`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

«Крестный отец» современных ПК

Статья опубликована в №19 (730) от 1 июня

+33
голоса

Самая престижная в информатике награда – премия Тьюринга – присуждена в 2009 г. Чарльзу Текеру (Charles Thacker), члену технического совета (Technical Fellow) Microsoft. Он получил ее за новаторскую разработку и создание Alto, первого современного персонального компьютера, а также за вклад в технологию Ethernet и развитие планшетных ПК.

«Крестный отец» современных ПК
Чарльз Текер

Напомним, что премия Тьюринга была учреждена Ассоциацией вычислительной техники (Association for Computing Machinery, ACM) и вручается специалистам, чьи работы оказали существенное влияние на развитие информатики и вычислительной техники. По своей престижности она соответствует Нобелевской премии.

Вообще говоря, премия Тьюринга присуждается ученым за концептуальные или теоретические работы в области computer science. За всю историю награждений Чарльз Текер является вторым лауреатом, получившим премию за разработку и создание вычислительной техники – первым был британец Морис Уилкс (Maurice Wilkes) в 1967 г.

В том же году Чарльз Текер получил бакалавра в области физики в Калифорнийском университете (Беркли) и представлял свою дальнейшую карьеру в качестве инженера-физика, разработчика ускорителей элементарных частиц. Но судьба распорядилась иначе. В октябре 2006 г. он рассказал об этом в интервью корреспонденту Михаю Будиу (Mihai Budiu).

После окончания университета он был принят в синхротронную лабораторию Калифорнийского технологического института и был очень доволен, поскольку находился на переднем крае инженерных разработок. Однако Чак (как его обычно называли друзья) хотел поступить в магистратуру, а для этого требовались средства на обучение. Он решил пару лет поработать, накопить достаточно денег, а заодно и присмотреться к различным магистратурам. Чак начинает сотрудничать с Джеком Хоули (Jack Hawley), изобретателем из Беркли, с которым работал ранее в Berkeley Instruments, компании, изготовлявшей цифровые автоматизированные метеорологические станции. «Джек, я поработаю у тебя год-другой. Платить много не нужно, но ты должен научить меня пользоваться всеми этими инструментами, а взамен я буду разрабатывать для тебя электронику», – таково было условие. Хоули его принял, и Чак попал в конструкторский рай. Он вспоминает: «У Джека были хорошие токарный, фрезерный и сверлильный станки и множество инструментов для конструирования механических устройств, так что я стал неплохим механиком».

Как-то раз несколько месяцев спустя друг Хоули зашел в мастерскую и сказал, что в Беркли открывается компьютерный проект «Джинн» (Project Genie), и Чак, после переговоров, был включен в качестве инженера, хотя и не испытывал к компьютерам особого влечения. «Я пользовался компьютерами, программировал на Фортране при изучении физики, и всегда думал, что это не очень интересно. Но когда я познакомился с ними ближе, они меня покорили».

Это произошло в 1968 г. Результатом проекта была вычислительная система SDS 940 с разделением времени. В ходе реализации проекта он принимал участие в разработках контроллера для принтера, некоторых модемов, модификации телетайпных каналов. В рамках проекта судьба свела Чака с таки-ми известными в компьютерной истории людьми, как Батлер Лампсон (Butler Lampson), лауреат премии Тьюринга 1992 г., Питер Дойч (Peter Deutsch), Мел Пертл (Mel Pirtle) и Уэйн Лихтенбергер (Wayne Lichtenberger). Все они были заинтересованы в создании наследника SDS 940, одной из первых успешных коммерческих машин с разделением времени.

Участники проекта решили, что следующую вычислительную машину, которая должна была быть очень большой, они будут строить не в стенах университета, поскольку его структура не позволяла создавать системы такого масштаба. Поэтому на базе венчурного капитала была образована новая компания Berkeley Computer Corporation (BCC). Машину (BCC-500) построили в 1969 г. Продолжения не последовало из-за рецессии, наступившей в 1970 г., и BCC-500 была продана исследовательскому центру Министерства обороны ARPA, который установил ее в Гавайском университете, где она оставалась основной в департаменте Computer Science в течение пяти лет. Поскольку вся аппаратная часть функционировала нормально, а вторую машину строить не собирались, то Чак оказался как бы не у дел и был приглашен в новую исследовательскую лабораторию в Пало-Альто, которая называлась Xerox PARC (Palo Alto Research Center).

