Проект Whirlwind
По иронии судьбы, проект Whirlwind ("Вихрь") вышел за рамки бюджета, занял гораздо больше времени, чем предполагалось, и никогда не использовался по своему прямому назначению, зато стал одним из самых важных технологических достижений в компьютерном мире.
В 1943 году, когда командование ВВС США передало проект Whirlwind Джею Форрестеру (Jay Forrester) из Массачусетского технологического института (MIT), ему было велено создать имитатор полётов, чтобы пилоты могли тренироваться и отрабатывать технику на нём, а не на настоящих самолётах. Перед Форрестером стояла очень важная задача, в том плане, что требовалась так называемая "система реального времени", поскольку имитатор должен был реагировать достаточно быстро, чтобы соответствовать реальности. В то время как другие инженеры разрабатывали машины, обрабатывающие от 1000 до 10 000 операций в секунду, Форрестеру пришлось создать машину, способную на выполнение как минимум 100 000 операций в секунду. Более того, поскольку это была система реального времени, надёжность должна была быть значительно выше, чем у других систем того времени.
Проект растянулся на многие годы и закончился намного позже окончания Второй мировой войны. К тому времени пропал интерес к использованию этого проекта для имитатора полётов, и в течение какого-то времени разработчики вообще не знали, что делать с этой машиной. Так продолжалось до тех пор, пока Советский Союз не взорвал свою первую атомную бомбу, после чего правительство США решило модернизировать свою устаревшую и неэффективную систему противовоздушной обороны. Одной из задач было создание компьютерных центров оперативного управления. Проект Whirlwind получил новую жизнь. На карту было поставлено многое, поэтому проблем с финансированием не было.
Впрочем, проблемы были с памятью. Ртутные линии задержки, используемые в других машинах, работали слишком медленно, поэтому Форрестер решил испытать одну многообещающую технологию: электростатические запоминающие трубки. Правда, таких трубок пока ещё не было, поэтому прежде чем получить рабочий продукт, нужно было провести большую опытно-конструкторскую работу. Но как только разработка была закончена, электростатические запоминающие трубки посчитали ненадёжными, да и их ёмкость была слишком мала. Поэтому Форрестер, всегда ищущий лучшие технологии, начал работать над тем, что впоследствии было названо "память на магнитных сердечниках", или "ферритовая память". Форрестер передал свою работу аспиранту по имени Билл Папьян (Bill Papian), который тоже работал над этим проектом. У Папьяна к 1951 году уже был готов прототип и рабочий проект, который в 1953 году вытеснил электростатическую память. Новая память работала очень быстро, была очень надёжной, и ей даже не требовалось электрических разрядов для сохранения своего значения. Чуть позже мы подробнее остановимся на ферритовой памяти, достаточно лишь сказать, что это был чрезвычайно важный технологический прорыв, и вскоре память на магнитных сердечниках стала стандартом, который просуществовал более десятка лет.
Ферритовая память была последним кусочком "пазла". Компьютер был успешно закончен в 1953 году и впервые был развёрнут на полуострове Кейп-Код. Хотя планируемой производительности достичь не удалось, компьютер всё равно был способен выполнять 75 000 операций в секунду, что значительно превышало производительность компьютеров того времени. Массачусетский технологический институт поделился технологией с IBM, где серийный вариант получил название IBM AN/FSQ-7 и увидел свет в 1956 году. Эти "монстры" имели более 50 000 электровакуумных ламп и весили свыше 250 тонн, что сделало их самыми большими компьютерами в истории. Компьютеры IBM AN/FSQ-7 потребляли более мегаватта энергии, без учёта системы кондиционирования воздуха.
