К этой работе подключился НИИСчётмаш. Разработка двухкоординатного регистрирующего графопостроителя ДРП-1 велась группой специалистов под руководством Валентина Борисовича Ушакова и Геннадия Михайловича Петрова (АИ частично, в реальной истории двухкоординатные регистрирующие приборы от ДРП-1 до ДРП-5 разрабатывали Ушаков В. Б., Петров Г. М., Басов Е. П., Махин В. П., Чалых В. Г., Родионов А. Г. в 1962—1968 гг)
Сделать графопостроитель было недостаточно. Требовалась специальная программа, которая могла бы им управлять — прообраз системы автоматизированного проектирования (САПР). Заставить ЭВМ управлять графопостроителем, считывая данные с запоминающего устройства по частям было уже можно.
(В 1963 году Айвен Сазерленд (Ivan Sutherland) разработал программу Sketchpad http://www.guidebookgallery.org/articles/thefatherofcomputergraphics, которая позволяла рисовать простые эскизы на экране ЭЛТ-телевизора при помощи изобретённого в 1955 г светового пера. https://en.wikipedia.org/wiki/Light_pen
Программа работала на компьютере TX-2, разработанном в MIT в 1958 г и имевшем память 64 тысячи 36-битных слов. Быстродействие TX-2 в режиме 36-битных слов — 150 тыс сложений/с и 80 тыс умножений/с. Описание компьютера http://bitsavers.informatik.uni-stuttgart.de/pdf/mit/tx-2/TX-2_Papers_WJCC_57.pdf
Описания программно-аппаратного комплекса Sketchpad на английском:
99 страниц http://bitsavers.informatik.uni-stuttgart.de/pdf/mit/tx-2/Sketchpad_TR296_Jan63.pdf (здесь устройство светового пера)
177 страниц http://bitsavers.informatik.uni-stuttgart.de/pdf/mit/tx-2/Sketchpad_A_Man-Machine_Graphical_Communication_System_Jan63.pdf
рассекречены и лежат в открытом доступе здесь: http://bitsavers.informatik.uni-stuttgart.de/pdf/mit/tx-2/)
За разработку системы автоматизированного проектирования взялись в Институте автоматики и телемеханики. Работа велась под общим руководством чл.-корр. АН СССР Михаила Александровича Гаврилова. (АИ) Когда Гаврилов получил техзадание на разработку, к нему в кабинет вошёл начальник 1 отдела ИАТ и под роспись выдал ему несколько томов распечатанной документации на английском. На листах распечаток стояла многозначительная надпись «Classified» и почему-то были замазаны даты.
Программу первоначально разрабатывали под новый рамеевский «Урал-2». Для её работы память машины в варианте «графической станции» пришлось расширить с предполагавшихся 128 кБ до 256 кБ, и их в итоге тоже оказалось недостаточно. Поставили ещё несколько шкафов с памятью на плакированном проводе (plated-wire memory), доведя общий объём оперативной памяти до фантастической для тех лет цифры 384 кБ (АИ).Использовать подсказку разведки напрямую не получилось — TX-2 и «Урал» были слишком разными по конструкции, но из переданной документации разработчики почерпнули много полезных идей.
Образец «светового пера» сумели раздобыть в США. (АИ) Само по себе устройство оказалось несложным, и его относительно быстро освоили в производстве. Сложнее было сделать его программную поддержку. Графику с самого начала закладывали векторную. При этом машине нужно было хранить лишь две координаты на каждую узловую точку рисуемого эскиза, а также код, задающий толщину линии. Первоначально программу делали только для двумерного рисования, прежде всего — в расчёте на рисование масок для изготовления микросхем, но затем выяснилось, что в ней можно рисовать и электрические схемы, и элементы машиностроительных чертежей.
Уже первая версия программы позволяла рисовать линии на экране световым пером, при этом на экране отображался прицельный крестик-курсор. Можно было выделять линии и узловые точки, менять их расположение, удалять линии. Затем в программе появилось понятие «объект». Рисунок мог состоять из нескольких объектов, которые можно было вращать, масштабировать, размножать, соединять между собой линиями или «вставлять» один объект в другой. Если линия была нарисована криво, её можно было выделить и задать для неё признак горизонтальности или вертикальности, при этом объект менял форму автоматически. Можно было построить окружность или дугу, радиус которой задавался связанным с ней отрезком, либо командой с клавиатуры.
(В качестве демонстрации графических возможностей компьютера TX-2 образца 1958 г
Рисование https://www.youtube.com/watch?v=57wj8diYpgY
Полная демонстрация https://www.youtube.com/watch?v=6orsmFndx_o
3D-возможности https://www.youtube.com/watch?v=DWAIp3t6SLU
Сложный объект https://design.osu.edu/carlson/history/images/pages/ivan-sutherland_jpg.htm
Так выглядело световое перо https://wrightlinda.files.wordpress.com/2012/10/sutherland_sketchpad_01.jpg)
Естественным образом пришла мысль создать «библиотеку объектов», подгружаемых с запоминающего устройства, будь то перфолента или накопитель на магнитной ленте или на жёстком магнитном диске. Векторная графика обусловила малый объём памяти, занимаемый объектом, ведь он состоял всего из нескольких чисел или нескольких десятков чисел.
