Зарождение компьютерной индустрии США . Часть 2

Многие исследователи склоняются к мнению, что первые компьютеры во многом были детищем холодной войны. Действительно ENIAC, BINAC, EDVAC и другие ранние компьютеры были созданы на деньги военных. Они были, прежде всего, предназначены для вычислений в военных областях: расчет таблиц баллистики, водородной бомбы и т.д.

Но помимо вычислений, компьютеры также можно было использовать для управления и коммуникации, где они также во многом превосходили человеческие способности. В 50-х гг., с развитием компьютерных технологий, военные начинали рассматривать варианты использования компьютеров для сбора и анализа данных и моделирования на этой основе военных ситуаций.

Берлинский кризис 1948 г., испытание советской атомной бомбы в 1949 г. и идеологические конфликты двух систем, казалось, вели к неизбежному конфликту, что заставляло задумываться о "щите" против "красной угрозы". Военным была необходима автоматическая система обороны, способная защитить американский континент от советской воздушной угрозы.

В 1953 г. по заказу армии США началось выполнение проекта SAGE (Semi-Automatic Ground Environment) - континентальной компьютерной системы защиты от воздушных атак. Это был самый амбициозный компьютерный проект, который когда-либо выполнялся до этого, было задействовано около 800 программистов (20% от существующих в мире на тот момент) и технические ресурсы самых больших американских корпораций. Проект был детищем Д. Форрестера и Дж. Валли, профессоров Массачусетского технологического института (МТИ).

Начало проекта относится еще к 1944 г., его первоначальной задачей было создание симулятора самолета для наземных тренировок пилотов. Начав с разработки электромеханического компьютера, Форрестер пришел к выводу, что эта машина не подходит для симуляции полета - требовалась большая вычислительная мощность, т. к. обработка данных должна была вестись в режиме реального времени. Поэтому с 1945 г. Форрестер перешел к электронным технологиям, создав компьютер Whirlwind, как часть искомого симулятора.

Главным революционным новшеством данной машины была память на магнитных сердечниках, которая давала возможность во много раз повысить надежность компьютера. В дальнейшем Форрестер полностью отказался от идеи создания симулятора и занялся только разработкой нового компьютера. Стоимость проекта все более увеличивалась и в конечном итоге руководство ВМС США отказалось от дальнейшего финансирования затянувшегося проекта, т. к. министерство обороны уже финансировало около 12 подобных проектов, направленных на создание универсальных компьютеров.

Пытаясь найти спонсоров для своего проекта, в 1948 г. Форрестер выпустил рапорт L1, в котором он изложил план улучшения системы воздушной защиты США, используя созданную им ЭВМ и технологии, разработанные при изучении радаров во время второй мировой войны. Проектом активно заинтересовались ВВС, т. к. в это время возникли серьезные опасения уязвимости США с воздуха. В конце 40-х гг., силами ВВС была даже создана сеть наблюдательных постов за воздушными объектами, комплектовавшаяся гражданскими добровольцами (Ground Observer Corp-GOC). На пике своей деятельности в 1953 г. эта организация имела более 8 тыс. наблюдательных постов, используя 305 тыс. добровольцев. Руководство считало GOC ненадежной и слишком медленной системой для обеспечения раннего обнаружения самолетов противника. Поэтому проект Форрестера пришелся ко времени - предложенная им система хотя и не давала 100% гарантии защиты, но использование компьютеров и ее полуавтоматический характер гарантировали высокую эффективность.

После многих фальстартов и проволочек, изменений в проекте в США была построена система, состоявшая из 23 центров обработки данных (один в Канаде), связанных с континентальной системой защиты от воздушной угрозы. Система SAGE отслеживала воздушные цели и выдавала координаты и курс американским перехватчикам для их уничтожения. Система также могла связываться с системами управления ракетами с ядерными боеголовками Бомарк и Найк.

Каждый из 23 центров SAGE комплектовался компьютером A/N FSQ-7, который потреблял три мегаватта энергии, состоял из 60 тыс. вакуумных ламп и требовал около 100 человек персонала. Компьютер в целях повышения надежности состоял из двух центральных процессоров, чтобы при отказе первого немедленно продолжить вычисления на втором. К компьютеру могло подключаться до 50-ти мониторов или рабочих станций, он мог одновременно отслеживать около 400 самолетов. Система связывалась с более чем сотней радаров, станций наблюдения и другими источниками информации, комбинировала их, чтобы создать общую картину того, что происходит в воздухе.

Полная стоимость проекта до сих пор хранится в секрете, хотя по экспертным оценкам, она доходила до 8-12 млрд. дол., что во много раз превышало стоимость проекта "Манхэттен" (американский проект по созданию атомной бомбы).

Первоначально МТИ рассматривал корпорацию Remington Rand как производителя компьютеров и других компонентов системы. Для IBM этот проект также представлял исключительную важность, поэтому начались переговоры на самом высоком уровне (IBM представлял Т. Уотсон) с руководством главного архитектора системы - лаборатории Линкольна в МТИ. В своих воспоминаниях Уотсон отмечает: "Я работал над этим контрактом упорней, чем над любой другой сделкой в моей жизни". Remington Rand, не желая упускать выгодный контракт, наняла генерала Дж. МакАртура и ввела его в совет директоров, рассчитывая на его помощь в Пентагоне.