Центр, открытый в 1970 г., стал легендарным благодаря своим инновациям в области вычислительной техники. В 1971 г. Чарльз Текер стал одним из первых его сотрудников. Исследования, проводившиеся в PARC, сформировали будущее вычислений: Ethernet, лазерная печать и, конечно же, компьютер Alto. В нем впервые были реализованы растровый дисплей в комбинации с мышью, которые предоставляли графический интерфейс, применяемый до сих пор. При обработке текстов использовался режим WYSI/WYG (What You See Is What You Get), и в целом компьютер получился самодостаточным, с локальным устройством хранения. Вдобавок Гэри Старкуэдер (Gary Starkweather) с помощью Текера и других сотрудников разработал лазерный принтер. Правда, он был слишком дорогим, чтобы предоставить его каждому сотруднику, поэтому встал вопрос о сети, что привело в конечном итоге к созданию Ethernet. Однако познакомимся с историей Alto несколько подробнее.

Alto

После построения MAXC (Multiple Access Xerox Computer), разработчики начали раздумывать над тем, чем бы заняться далее, и тут Боб Тейлор (Bob Taylor), глава подразделения методов обработки информации в ARPA, попытался убедить группу создать персональный компьютер, но не смог объяснить достаточно хорошо, что он имеет в виду. Но тут случилось два события: Чак Текер нашел способ построить недорогой компьютер по стандартам, сходным с таковыми для мини-ЭВМ, и стало понятно, как создать битовое (растровое) отображение графического объекта на дисплее. Однако для того чтобы сделать ПК доступным, нужно было решить проблему снижения его стоимости. Основными компонентами компьютеров того времени были процессор и память и затем – система ввода-вывода. Контроллеры ввода-вывода существенно повышали стоимость машины. И тут Чак предложил разделять время центрального процессора на самом низком уровне (теперь это назвали бы многопотоковостью). Это позволило значительно удешевить устройство и сделать его персональным.

Компьютер содержал четыре основных части: графический дисплей, клавиатуру, графическую мышь и корпус с процессором и дисковой памятью.

Графический дисплей являлся наиболее впечатляющей особенностью Alto. Он напоминал экран телевизора, повернутый на 90°, имел размеры 8" (ширина) на 10" (длина) и разрешение 606×808. Это был растровый дисплей с побитовым отображением, т. е. каждая точка отображала бит памяти. Этот метод, конечно, отбирал память, но делал дисплей очень быстрым. Поскольку генерация символов аппаратно не выполнялась, то пользователь мог создать свой набор и отобразить его на экране. Допускались смешанные шрифты разных размеров и форм.

На первый взгляд клавиатура Alto напоминала клавиатуру типичной пишущей машинки с добавлением нескольких специальных клавиш. Она была съемной и довольно удобной для работы. Ее уникальным свойством было отсутствие кодировки символов. Каждая клавиша имела собственную сигнальную линию в интерфейсе клавиатуры, что позволяло программе задействовать преимущество «аккордных» команд, когда пользователь мог нажать несколько клавиш одновременно. Другая особенность заключалась в возможности определить время удержания клавиши нажатой. Безусловно, все эти особенности поддерживались программным обеспечением.

Мышь представляла собой небольшую коробочку с тремя кнопками наверху и несколькими шарикоподшипниками внизу, подсоединяемую к клавиатуре тонким кабелем. В типичном случае мышь удерживалась в правой руке и каталась по столу на мягком куске пластика. Перемещение определялось по вращению подшипников, и смена позиции передавалась в компьютер. Физическое положение мыши на столе роли не играло, так как передавались только изменения. Многие программы, работающие на Alto, могли управляться с помощью мыши.

Процессор и дисковая память располагались в шкафу размером с небольшой холодильник. Каждый компьютер содержал два 3-мегабайтовых дисковых накопителя, которые напоминали небольшую печь для пиццы и часто так и назывались.

«Мозгом» Alto служил заказной процессор, подобный Data General Nova 1220. Процессор был изготовлен как ИС TTL с малой и средней степенью интеграции. Его производительность составляла примерно 400 тыс. инструкций в секунду. Компьютер имел адресное пространство 64 К 16-разрядных слов (включая графическую память), которое могло быть увеличено до 256 К слов с помощью техники «выбор банка».

Особенностью Alto являлось и то, что команды выполнялись на уровне микрокодов. На компьютере могли запускаться до 16 задач одновременно, и вся планировка ввода-вывода осуществлялась посредством микрокодов, но прямо управлять можно было только одной программой. Пользовательская задача имела самый низкий приоритет и должна была, если необходимо, предоставлять процессорные циклы другим задачам, которые управляли дисплеем, диском, клавиатурой и мышью, а также Ethernet-соединениями.

