分析睡眠研究中的脑电图。 没有人反对这一点。
TX-0 非常成功，林肯实验室于 1956 年批准了一款全尺寸晶体管计算机 TX-2，具有 2 万位的巨大内存。 该项目将需要两年时间才能完成。 此后，病毒就会逃出实验室。 一旦 TX-0 完成，实验室将不再需要使用早期原型，因此他们同意将 TX-XNUMX 借给剑桥 RLE。 它安装在二楼批处理计算机中心上方。 它立即感染了麻省理工学院校园的计算机和教授，他们开始争夺能够完全控制计算机的时间。
很明显，第一次就正确编写计算机程序几乎是不可能的。 此外，研究新任务的研究人员一开始常常不知道正确的行为应该是什么。 为了从计算机中心得到结果，你必须等待几个小时，甚至直到第二天。 对于校园里的数十名新程序员来说，能够爬上阶梯，发现错误并立即修复它，尝试新方法并立即看到改进的结果是一种启示。 有些人利用 TX-0 上的时间从事严肃的科学或工程项目，但互动的乐趣也吸引了更多顽皮的灵魂。 一名学生编写了一个文本编辑程序，他称之为“昂贵的打字机”。 另一个人也效仿，写了一个“昂贵的台式计算器”，他用它来做微积分作业。
Ivan Sutherland 在 TX-2 上演示他的画板程序
与此同时，Ken Olsen 和另一位 TX-0 工程师 Harlan Anderson 对 TX-2 项目进展缓慢感到沮丧，决定向科学家和工程师推销一款小型交互式计算机。 他们离开实验室，成立了数字设备公司，在林肯以西十英里的阿萨贝特河上的一家前纺织厂设立了办事处。 他们的第一台计算机 PDP-1（于 1961 年发布）本质上是 TX-0 的克隆。
TX-0 和数字设备公司开始传播在林肯实验室之外使用计算机的新方法的好消息。 然而，到目前为止，互动病毒的地理位置已经局限于马萨诸塞州东部。 但这种情况很快就会改变。
还有什么要读的：
- Lars Heide，穿孔卡系统和早期信息爆炸，1880-1945 (2009)
- 约瑟夫·十一月，生物医学计算 (2012)
- 肯特·C·雷德蒙德和托马斯·M·史密斯，《从旋风到 MITRE》(2000)
- M·米切尔·沃尔德罗普，《梦想机器》(2001)
来源： habr.com