В конце января 2001 года во многих зарубежных периодических изданиях появилось сообщение: "Том Килбурн, пионер компьютеризации и участник создания первого в мире компьютера с хранимой программой, скончался на прошлой неделе в возрасте 79 лет после продолжительной болезни".

Джей Форрестер

В декабре 1951 года воскресным вечером американские телезрители в одной из телепередач увидели представление (презентацию) электронного компьютера Whirlwind. Вел передачу обозреватель Эдвард Мюрроу (начало его выступления вынесено в эпиграф), который общался напрямую с компьютерной лабораторией MIT (Массачусетского технологического института). Зрители увидели на экране нечто похожее на слова, составленные из огней иллюминации: "ХЕЛЛО, М-Р МЮРРОУ". На самом деле никаких лампочек не было — это светились яркие точки на экране дисплея, на ЭЛТ. Это событие в дальнейшем почему-то стали интерпретировать как начало компьютерной графики.

Но главное изобретение, которое было применено в компьютере Whirlwind, — это память с произвольным доступом на магнитных сердечниках, действующая по принципу совпадения токов. Руководитель работ Джей Форрестер, опутанный кабелями микрофонов и наушников, продемонстрировал телезрителям некоторые возможности своего замечательного изобретения.

Форрестер появился в качестве главного лица в компьютерном мире в конце 40-х — начале 50-х годов. Он рано осознал, что компьютеры могут быть использованы для решения разнообразных проблем и поэтому стал одним из приверженцев цифровых компьютеров, определяя развитие MIT в этом направлении, а также военной промышленности и в итоге всей своей страны. Он был организатором одного из наиболее значимых проектов в истории — "Проекта Whirlwind". Защита с воздуха была признана необходимой. Эта необходимость со всей серьезностью привела к созданию компьютеров для модернизации американских средств ПВО. Для решения проблемы был выбран Джей Форрестер. Он возглавил разработку и создание системы SAGE. Компьютеры системы SAGE, являющиеся модификацией Whirlwind, впоследствии получили название AN/FSQ7.

Изобретения Форрестера выдержали испытание временем. Система SAGE, основанная на компьютерах Whirlwind, просуществовала до начала 80-х. В это время Джей Форрестер уже был вовлечен в новые компьютерные разработки по самым разным аспектам. Он объединил кафедру в MIT со Слоуновской школой менеджмента, где использовал свои знания в компьютерной технологии для создания новой дисциплины, названной им системной динамикой.

Магнитная память компьютера Whirlwind

Форрестер создал Whirlwind и SAGE, улучшил человеко-машинное взаимодействие, но наиболее значимой была его версии памяти на магнитных сердечниках. Рассказывая о Форрестере, все как один отмечали его острый ум. Сначала он слушал вопрос, затем погружался в себя на мгновение и в итоге выдавал ответ, в котором не было ни единого лишнего слова. Он был эталоном ученого. Тем не менее многие удивляются, когда узнают о том, что родился он на животноводческом ранчо Клаймекс неподалеку от Небраски, население которого насчитывало лишь 10 человек.

Животноводчество, однако, не привлекало его. Он посещал деревенскую школу и ставил простые опыты по электричеству. Впоследствии, в годы обучения в высшей школе, на старших курсах, он взял детали от старой машины и собрал 12-вольтную электрическую систему, действующую при помощи ветра, которая давала электричество на его семейном ранчо. Он хотел поступить в сельскохозяйственный колледж при Университете в Небраске, но несколькими месяцами раньше до конца 1935 года он изменил свое решение в пользу факультета электроинженерии. И в 1939 году он закончил его с лучшим дипломом среди 70 выпускников этого факультета.

Форрестер начал заниматься исследованиями с июля 1939 года в Массачусетском технологическом институте, работая сначала как ассистент по исследованиям в Лаборатории высоких напряжений. В середине 1940/41 учебного года Форрестер стал работать в новой Сервомеханической лаборатории Гордона Брауна, которая являлась частью электроинженерного факультета MIT. Его работа на соискание ученого звания в области электроинженерии была во время войны приостановлена в угоду исследованиям для военной промышленности и была закончена лишь в 1945 году. Браун руководил работой Форрестера, которая называлась "Разработка гидравлических сервомеханизмов".

