Как появился компьютерный интерфейс: прорыв легендарного американского изобретателя
Компьютеры появились всего за несколько лет до этого. Они были очень большими и дорогими. Во всем мире их было всего несколько десятков, в собственности правительств и крупнейших университетов. Компьютеры использовали только для сложных расчетов — рассчитывали траектории снарядов и орбиты небесных тел, предсказывали погоду и поведение элементарных частиц.
Компьютеры работали не на микрочипах и даже не на транзисторах, а на тысячах электронных ламп (а кое-где еще жили компьютеры на электромеханических реле). Для ввода информации использовали перфокарты и перфоленты, для вывода — печать. Не было даже языков программирования, а программисты не видели результат своей работы иначе, как на распечатке.
Идея Энгельбарта о компьютере, который может обрабатывать любую информацию, а не только числа, была провидческой. Ему понадобилось 17 лет, чтобы она стала реальностью.
Первые идеи
В 1945 году Дуглас Энгельбарт был оператором радиостанции и радара в американском военном флоте. На флот он попал студентом Орегонского университета — там он изучал электротехнику. Работая оператором радара, Энгельбарт столкнулся с электронно-лучевой трубкой — первым электронным устройством отображения информации.
Сейчас ЭЛТ уже вышли из употребления, но когда-то они применялись для визуализации информации в осциллографах, телевизорах и компьютерах. Телевидение тогда только появлялось, поэтому большинство никогда не сталкивалось с ЭЛТ и ее экраном. Энгельбарт видел, как на экране радара возникают символы, соответствующие самолетам, поэтому неудивительно, что именно ему пришла в голову идея отображать на таком экране и другую информацию.
У него был и другой источник вдохновения. В 1945 году Энгельбарт прочел статью «Как мы можем мыслить» (As We May Think) Ванневара Буша. Буш тогда был главой Бюро научных исследований и развития, иными словами, координировал общее направление американской науки. В этой статье он описывал разные способы обработки информации и размышлял о том, как их можно улучшить.
Главной была идея устройства под названием Memex (от слов memory expansion, «расширение памяти»). С помощью этого устройства человек мог собирать и использовать разные виды информации — тексты, изображения, таблицы. В документе можно было оставлять записки и создавать ссылки на другие документы. Для хранения информации использовалась микрофотография.
Хотя Memex никогда не был построен, он имел огромное значение для развития идей о том, как можно хранить и обрабатывать информацию. Достаточно сказать, что, помимо Энгельбарта, статьей Буша вдохновлялся и Тед Нельсон, автор терминов «гипертекст» и «гиперссылка».
Разработка и воплощение
Энгельбарт вернулся со службы и окончил университет в 1948 году. Он устроился на работу в Национальный консультативный комитет по воздухоплаванию (предшественник NASA) и женился. Вскоре он понял, что просто работы и семейной жизни ему недостаточно. По собственному признанию, Энгельбарт хотел «сделать мир лучше». Для этого нужен был способ координировать совместную работу многих людей и распространять среди них знания. Для этого годился компьютер.
Энгельбарт окончил магистратуру и докторантуру в Калифорнийском университете в Беркли. Там же он впервые столкнулся с компьютером — студентом докторантуры он участвовал в постройке CALDIC — Калифорнийского цифрового компьютера. Эта машина весила 680 кг, имела 1300 электронных ламп, 1000 полупроводниковых диодов и память на магнитном барабане объемом 0,05 (!) мегабайт.
Поработав преподавателем в Беркли, в 1957 году Энгельбарт переходит на работу в Стэнфордский исследовательский институт. К тому времени основанный в 1946 году институт успел поучаствовать в разработке стирального порошка Tide, консультировал Уолта и Роя Диснея по поводу строительства первого Диснейленда и разработал электронный таймер для проявки цветной кинопленки (за него в 1959 году институт и компания Technicolor получили «Оскар» за научно-технические достижения).
В 1962 году Энгельбарт смог вернуться к теме обработки информации: он написал манифест «Дополняя человеческий разум: концептуальная основа» который содержал его основные идеи и программу работы. В следующем году Энгельбарт учредил лабораторию, получив финансирование от Управления перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (тогда же Управление финансировало разработку предшественника современного интернета — сети ARPANet).
Исследовательский центр по дополнению человеческого разума (так полностью называлась лаборатория Энгельбарта) занялся разработкой систем разделения времени для компьютеров. В то время компьютеры могли выполнять программы только одну за другой. Из-за этого машинное время использовалось неравномерно: то возникали очереди, то компьютер простаивал.
Нужно было создать систему, в которой многие пользователи могли одновременно давать компьютеру задачи, а он бы решал их по мере появления. При многопользовательском интерфейсе работа с компьютером впервые стала интерактивной. Для такой работы был нужен интерфейс. Здесь и начало воплощаться прозрение Энгельбарта о пользователе, сидящем перед экраном компьютера.
За 1960-е годы сотрудники Исследовательского центра создали oN-Line System – систему, с помощью которой один компьютер обслуживал до 16 рабочих станций. В процессе разработки этой системы появились почти все современные средства взаимодействия человека и компьютера: монитор, компьютерная мышь (Энгельбарт прославился именно как изобретатель мыши), оконный интерфейс, а также гиперссылки, программа для создания презентаций и возможность одновременного редактирования документа разными пользователями.
Презентация для всего мира
В декабре 1968 года в Сан-Франциско проходила конференция по компьютерам, организованная Ассоциацией вычислительной техники (ACM) и Институтом инженеров электротехники и электроники (IEEE). Еще в марте Энгельбарт попросил выделить ему время для демонстрации oN-Line System. Идея показать систему вживую была очень рискованной, ведь все оборудование находилось в помещениях института в пятидесяти километрах от Сан-Франциско.
Команда из 17 человек занималась подготовкой презентации несколько месяцев. В институте и лекционном зале, где должен был выступать Энгельбарт, установили телекамеры. Изображение передавалось по специально установленной микроволновой линии связи. В зале был установлен экран и мощный телевизионный проектор, который пришлось одолжить у NASA.
Для выступления в зале была установлена рабочая станция из мыши и аккордной клавиатуры. Сигналы от станции к компьютеру в институте передавались по арендованной телефонной линии. Модемы для передачи сигналов пришлось сделать — таких просто не было.
9 декабря Энгельбарт начал свое выступление с вопроса: «Если бы в вашем офисе был установлен монитор, связанный с компьютером, который работал бы весь день и немедленно реагировал бы на каждое ваше действие, сколько пользы это принесло бы вам?». Его выступление длилось полтора часа. Он показал все возможности своей системы: текстовый редактор, иллюстрации, гиперссылки, списки, совместная работа над одним документом. Все выступление техника работала безукоризненно.
Когда Энгельбарт закончил презентацию, зал стоял и восторженно аплодировал.
Великая цель
Сам Энгельбарт никогда не забывал свою изначальную идею — сделать мир лучше с помощью технологий. 9 декабря 1968 года он показал не просто технические новинки — он показал систему для совместной работы и распространения знаний. Его презентация оказала столь сильное влияние на развитие информационных технологий, что в 1994 году Стивен Леви назвал ее «матерью всех презентаций» (The Mother of All Demos).
Дожив до 2013 года, Дуглас Энгельбарт успел увидеть появление персональных компьютеров, интернета, Google Docs, где воплотилась его идея совместной работы, и всех современных технологий, начало которым положил он сам 9 декабря 1968 года.