Программа имела модуль управления графопостроителем. Для черчения использовались появившиеся в продаже стержни для шариковой ручки, изготавливаемые по лицензии французской фирмы BIC. Поначалу графопостроитель работал неустойчиво, изображая на бумаге несвязанные между собой отрезки линий, отдалённо напоминающих прямые. Потребовалось около года напряжённой работы по доводке прибора, пока он не начал изображать в точности то, что было нарисовано на экране. (АИ частично, в реальной истории графопостроители серии ДРП и в начале 70-х рисовали не слишком прямые линии http://www.inf.tsu.ru/webdesign/finf2.nsf/structurlprn/science_graf)
Оценить значимость и удобство подобного способа черчения мог только инженер, работающий на кульмане. Рисуя на бумаге, ему, чтобы передвинуть фрагмент эскиза-компоновки на несколько миллиметров в сторону, нужно было потратить полчаса, чтобы стереть уже нарисованное, а потом ещё час или два рисовать заново, в нужной позиции. Световые столы — «дралоскопы» и кальки, конечно, помогали, но не слишком. В особо тяжёлых случаях приходилось кромсать бумагу ножницами и склеивать. Поэтому появление «графической станции», пусть даже такой, крайне примитивной, было встречено в конструкторских коллективах с большим энтузиазмом.
Проблема была в её габаритах и стоимости — для работы одного человека требовалась машина величиной с большой зал. Шкафы с памятью всё ещё занимали много места. Но система автоматизированного проектирования работала на серийной ЭВМ, пусть и с расширенной памятью. (Американский компьютер TX-2 существовал в единственном экземпляре)
ЭВМ «Урал-1» и «Урал-2» с самого начала предназначались для установки в НИИ, конструкторских бюро, и на предприятиях, поэтому и были выбраны за основу для разрабатываемой «графической станции». Один из первых экземпляров поставили в НИИ-35, где на нём рисовали маски для разрабатываемых интегральных схем. Постепенно сложилась библиотека стандартных объектов и фрагментов, из которых можно было быстро собрать маску при минимальной модификации отдельных объектов. Вместе с минифабриками конструкции Берга это сильно ускорило процесс разработки прототипов.
Затем «графические станции» начали поставлять в другие предприятия МЭП, в конструкторские бюро, прежде всего — авиационные и ракетные, а также для разработчиков атомной техники. Программа развивалась постепенно, обретая новые возможности, вроде векторной трёхмерной графики (на уровне игры Elite)
В 1957 году Кеннет Олсен и Харлан Андерсон учредили компанию Digital Equipment Corporation (DEC). До этого Олсен и Андерсон принимали участие в разработке машин AN/FSQ-7, TX-0 и TX-2 при лаборатории Lincoln Labs, т. е. разрабатывали тот самый компьютер TX-2, который использовал в 1963-м в качестве «графической станции» Айвен Сазерленд.
Однако Первое Главное Управление КГБ СССР внимательно отслеживало новые стартапы в передовых областях, таких как электроника. В итоге DEC фактически стала подразделением транснациональной корпорации «All-American Truck Co». (АИ, см. гл. 02-32)
Олсен и Андерсон осуществляли техническое руководство компанией, но все рычаги финансового воздействия были в руках инвестора. «All-American» заказала DEC разработку малогабаритного компьютера для своих логистических отделов.
С самого начала DEC строила свою работу по принципам транснациональной корпорации. Представитель инвестора с неоригинальным именем Джон Смит, но с оригинальным мышлением, рекомендовал Олсену и Андерсону сосредоточиться на разработке, а всё производство вынести в Юго-Восточную Азию, что позволило бы уменьшить себестоимость. (АИ)
Олсен и Андерсон начали свою коммерческую деятельность с производства и продажи отдельных электронных компонентов. Но заказчик — «All-American» — требовала с них компьютер, поэтому к разработке первого образца приступили почти сразу.
(В реальной истории первые 3-4 года DEC в основном продавала небольшие электронные платы, т. к. основной инвестор — венчурный фонд American Research and Development — считал производство компьютеров невыгодным. По той же причине в названии компании отсутствовало слово «компьютер» Источник: Эндрю Танненбаум «Архитектура компьютера» https://books.google.ru/books?id=uE6Z8aioa_oC&pg=PA35&lpg=PA35)
В выданном заказчиком техническом задании были оговорены некоторые технические подробности, в частности — требовалась 16-битная разрядность машины, и была заранее определена таблица кодировки для текстов. Объяснение заказчик дал простое — «для совместимости с уже используемым оборудованием». Какое-такое оборудование «уже использовалось» — Олсену и Андерсону никто не разъяснил. Ещё одно условие, поставленное разработчикам — обратная совместимость вновь разрабатываемых компьютеров по программам и форматам данных. Систему команд в последующих моделях позволялось расширять, но запрещалось менять уже реализованные команды и адреса их вызова. В 1957-59 гг для большинства западных разработчиков это было далеко не очевидное требование. Также компьютер должен был быть реализован в соответствии с системой стандартов, которых Олсен и Андерсон ранее никогда не видели. Система называлась POSIX.