В декабре 1944 года Военно-морской центр по особым исследованиям поручил MIT разработать анализатор воздушного наблюдения и стабильности (ASCA), чтобы использовать его для новых аэродинамических проектов. В это время Форрестер подумывал оставить Сервомеханическую лабораторию, возможно, он хотел открыть свое дело в сфере автоматического управления. Однако Гордон Браун хотел его удержать, предложив список, состоящий из двенадцати проектов, один из которых, по своему усмотрению, он должен был выбрать. Форрестер просмотрел весь список, и мысль открыть свой собственный бизнес показалась ему менее привлекательной, чем быть вовлеченным в одно из новых исследований. Особенно заманчивым показался ему проект ASCA. Он сказал Брауну, что выбирает его.

Форрестеру было предложено создать аналоговый компьютер, который мог бы имитировать самолет с пилотом как часть системы. Контроль за полетом должен быть доступен для пилота, а реакция имитационного самолета должна соответствовать реальному масштабу времени. Задача имитатора состояла в быстром получении результатов технических изменений летных данных и таким образом экономила средства. Вскоре после начала работ над проектом — это было весной 1945 года — Форрестер осознал, что столкнулся с серьезными проблемами. Для того чтобы сравнить реакцию пилота при управлении самолетом и ответы имитатора самолета по времени, необходимо было исключительно высокоскоростное устройство с максимально быстрым временем для ответа. Но его не было. За лето Форрестер пришел к выводу, что аналоговый компьютер не может быть достаточно быстрым для достижения цели.

На этом этапе главной поворотной точкой в жизни Форрестера стало знакомство его с человеком по имени Пэрри Кроуфорд, который организовал аналитический центр при Массачусетском технологическом институте и в то же время работал в Военно-морском центре по особым исследованиям. Услышав о проблемах Форрестера, Кроуфорд предложил ему изучить цифровые вычисления. Он также предложил познакомить Форрестера с учеными из Гарварда и университета в Пенсильвании, в итоге Форрестер в Филадельфии познакомится с Джоном Нейманом, Дж. Преспером Эккертом и другими видными учеными. Это посещение сделало Форрестера приверженцем цифровых компьютеров. Следующим шагом надо было убедить Гордона Брауна. Это далось легко и в январе 1946 года он приступил к разработке проекта цифрового компьютера.

К аналоговому компьютеру был утрачен всякий интерес. В апреле того же года в контракт по ASCA были внесены изменения, касающиеся того, что Форрестер и его команда собираются использовать цифровые компьютеры вместо аналоговых. Этот проект был назван Whirlwind. Теперь Форрестер становится директором цифровой компьютерной лаборатории, являющейся преемницей цифрового компьютерного отдела Сервомеханической лаборатории.

В начале 1947 года он прошел обучение по проектированию машин типа EDVAC, но при этом сделал вывод, что скорость их расчетов не отвечает требованиям времени. Позднее, в том же году, Форрестер и Роберт Р. Эверетт, помощник директора проекта, отклонились от главной задачи создания параллельного компьютера. Форрестер был недоволен тем фактом, что неисправности электронных ламп и кристаллических диодов выводят компьютер Whirlwind из строя по несколько раз на день. На этой стадии разработки никто особенно не разбирался в действии электронных ламп, известно было лишь то, что после 500 часов работы большинство из них переставало работать. Ни одна машина, состоящая из нескольких тысяч вакуумных ламп, каждая из которых работает только 500 часов, не была в состоянии работать достаточно долго от поломки до поломки. Форрестер предложил две идеи, которые по значению были не менее серьезны, чем его память на магнитных сердечниках. Во-первых, он увеличил жизнь электронных ламп до 50 000 часов, использовав для катодов, не содержащих силикона, материалы, которые исключают преждевременные потери катодной эмиссии. Во-вторых, он увеличил продолжительность рабочего времени в десять раз — до 5 миллионов часов, — включив диагностическую систему в компьютер Whirlwind, что автоматически позволяло определять любой электронный компонент, который начал давать сбои. Его можно было исправить, прежде чем он мог допустить ошибку.