Система радиолокационного слежения для противовоздушной обороны SAGE (Semi-Automatic Ground Environment), на которую сейчас был нацелен Whirlwind, полностью заработала к 1963 году. По иронии, к тому времени пользы от этого проекта было не так много, поскольку он был предназначен для отслеживания бомбардировщиков, а межконтинентальные баллистические ракеты (ICBM) появились несколькими годами раньше. Тем не менее, несмотря на то, что фактическое применение Whirlwind было сомнительным, технологии, созданные и усовершенствованные в процессе разработки этого проекта, имели чрезвычайно большое значение. Сюда входит не только применение вышеупомянутой ферритовой памяти, но и разработка печатных схем, запоминающих устройств, компьютерных графических систем (для рисования самолёта), электронно-лучевых трубок и даже светового пера. Соединение таких компьютеров вместе дало США большое преимущество в создании сетей и в технологиях цифровой связи. Компьютеры системы SAGE обладали функцией, которой нет в современных компьютерах: встроенная зажигалка и пепельница. Конечно, установка SAGE стоила своих денег ($8 миллиардов), даже если система не помогла перехватить ни одного бомбардировщика.
IBM 704
Анонсированный в 1954 году, IBM 704 стал первой крупномасштабной серийно выпускаемой компьютерной системой, использовавшей полностью автоматические арифметические операции с плавающей запятой и память на магнитных сердечниках, разработанную для Whirlwind.
Память на магнитных сердечниках (ферритовая память) состояла из крошечных металлических колец размером примерно с булавочную головку, через которые проходили провода, которые можно было намагничивать в любом направлении, придавая логическое значение 0 или 1. Память на магнитных сердечниках обладала множеством важных преимуществ, не последним из которых было то, что ей не требовался ток для сохранения содержимого (преимущество над современной памятью). Кроме того, она обеспечивала настоящий произвольный доступ, при котором доступ к любому участку памяти осуществлялся одинаково быстро (конечно, за исключением тех случаев, когда использовался интерливинг). У прежних типов памяти такого не было. Память на магнитных сердечниках работала значительно быстрее, чем другие используемые технологии памяти, поскольку время доступа равнялось 12 микросекундам. Впрочем, самым важным преимуществом была гораздо более высокая надёжность, которую мог обеспечить IBM 704.
В качестве долговременного запоминающего устройства в 704 использовался магнитный барабан. Для дополнительного хранения данных использовались ленты, способные вмещать по пять миллионов символов.
Компьютер 704 был довольно быстрым и мог выполнять 4000 целочисленных умножений или делений в секунду. Впрочем, как мы уже говорили, 704 мог изначально выполнять арифметические операции с плавающей запятой: почти 12 000 сложений или вычитаний чисел с плавающей запятой в секунду. Более того, 704 применял индексные регистры, которые не только сильно ускоряли ветвления, но и снижали время написания программы (поскольку теперь присутствовала их аппаратная реализация).
704 открыл две основные технологии, которыми мы пользуемся в настоящее время: индексные регистры и арифметические операции с плавающей запятой. Память на магнитных сердечниках тоже сыграла важную роль: она обеспечивала гораздо более высокую скорость и надёжность, хотя данная технология оказалась недолговечной.
IBM 1401 Data Processing System
 |
Если компьютер 650 прославил компанию IBM, то его последователь IBM 1401 Data Processing System вытеснил с рынка перфокарточные машины. Здесь можно провести аналогию с первым в мире дешёвым массовым автомобилем "Форд T", поскольку сочетание функциональности и относительно низкой стоимости IBM 1401 Data Processing System позволило многим фирмам начать пользоваться компьютерными технологиями. Популярность компьютера 1401 помогла IBM стать лидирующей компанией на этом рынке. Как это ни парадоксально, его успех не был целиком на пользу IBM, этот компьютер уж точно не был самым большим или самым выгодным. Фактически, в некоторых случаях IBM 1401 использовали просто как дополнение к его "старшим братьям" для передачи данных с перфокарт на ленты и для печати.
Впрочем, впервые за всю историю сочетание стоимости, надёжности и функциональности сделало компьютеры очень привлекательными для многих потребителей. По сравнению с компьютером 650, которую заменил 1401, последний работал почти в семь раз быстрее, надёжнее и имел лучшую поддержку. Возможно, важнее всего была усовершенствованная система ввода/вывода. IBM оказалась проницательной и разработала машину, которая действительно делала именно то, что нужно было потребителям, и по разумной цене. В некотором смысле 1401 был слишком хорош, поскольку потребители один за другим начали возвращать IBM арендуемые счётные машины, чтобы взять новое "чудо". Это вызвало у IBM множество кратковременных проблем, но со стороны компании вполне дальновидным решением было перетерпеть этот период. В дальнейшем история показала, как окупилась новая коммерческая модель.
Так почему же этот компьютер нашёл такой отклик у потребителей? Память на магнитных сердечниках, транзисторы, программное обеспечение и принтеры стали огромными достижениями. Каждое из них давало модели 1401 большое преимущество над 650. Благодаря всем этим преимуществам, продажи мейнфрейма 1401 превысили ожидания IBM в 12 раз.
Мы уже говорили о памяти на магнитных сердечниках, когда рассказывали о 704. Преимущества в скорости, надёжности, высокой ёмкости и меньшем энергопотреблении делают её очень важной технологией. Однако компьютер 704 был очень дорогим и многим организациям он был не по карману. Модель 1401 значительно расширила рынок применения данной технологии.
Сейчас все знают, что такое транзисторы, по сравнению с существующими в то время технологиями они были более надёжными, потребляли меньше энергии, лучше рассеивали тепло и стоили дешевле.
Комплексный подход, которого придерживалась IBM, подразумевал также программное обеспечение. Впервые совершенно бесплатно IBM включила пакеты программ, удовлетворявших большую часть потребностей покупателей, а не оставила разработку программ на пользователей. Это было критически важно, поскольку такие программные пакеты экономили значительно времени и денег на собственной разработке и позволили организациям, в которых не было программистов, наконец-то извлечь пользу из компьютеров.
Как ни странно, одним из самых больших преимуществ компьютера 1401 был принтер. "Цепной" принтер 1403 обладал номинальной скоростью 600 строк в минуту, что в четыре раза превышало скорость счётной машины 407. Кроме того, принтер 1403 был очень надёжным. На самом деле, для многих пользователей принтер 1403 являлся характерной чертой системы и часто служил причиной покупки компьютера, который поставлялся с принтером.
Всё вышеназванное способствовало популярности машины, которая изменила всю компьютерную индустрию. IBM 1401 добился огромного успеха не только благодаря своим отличным характеристикам, но и низкой начальной цене: всего $2500 в месяц. Фактически, после выпуска 1401, громче всех в компьютерном мире звучало имя IBM. Так уж хорош был 1401.
IBM 7090
 |
В конце 1958 года устаревающий 709 (последний в линейке 700) был заменён на IBM 7090. На самом деле, во многих отношениях 7090 был аналогичен 709, только имел 50 000 транзисторов вместо электровакуумных ламп. Однако благодаря транзисторам у модели 7090 было много преимуществ, включая скорость и надёжность.
7090, а затем и его обновлённая модель 7094 представляли собой классические, мощные и очень большие мейнфреймы, которые стоили очень дорого. Аренда 7090 в типичной конфигурации стоила около $63 500 в месяц, и это без учёта электричества.
Несмотря на стоимость, высокая скорость этого мейнфрейма делала его очень привлекательным. 7090 работал в 5-6 раз быстрее, чем 709, и мог выполнять 229 000 сложений/вычитаний, 39 500 умножений или 32 700 делений в секунду. Анонсированный в 1962 году мейнфрейм 7094 был способен выполнять 250 000 сложений/вычитаний, 100 000 умножений и 62 500 делений в секунду. Он мог хранить в памяти 32 768 36-битных слов.
Однако за исключением внедрения новейших технологий (память на магнитных сердечниках, RAMAC, транзисторы и т.д.) и соответствующего улучшения скорости, энергопотребления и надёжности, функционально мейнфрейм 7094 не сильно отличался от своего предшественника. Задания запускались после записи на катушки с плёнкой и выполнялись пакетно, а результаты по завершению возвращались программисту.
Хотя производительность, ёмкость и надёжность этих мейнфреймов были впечатляющими (главным образом, благодаря переходу на транзисторы и другим новым технологиям), IBM 7090 лишь с натяжкой можно назвать революционными машинами, расширившими границы компьютерной индустрии.
![Отзывы об истории мейнфреймов в Клубе экспертов THG [ 25 отзывов]](/forum/images/icons/icon5.gif){kind=icon}