Зато заказчик предложил использовать дешёвую и качественную элементную базу заграничной поставки. Взяв на пробу несколько транзисторов, Кеннет Олсен весьма удивился — в качестве страны-поставщика на упаковке была обозначена Югославия. До этого момента Олсен и не подозревал, что Югославия вообще производит какие-либо электронные компоненты.
Этому было простое объяснение, хотя Олсену опять-таки ничего не сказали. До нормализации отношений с СССР в 1956 г Тито успел набрать американских кредитов. Расплачиваться по ним, хочешь-не хочешь, а надо. С другой стороны, американские компании в условиях дефицита элементной базы, существовавшего в середине-конце 50-х, готовы были закупать транзисторы где угодно, хоть в СССР, лишь бы комплектующие удовлетворяли требованиям. Но эмбарго Госдепартамента на торговлю с Советским Союзом делало прямые поставки невозможными.
В этой ситуации решено было сделать «финт ушами». Из полученных документов основные направления развития электроники и «подводные камни» на этом направлении стали известны уже в конце 1953 г. Отбросив в сторону все эксперименты с германием, советские специалисты сразу взялись за кремний. Особое внимание уделялось чистоте компонентов, производство сразу начали в «чистых комнатах». Качество и стабильность характеристик за счёт этого получались предсказуемо высокие. (АИ)
От производства точечных транзисторов уже в 1956-м перешли к производству тонкоплёночных. Оборудование первого поколения продали в Югославию. Партнёрам поставляли из СССР компоненты высокой чистоты, а позднее и транзисторы без корпусов. В Югославии их упаковывали в корпуса, маркировали и продавали в США. Поставки шли в счёт погашения взятых ранее кредитов.
Чтобы не получалось, что СССР своими поставками выплачивает долг Югославии Штатам, заключили договоры на поставку фруктов в Союз, а также соглашение о развитии туризма. Теперь советские граждане отдыхали на югославских пляжах за символическую плату, Югославия успешно выплачивала долги по кредитам, DEC получала недорогие и качественные электронные компоненты в обход идиотского эмбарго, «продавленного» ещё ныне покойным (АИ) Даллесом, и могла поставлять заказчику компьютеры, а затраты СССР сводились, главным образом, к электроэнергии при выплавке кремниевых булей. При том, что на дискретную электронику заготовки можно было пускать и малого диаметра, полученные на старом оборудовании.
В соответствии с контрактом, заключённым с «All-American», Олсен и Андерсон уже к 1959 году разработали свой первый компьютер PDP-1. (АИ, в реальной истории разработка датируется 1960 г, хотя в источнике http://www.computerhistory.org/pdp-1/introduction/ обозначен 1959-й). В то время термин «компьютер» в США ассоциировался с «мэйнфреймом», то есть, покупатель сразу представлял себе большой зал, уставленный стальными шкафами, общей стоимостью в несколько миллионов долларов. Позволить себе такое удовольствие могли только преуспевающие компании или правительство.
Машина, заказанная «All-American», была совершенно другой. Портативной, по тем временам. Это был шкаф с электроникой, величиной с большой холодильник, к которому спереди был приставлен утилитарного вида стол с электрической пишущей машинкой для вывода результатов. Чтобы подчеркнуть её отличие от привычных огромных «компьютеров», Олсен и Андерсон назвали своё творение «Programmed Data Processor», или PDP.
Опционально компьютер мог быть оснащён монохромным монитором на электронно-лучевой трубке, с большим для того времени, 16-дюймовым выпуклым круглым экраном, напоминающим индикатор РЛС. ЭЛТ была заключена в несколько нелепый с виду 6-гранный корпус. Тем не менее, размер отображаемого поля составлял 1024х1024 точки. Много ли компьютеров поддерживали такое разрешение даже в конце 90-х. (Источник https://geektimes.ru/company/ua-hosting/blog/274675/)
К компьютеру подключалось и световое перо, разработанное корпорацией Itek. Оно позволяло рисовать прямо на экране. (рисование на мониторе PDP-1 http://chernykh.net/content/view/83/138/)
(Более подробное описание на английском http://archive.computerhistory.org/resources/text/DEC/pdp-1/DEC.PDP1.1962.102646296.pdf с картинками)
На передней панели PDP-1 размещалось считывающее устройство для перфоленты, выполненное на фотоэлементах, с быстродействием 400 символов в секунду — это было заметно больше, чем у механических устройств считывания. В это время обычным способом интерактивного ввода данных в компьютер было устройство, именуемое flexowriter — пишущая машинка IBM Selectric, которая одновременно пробивала дырочки в перфоленте и немедленно вводила данные в ЭВМ, со скоростью 10 символов в секунду. (так выглядел flexowriter http://chernykh.net/images/stories/fruit/flexowriter.jpg)