В конечном счете, самое важное - производство, установка и обслуживание компьютеров досталось IBM. Руководитель проекта, Форрестер прокомментировал это следующим образом: "В IBM в большей степени наблюдались целеустремленность, единство и корпоративный дух, чем в Remington Rand. Также значительным фактором являлись более тесные связи между исследованиями, производством и техническим обслуживанием в IBM". Напротив, Eckert-Mauchly и ERA "не сотрудничали друг с другом и с Remington Rand".

В конечном счете, контракты распределили следующим образом: IBM поставляла аппаратное обеспечение, Burroughs коммуникационное оборудование (модемы), лаборатория Линкольна МТИ отвечала за системную интеграцию, Western Electric за проектирование и постройку зданий и Systems Development Corporation (SDC), отделение RAND Corporation - за программное обеспечение. Но главным поставщиком стала IBM. Критическим фактором, повлиявшим на выбор ВВС США, был опыт IBM в производстве и обслуживании компьютеров.

Первый управляющий центр SAGE вступил в действие в ноябре 1956 г., последний- в 1962 г. Компьютеры системы SAGE имели значительные технические новации: были изобретены модемы - для связи управляющих центров и совместного использования данных о сложившейся ситуации в воздушном пространстве; была использована память на магнитных сердечниках, которая впоследствии использовалась до середины 70-х гг.

Для SAGE была написана самая большая, когда-либо писавшаяся до этого программа - 500 тыс. строк. В те времена, когда компьютеры, основанные на вакуумных лампах, приходилось выключать для обслуживания приблизительно на 1 месяц в году, SAGE выключалась только на 10 часов в год.

Существовали зачатки того, что мы сегодня называем мультиобработкой, управлением базами данных в режиме реального времени, распределенная обработка данных, разделение времени, диалоговый дисплей и передача данных по сети.

Когда последний центр управления вошел в строй в 1962 г., главной опасностью стали уже не бомбардировщики, а межконтинентальные баллистические ракеты. Эту угрозу система SAGE не могла отразить, т. к. у нее не хватало вычислительной мощности. Как и ENIAC до этого, SAGE не выполнила своей основной цели, но значительно ускорила прогресс в области вычислительной техники, воспитав поколение специалистов в области аппаратного и программного обеспечения.

Контракт SAGE был исключительно важным для IBM, т. к. в рамках оплачиваемого военными контракта, была дана возможность разработать технологии, уменьшавшие издержки сборки электронных схем. Работа над системой SAGE принесла IBM около 500 млн. дол. Возможно, без этого источника дохода у IBM не было бы финансовой силы и технологий, чтобы разработать серию компьютеров System/360 - наиболее успешную компьютерную архитектуру своего времени (стоимость проданных систем около 100 млрд. дол.). Впоследствии на основе технологии SAGE фирма IBM построила систему бронирования мест на авиатранспорте SABRE-Semi-Automatic Business-Research Environment (1964). Технологии SAGE также были использованы в системе контроля воздушного движения в США.

Таблица 1 Доходы IBM в США 1952-1964 гг. (млн. дол.)

Эта таблица свидетельствует о значении военных контрактов для фирмы IBM. До 1957 г. прибыль от военных проектов превышала совокупные доходы от коммерческих компьютеров и гибридных электронно-механических систем.

Новый этап развития компьютерной индустрии начался с изобретения транзистора. 1 июля 1948 года на одной из страниц New York Times, посвященной радио и телевидению, было помещено скромное сообщение о том, что фирма Bell Telephone Laborotories разработала электронный прибор, способный заменить вакуумную лампу. После почти трехлетних исследований, потребовавших около миллиона дол., фирма Bell получила транзистор.

Выполняя те же функции, что и электронная лампа, транзистор вместе с тем имел значительно меньшие размеры и был свободен от недостатков, присущих лампам: у него не было хрупкого стеклянного корпуса и тонкой нити накаливания, он не перегревался и потреблял гораздо меньше электроэнергии. Снижение стоимости транзистора способствовало ускорению процесса миниатюризации в электронике. Появились компьютеры второго поколения, основанные на транзисторной технологии, имевшие более высокую скорость вычисления, использующие усовершенствованные способы хранения информации.

В начале 50-х гг. IBM и Remington Rand начали рассматривать транзисторы как жизнеспособную технологию для своих продуктов. С. Данвел и В. Бухгольц- два старших инженера IBM, предложили проект создания новой машины Datatron. Основанная на транзисторах, эта машина позволила бы серьезно обогнать UNIVAC и включала бы элементы структуры машин первого поколения Model 701, 702 и 704.

После внутрифирменных дебатов и контракта от научной лаборатории в Лос-Аламосе проект Stretch был запущен. Это был совместный проект научной лаборатории в Лос-Аламосе, Министерства энергетики и корпорации IBM. Машина была разработана для выполнения расчетов комиссии по атомной энергии США, а также для обслуживания особо секретных шифровальных систем Агентства национальной безопасности. Stretch стала амбициозной попыткой растянуть, расширить (игра слов - stretch, англ.- растягивать, тянуть) границы применения существующих компьютерных технологий.

Президент Т. Уотсон на встрече с акционерами отметил, что новая машина может выполнять"100 миллиардов операций в день". Как только распространились известия об этом компьютере, сразу же поступили заказы от еще нескольких клиентов.

Первая машина (переименованная в IBM 7030) была установлена в Лос - Аламосе 16 апреля 1961 г. Хотя ее производительность в итоге была в два раза ниже целевой, она была принята и работала 10 лет, с удивительной для того времени надежностью - 17 часов без сбоя. Несмотря на то, что заказчиков устраивала производительность, IBM рассматривала Stretch как провал, т. к. не были достигнуты планируемые и широко объявленные характеристики по скорости. Из-за этого IBM пришлось снизить цены на модель 7030 с 13,5 млн. дол. до 7,78 млн. дол., и это в свою очередь означало, что каждая машина производилась с убытком.

Спустя некоторое время отношение к Stretch в IBM изменилось. С позиции догоняющей IBM сместилась на передовой край компьютерной индустрии, во многом благодаря новациям, заложенным в Stretch. В этом компьютере впервые были использованы магнитные диски вместо сердечников для вторичной памяти; механизмы для безопасного одновременного выполнения большого числа задач; стандартный интерфейс для подключения различных устройств ввода/вывода. Были построены десять систем, одна из которых стала частью специального продукта для Агентства национальной безопасности, получившего название Harvest. Д. Майкл, физик и пользователь Stretch, отмечает, что персонал был удивлен тем, что Stretch не отказывает каждые 20 минут. Он называет систему очень надежной, окупившей себя при поддержке серии ядерных тестов 1962 г. на острове Кристмас.

В конечном итоге, программа Stretch принесла IBM 20 млн. дол. убытка. Но технологическое наследие Stretch было настолько богатым, что за ним сразу же последовали продукты, завоевавшие коммерческий успех, например, модель 7090. В System/360 были воплощены многие идеи Stretch, в том числе то семейство совместимых машин, которые так и не были реализованы для самой Stretch.

Начиная с 1958 г. на основе технологий Stretch, IBM переходит к выпуску компьютеров второго поколения. Model 7070 и 7090 предназначались для обеспечения крупных государственных проектов. Например, модель 7090 использовали ВВС США для системы раннего обнаружения баллистических ракет.

Наряду с линейкой высокопроизводительных и дорогих мейнфреймов 70xx, подразделение в Эндикоте представило компьютеры серии 1400. В мэйнфрейме 1401, первым в этой серии, вакуумные лампы были заменены меньшими по размеру, более надежными транзисторами и использовалась память на магнитных сердечниках. Model 1401 стала самым успешным компьютером 60-х гг., было продано более чем 12 тыс. мэйнфреймов этой модели.

Но одной из серьезных проблем стала ее несовместимость со старшей линейкой компьютеров 70xx. Это порождало массу неудобств как для заказчиков, которые не могли безболезненно перейти на новое, более производительное оборудование старшей линейки, так и для самой IBM. Компания должна была готовить сервисный персонал и обеспечивать программную поддержку для каждой отдельной системы. Периферийное оборудование, разработанное для одного компьютера, невозможно было использовать с другим без серьезной модификации. Это привело к созданию в IBM специальной группы SPREAD (System Programming, Research, Engineering and Development) по исследованию возможности создания новой универсальной и совместимой линейки компьютеров.

Компьютеры серии 70xx и 14xx принесли IBM широкую известность, а объем продаж за шесть с небольшим лет удвоился (увеличился с 1,17 млрд. дол. в 1958 г. до 2,31 млрд. дол. в 1964 г.), темпы роста продаж составили 30% ежегодно. По данным журнала Datamation, в 1961г. уже 81,2% компьютерного рынка принадлежала IBM.

Успеху IBM на новом компьютерном рынке способствовали следующие три главных качества: Серьезные собственные научные исследования и опытно-конструкторские разработки (НИОКР), в результате чего фирма стала владельцем ключевых патентов. Расходы на НИОКР были увеличены с 15% чистого дохода в 1940 г. до 35% в 1950 г. и 50% в 60-70-х гг. С 1960 г. бюджет IBM на НИОКР в области компьютеров превзошел федеральный бюджет на эти цели.

Ориентация компании на сбыт. Компания имела огромный опыт сбыта и обслуживания комплексных систем, которого не было у конкурентов.

Собственное производство периферии (особенно накопителей на магнитной ленте и высокоскоростных принтеров).

IBM не игнорировала потенциальных клиентов, как это делали многие фирмы, фокусировавшиеся исключительно на мощных научных компьютерах. IBM, работая на научном рынке, никогда не забывала о коммерческом и потенциальных связях между ними. В конечном счете, успеха в компьютерном бизнесе помогла добиться основная традиция фирмы - вхождение одновременно на несколько рынков и передача опыта между ними.