Alto использовал ПО (часто микрокод) для выполнения многих задач, таких как преобразование клавиатурного ввода и генерация символов, которые в типичном случае выполняются аппаратно. Этот подход делал архитектуру подчас объемной, но очень гибкой.

Каждый компьютер имел ПЗУ, содержащее программу инициализации сетевого соединения. Размещение такой программы в ПЗУ гарантировало пользователю безопасность, если какая-либо часть системного ПО давала сбой. Все ПО могло быть восстановлено по сети.

ОС Alto была написана на BCPL (Basic Combined Programming Language) – языке, похожем на С. Наверху ОС работала программа, называемая Alto Executive. Она прямо принимала пользовательские коман-ды и позволяла манипулировать файлами и ставить программы на выполнение. Интересной ее особенностью было расширение «escape», которое давало возможность полностью сформировать имя файла по нескольким начальным символам. При вводе части имени файла или программы, за которым следовало «escape», Executive завершала ввод имени на дисплее. Это позволяло программисту именовать файл дескриптивным способом и не набирать длинное имя на клавиатуре. Использовав знак вопроса вместо «escape», программа выводила список имен, совпадающих по введенным символам.

Alto имел гибкую и надежную файловую систему. В отличие от многих таких систем, которые ограничивали имена шестью или восемью символами с тремя символами расширения, она допускала имена файлов вплоть до 31 символа.

При работе с компьютером активно задействовались его графические возможности. Экран мог разбиваться на окна, с различным доступом к каждому из них. Многими программами Alto можно было управлять посредством только мыши и экранного окна. При вводе курсора в новое окно он мог изменять форму. В составе ПО Alto присутствовал также экранный текстовый редактор Bravo, управляемый частично мышью и частично – клавиатурой. Bravo позволял пользователям редактировать и форматировать текст. С помощью программы Draw в документ можно было вставить иллюстрацию.

Каждому компьютеру присваивался Ethernet-адрес, по которому он мог однозначно идентифицироваться в сети. Сеть могла содержать не только компьютеры Alto – к ней подключались и другие устройства. Один тип таких устройств, серверы, являлись непользовательскими Alto, выделявшимися для некоторой специфической функции. Сервер мог быть подсоединен к принтеру. Таким образом, печать файла в действительности состояла из отправки сообщений принт-серверу. Еще одним распространенным устройством был файловый сервер. Эти машины поддерживали сверхбольшие диски и являлись репозиториями для программ и файлов, которые занимали слишком большой объем или были редко востребованными, чтобы храниться на пользовательских машинах.

Благодаря дизайну сети и Alto новые компьютеры могли подключаться к сетевой среде (стандартному коаксиальному кабелю) с чистым диском, установленным на фабрике, и стать полностью функциональными со всем набором ПО в считаные минуты.

Компьютеры Alto не являлись коммерческим проектом, а использовались только в научных и исследовательских целях. Они были установлены в Стэнфорде, центре Карнеги-Меллон, МТИ. В исследовательском центре PARC Alto служил платформой для разработки технологии Ethernet, оконного и пиктограммного интерфейсов, полноэкранных редакторов текстов, лазерной печати, объектно-ориентированного программирования и многих других инноваций. Нет необходимости убеждать читателей в том, что революция в персональных вычислениях 80–90-х годов, которую сделали Macintosh, Windows, настольные издательские системы, Интернет и Веб, многопользовательские виртуальные миры и многое другое, стала прямым следствием инноваций, реализованных в Alto.

Естественно, Alto разрабатывался не только Чаком Текером. В проекте принимали участие такие известные в мире информатики люди, как Эд МакКрейт (Ed McKreight), Батлер Лемпсон (Butler Lampson), Боб Спрулл (Bob Sproull) и Дэйв Боггс (Dave Boggs).

Однако вернемся к Чарльзу Текеру.

На пути к Microsoft

В 1983 г. после 13 лет работы в Xerox PARC Боб Тейлор (Bob Taylor), бывший глава отдела техники обработки информации при ARPA и один из основателей PARC, уходит из исследовательского центра ввиду разногласий с руководством, «прихватив» с собой несколько основных сотрудников, включая Чака Текера. Они находят приют в DEC (Digital Equipment Corporation) и организуют там Systems Research Center. Это может показаться странным, но там Текер проработал тоже 13 лет.

В DEC он участвовал в создании первого компьютера на базе процессора Alpha, сетевых разработках систем AN1 и AN2 и в проекте высокопроизводительной широкополосной сети, результатом которого стал продукт, названный GIGAswitch/ATM.

В середине 80-х и в начале 90-х Чак вел переговоры с Microsoft. Однако считая себя сугубо техническим специалистом, не увидел там своего места. Но в 1997 г. Microsoft нашла к нему правильный подход.

Как вспоминал Чак Текер, психологически он был подготовлен к уходу из DEC. Он планировал взять творческий отпуск и поработать год либо в Компьютерной лаборатории в Кембридже (Великобритания), либо в ETH (Швейцарский федеральный институт технологии) в Цюрихе. Текер склонялся и к идее работы в исследовательской лаборатории Microsoft в Кремниевой Долине. В это же время его коллега Роджер Нидхэм (Roger Needham) лоббировал открытие исследовательского центра Microsoft в Кембридже. Это удалось, и Чак послал ему по электронной почте свои поздравления. «Да, это случилось, – ответил Роджер. – И вы вскоре услышите об этой истории больше».

Тридцать минут спустя раздался телефонный звонок, и Натан Мирволд (Nathan Myhrvold), основатель Microsoft Research, спросил: «Чак, не хотите ли прийти в Microsoft на год-два и помочь Роджеру в организации лаборатории в Кембридже?». Таким образом Чарльз Текер оказался в Microsoft.

После двух лет работы в Великобритании Текер начал планировать возвращение в США. Поскольку климат Редмонда не подходил для его жены, они вернулись в зону Золотого залива (Сан-Франциско), где Текер занялся разработками электронных книг, тогда еще совсем новой области. Он выполнил начальный дизайн для Tablet PC и сотрудничал с Flextronics с целью его производства. Хотя Tablet PC никогда не пользовался широкой популярностью, он занял стабильную долю рынка, начиная со своего дебюта в 2001 г. Сейчас Текер работает 13-й год в Microsoft, но не собирается продолжить традицию.

Мы закончим публикацию об одном из столпов информатики Чарльзе Текере отрывком из вышеупомянутого интервью.

Вопрос. Компьютер Alto был разработан и построен в Xerox PARC в 1972 г. В нем были реализованы множество перспективных технологий: микропрограммирование, мышь, растровый дисплей с побитовым отображением, перекрывающиеся окна, меню, пиктограммы, текстовый редактор WYSI/WYG, объектно-ориентированное программирование, многозадачность, Ethernet, системы CAD, электронная почта, лазерная печать и много других вещей, которыми мы пользуемся сегодня. Что произошло в последние 30 лет, что не было открыто в PARC?

«Крестный отец» современных ПК
Так выглядел Alto

Ответ. Мы упустили массу вещей. Например, IBM PC. И, в частности, недооценили значение Apple II. Этот компьютер появился примерно на 10 лет позже Alto. Но он отличался минималистским дизайном, поэтому не был так дорог: Alto в 1973 г. стоил 12 тыс. долл., которые сегодня эквивалентны 100 тыс. долл. И IBM PC, и Apple были столь успешны, потому что появились микропроцессоры, которые могли выполнять реальные программы. Это может звучать несколько иронично, но центральный процессор в Apple II, 6502, мы использовали в клавиатуре Dorado, наследника Alto. Мы не рассматривали 6502 как ЦП, а воспринимали его как контроллер.

Мы упустили электронные таблицы. Правда, Петер Дойч написал служебное письмо о программной системе, которая могла работать согласно концепции «пауки под бумагой» (spiders under paper), являющейся парадигмой электронных таблиц. Однако он так и не создал ее, и основная причина этого заключалась в том, что он не видел, кому это было нужно.

Машины, которые мы строили, использовали микропрограммы, поэтому RISC также не попал в поле нашего зрения. Микропрограммы дают возможность строить довольно сложный набор инструкций. В Alto и в некоторых других компьютерах микропроцессор использовался также и для операций ввода-вывода, а с помощью микропрограмм многие вещи можно сделать очень эффективно.

Мы не обратили внимания на UNIX. Alto была однопользовательской машиной, и в ней не применялось разделение по времени. UNIX стартовал как многопользовательская система, что позволило разделять PDP-11.

Что касается TCP/IP, то в этом случае ответ неоднозначный. Некоторые из сотрудников PARC участвовали во встречах с группой TCP/IP, но законники сказали им, что они ничего не должны говорить, и они только задавали проясняющие вопросы. Мне рассказывали, что один из организаторов обратился к сотруднику Xerox и спросил: «Судя по всему, вы уже делали это прежде?». Xerox имела собственный сетевой протокол – XNS. К этому времени уже было несметное количество других протоколов, так что TCP/IP появился не на пустом месте.

Как же сам Чарльз Текер оценивает свое влияние на компьютерную индустрию? «Персональные вычисления выросли из того, что случилось в Xerox PARC, и я внес в это большой вклад».

+33
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

=)

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT