DAC-1 , para diseño aumentado por computadora , fue uno de los primeros sistemas de diseño gráfico asistido por computadora . Desarrollado por General Motors , IBM se incorporó como socio en 1960 y los dos desarrollaron el sistema y lo lanzaron a producción en 1963. Fue presentado públicamente en la Fall Joint Computer Conference en Detroit 1964. GM usó el sistema DAC, continuamente modificado , en la década de 1970 cuando fue sucedido por CADANCE .
Historia
Génesis
GM fue uno de los primeros usuarios de computadoras, que utilizó máquinas de tarjetas perforadas ya en 1952 para análisis de ingeniería. En 1955 trasladaron sus servicios informáticos al nuevo departamento de procesamiento de datos de GM Research Laboratories. En 1956, junto con la aviación norteamericana , desarrollaron la primera "oficial" de procesamiento por lotes sistema operativo para sistemas IBM, GM-NAA I / O . En 1958 fueron uno de los primeros usuarios del nuevo compilador FORTRAN de IBM . [1]
En junio de 1958, GM Research inició un programa para comprender mejor los problemas y las posibles mejoras en el proceso de diseño industrial . [1] El equipo descubrió que en cada paso del proceso, desde la concepción inicial y el estilo de la carrocería hasta el diseño de ingeniería y finalmente los dibujos detallados de las piezas, se utilizaron diferentes tipos de diagramas. Cada división dentro de la empresa tenía que tener sus propios departamentos de dibujo para respaldarlos. Se estaba perdiendo tiempo y se introducían errores cuando los diagramas se trasladaban de un departamento a otro y tenían que volver a dibujarse en el formato local. Incluso la tarea de buscar los diagramas en las bibliotecas de ingeniería representó una cantidad de tiempo significativa. Cuando se hicieron modificaciones a los dibujos, este proceso se repitió.
Convencido de que la automatización era una solución para al menos algunos de estos problemas, en 1959 Donald Hart encargó al departamento de procesamiento de datos de GM Research que comenzara a desarrollar un sistema para almacenar diagramas para una rápida recuperación y modificaciones simples. [2] La idea era que los diagramas se digitalizaran en la computadora, se mostraran interactivamente para permitir rotaciones, escalas y proyecciones, y luego se imprimieran bajo demanda. Las búsquedas se manejarían a través de consultas de tarjetas perforadas , lo que permitiría a los operadores recuperar rápidamente documentos para manipularlos en cualquier formato local que el usuario necesite y luego imprimirlos. Las consultas repetitivas se pueden automatizar simplemente guardando la pila de tarjetas.
Prototipo
El departamento de procesamiento de datos ya había estado experimentando con un ordenador IBM 704 que mostraba puntos en la pantalla del IBM 780, que estaban grabados en una película de 8 mm. Uno de los primeros usos fue trazar simulaciones de tráfico. [1] Sin embargo, las pantallas no se basaron en tubos de almacenamiento , por lo que las imágenes desaparecieron poco después de que fueron dibujadas. Para mantener la imagen en la pantalla, el programa tuvo que ponerse en un bucle, actualizando continuamente la pantalla. Mientras esto sucedía, la computadora no se podía usar para otras tareas. Aunque era adecuado para fines de demostración, un sistema del mundo real necesitaría hardware adicional para descargar esta tarea de la CPU .
Otro problema fue imprimir los diagramas. GM resolvió este problema utilizando un enfoque desarrollado por Boeing , reemplazando el cabezal de fresado de una máquina fresadora computarizada con un bolígrafo y conectando las entradas del molino a la computadora 704. Para abordar la cantidad extremadamente limitada de memoria disponible en el 704, dividieron los diagramas en cuadrados de 32 por 32 pulgadas, que podrían trazarse con suficiente precisión como para cargarlos como mosaicos separados y aún alinearse perfectamente cuando trazados como parte de diagramas completos. Se agregó un juego de rodillos para permitir que el trazador moviera una sola hoja de papel de 96 pulgadas de ancho (2400 mm) alrededor de la superficie de dibujo a pedido, lo que significa que el papel no tuvo que cortarse en pedazos. El papel se entregaba en rollos, lo que permitía que los diagramas tuvieran cualquier longitud. [2]
El problema final fue convertir los diagramas existentes, en papel, en datos informáticos. La solución fue volver a imprimir los diagramas en acetato transparente y colocarlos frente a la pantalla 780. Luego, la computadora movió el punto de la pantalla a través de la pantalla, donde las líneas del acetato lo ocluirían periódicamente. Un tubo fotomultiplicador notó estas caídas en la producción y las registró. Dado que los diagramas consisten principalmente en espacios en blanco y unas pocas líneas, un simple escaneo de trama llevaría demasiado tiempo. En cambio, cuando el programa notaba una línea, escaneaba un círculo de puntos alrededor del último golpe, intentando encontrar la línea nuevamente. El sistema permitió la digitalización de 6.000 puntos por segundo. [3] La salida fue un conjunto de polinomios cúbicos que describían la línea sin problemas.
DAC-1
El sistema, conocido como Diseño Digital, se demostró y mejoró a lo largo de 1959. Para evitar confusiones sobre el término "digital", que en ese momento estaba más asociado con los dedos y no con la informática, el nombre cambió a DAC-1. [2] Para el verano estaba claro que la idea básica era factible. En agosto, el equipo recibió el visto bueno para comenzar a trabajar con IBM para comprar una computadora IBM 7090 y desarrollar versiones comerciales del hardware de pantalla.
El sistema de producción tenía que no solo manipular los dibujos existentes, sino también ser capaz de modificarlos en la computadora. Aunque normalmente no se utilizaría la computadora para producir nuevas ilustraciones, una vez que los diagramas se escanearon en el sistema, se podrían realizar cambios sin tener que pasar por todo el proceso de escaneo nuevamente.
Una vez digitalizadas, se podría utilizar software adicional para convertir las líneas en una forma 3D. Esta fue una investigación innovadora en ese momento y generó una gran cantidad de artículos de investigación. [4] Una vez convertidos, los diagramas podrían imprimirse en el lenguaje de control numérico APT para su salida directa en fresadoras. Esto permitiría a un equipo de diseño esbozar sus ideas, ponerlas en el sistema y limpiarlas, y luego hacer que los sistemas de fresado produzcan un modelo físico.
Asociación de IBM
En julio de 1960, IBM presentó a GM un contrato formal de desarrollo para una "Máquina de expresión gráfica" o "Proyecto GEM". [5] [6] El sistema estaba alojado en el 7090, la oferta de grandes empresas estándar de IBM en ese momento, en asociación con dos nuevos controladores de canal para el sistema de disco duro IBM 1301, que aún no se ha lanzado , y un controlador personalizado para controlar múltiples terminales gráficos. La salida de los terminales podría enviarse a un plotter, película de diapositivas de 35 mm. [7] IBM estimó que el sistema se instalaría dentro de los 18 meses posteriores a la firma del contrato. GM aceptó la oferta en noviembre de 1960. [8]
El desarrollo tardó más de lo esperado. Mientras se instalaba el 7090 en GM Research en Warren, MI , los equipos de GM utilizaron uno de los 7090 de IBM en Kingston, NY . A medida que se acercaba la fecha de producción original, el número de empleados de GM que viajaban a Nueva York se convirtió en un grave problema de presupuesto, que se abordó cuando GM alquiló un avión Convair para vuelos en ferry entre los dos sitios. Un problema más serio fue el sistema de escáner, y un equipo conjunto de GM-IBM pudo finalmente abordar los problemas. [9]
El sistema se llevó a cabo una demostración completa en el sitio de IBM en Kingston en diciembre de 1962. Las demostraciones fueron tan concurridas que se instalaron gradas para que todos los asistentes pudieran ver la pantalla de la terminal. Las altas demandas de uso durante las demostraciones eventualmente llevaron a que el sistema de disco fallara. [8] El sistema de producción DAC-1 se puso en marcha en Warren en abril de 1963. [8] En ese momento, el 1301 no estaba listo, por lo que se utilizaron un IBM 1401 y un IBM 1405 en su lugar. [9]
DAC-1 fue uno de los primeros sistemas CAD de producción en entrar en uso, solo el sistema Digigraphics construido por Itek lo superó, aunque hasta el punto de una sola máquina antes de que fuera asumido por Control Data Corporation . [10]
En noviembre de 1963, se utilizó DAC-1 para crear un modelo de tapa de maletero de manera directa. Se leyó un boceto original, se limpió en el terminal, se convirtió a 3D y luego se envió a una fresadora . [11]
alpino
Con la entrega exitosa de DAC-1, IBM se dedicó a comercializar el sistema en el "Proyecto Alpine". Los resultados de Alpine fueron el terminal gráfico IBM 2250 , el grabador de película 2280 y el escáner de película 2281. A diferencia del 7090 del DAC-1, los productos Alpine estaban destinados a ser utilizados con la serie de computadoras IBM 360 recientemente anunciada . El terminal gráfico tuvo bastante éxito e IBM se convirtió en un importante proveedor de CAD. La impresora y el escáner de película encontraron poco uso entre los clientes que se estaban moviendo hacia flujos de trabajo totalmente digitales y luego fueron retirados como productos compatibles. [8]
Fin de DAC
El DAC siempre tuvo la intención de ser una especie de "experimento de gran superficie", no un sistema de producción. Como sistema experimental, DAC tuvo un gran éxito, pero los diseñadores eran conscientes de que se necesitaría un desarrollo adicional para que fuera realmente útil. En 1967 se terminó oficialmente el proyecto CAD. En este punto, IBM había abandonado durante mucho tiempo la serie 7090 por el 360 y ya estaba trabajando en su reemplazo, el IBM System / 370 . DAC se trasladó de Research a Fischer Body, pero al estar desactualizado, más tarde fue donado a la Universidad de Michigan. [12]
Cuando fueron encuestados, los líderes de equipo dentro del proyecto señalaron universalmente al sistema operativo orientado a lotes como el principal impedimento para un sistema de diseño verdaderamente interactivo, con el rendimiento de la computadora y un sistema de archivos jerárquico como preocupaciones secundarias. Esto llevó al sistema MCTS, " Multiple Console Time Sharing System ", una versión de Multics adaptada para su propio uso, que desarrollaron en la computadora CDC STAR-100 . [12]
Descripción
Sistema operativo
El sistema DAC-1 incluía su propio sistema operativo personalizado , conocido, como era típico en ese momento, simplemente como "monitor". Monitor se basaba en los sistemas de procesamiento por lotes anteriores desarrollados en GM e IBM, pero los lotes no se alimentaban desde tarjetas perforadas, sino desde los controladores de canal adjuntos. Los terminales que tuvieran que intercambiar información con la computadora host colocarían datos en el controlador para su retransmisión, lo que provocaría una interrupción. La máquina host daría servicio a la interrupción copiando los datos del terminal al monitor de lotes, que lo ejecutaría como si la entrada procediera de una pila de tarjetas. El programa DAC constaba de una variedad de pequeños programas a los que llamaba el monitor de lotes. Luego, su salida se volvió a copiar en los terminales como si fueran impresoras. Los usuarios que no estaban interactuando activamente con los terminales en un momento dado, automáticamente ceden su tiempo a otros usuarios. [9] Aunque el término no se usaba ampliamente en ese momento, el sistema DAC-1 fue, por lo tanto, un ejemplo temprano de un sistema de tiempo compartido .
A diferencia de los sistemas por lotes tradicionales, donde los operadores programaban manualmente los flujos de trabajo para obtener el acceso más rápido posible a los recursos, la carga de trabajo de DAC-1 sería impredecible. Esto condujo a situaciones potenciales en las que una solicitud podría desconectar un dispositivo para su reparación, por ejemplo, cambiar las cintas, solo para obtener los datos de la siguiente solicitud de ese dispositivo. Aunque no se encontró una solución general al problema, los programadores invirtieron un esfuerzo considerable en asegurar que todos los módulos necesarios para una operación en particular pudieran cargarse en un solo "grupo". [13]
El 7090 original tenía un único banco de memoria de 32 kbytes. Para mejorar el rendimiento, el software DAC-1 se dejó en el núcleo, aislado en uno de los dos bancos lógicos de 16 kbytes. Los otros 16 kbytes contenían el monitor de lotes y un controlador de interrupciones que lo manejaba. Con la introducción del 7094, los dos programas se separaron en sus propias tiendas físicas de 32 kbytes. [9] Esto dejó poco espacio para los programas de usuario y los datos. Después de que se instaló por primera vez el DAC-1, el 7090 original fue relegado a otras tareas y fue reemplazado por un IBM 7094 -II. Además de ser más rápida, esta máquina estaba equipada con dos almacenes de memoria central de 32 kbytes , una disposición inusual. Los dos bancos permitieron que DAC tuviera 32 kbytes completos para sí mismo.
Programación
La programación en el sistema DAC estaba en el compilador FORTRAN IV de IBM, pero rápidamente quedó claro que un lenguaje con primitivas gráficas sería muy deseable. GM comenzó con un derivado de ALGOL 58 existente de la Universidad de Michigan , MAD ( Decodificador de algoritmos de Michigan ), agregándolo y creando su propia versión, NOMAD. NOMAD también incluía la capacidad de permitir que el código se ejecutara en cualquier lugar de la memoria, lo cual era muy importante, especialmente en la máquina anterior con memoria limitada. Más del 90% del sistema DAC se escribió en NOMAD. [13]
También se desarrolló un lenguaje similar para la tarea especial de ejecutar en los controladores de canal. El nuevo lenguaje se denominó "Quizás", porque no estaba claro si funcionaría o no. Quizás se convirtió en un esfuerzo conjunto entre GM y la Universidad de Michigan, y de hecho se utilizó en el sistema de producción. [13]
El sistema DAC-1 también incluía un lenguaje personalizado destinado a los usuarios, no a los programadores. DGL, para el lenguaje de geometría descriptiva "era un lenguaje simple específico de dominio que contenía una serie de operadores geométricos básicos y asignación de variables. Los usuarios podían escribir programas en DGL e ingresarlos en DAC usando tarjetas perforadas. El resultado eran nuevos módulos que el usuario podía llamar dentro del entorno interactivo. [13]
Terminales
DAC se diseñó teniendo en cuenta un flujo de trabajo; bocetos en papel y lápiz, digitalización en el lector, manipulación menor en los terminales, y luego impresión o modelado. A pesar de ser la pieza central de la operación, el terminal gráfico no se pensó mucho durante el proceso de diseño. [14] Los problemas de rendimiento limitan los diagramas a unos 1.000 vectores; en este punto, el tiempo de actualización se volvió tan lento que la pantalla se volvería difícil de usar debido al parpadeo.
El diseño de IBM utilizó una pantalla de capacitancia con un lápiz de metal para la entrada, proporcionando una coordenada X e Y de lectura directa. [14] El sistema básico era similar a los sistemas de pantalla táctil modernos como el iPhone , pero no lo suficientemente sensible como para detectar un dedo y, en cambio, requería un conductor cableado para completar el circuito. El lápiz reemplazó a los bolígrafos de luz porque era mucho más rápido de decodificar; un lápiz de luz tenía que esperar un pulso de luz cuando se volvía a dibujar un vector y luego recorrer la lista de vectores para averiguar cuál se había seleccionado.
En uso, se descubrió rápidamente que sujetar el lápiz a la pantalla del monitor vertical era extremadamente agotador, por lo que se abandonó la idea de utilizar el terminal para la entrada. Más tarde, el equipo de GM visitó el laboratorio de Douglas Engelbart , donde vieron el primer mouse de computadora , y basó proyectos futuros en este dispositivo. [14]
Todos los terminales estaban conectados a un solo controlador y, a su vez, al 7090 a través de su entrada de Canal C. Los canales A y B se utilizaron para controlar las unidades de cinta magnética , y el canal D controló el disco 1301.
Referencias
Notas
- ^ a b c Origen , pág. 41
- ^ a b c Origen , pág. 42
- ^ Origen , pág. 43
- ^ Interpolación , 1968
- ^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 24 de septiembre de 2015 . Consultado el 10 de octubre de 2014 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
- ^ Origen , pág. 44
- ^ Origen , pág. 53
- ^ a b c d Origen , pág. 45
- ^ a b c d Origen , pág. 46
- ^ Primero , pág. 8
- ^ Orígenes , pág. 53
- ^ a b Orígenes , pág. 54
- ^ a b c d Origen , pág. 48
- ^ a b c Origen , pág. 49
Bibliografía
- Krull, FN (1994). "El origen de la infografía dentro de General Motors". IEEE Annals of the History of Computing . 16 (3): 40. doi : 10.1109 / MAHC.1994.298419 . S2CID 17776315 .
- Departamento de Información Técnica, "Diseño aumentado por computadoras - El sistema DAC-1 de General Motors", Búsqueda , Laboratorios de investigación de General Motors, octubre de 1964
- Devere, GS, Hargreaves, B. y Walker, DM, "The DAC-1 System", Datamation , Volumen 12 Número 6 (junio de 1966), págs. 37–47
- JM Bookston, "El procedimiento DAC-1 para interpolar superficies a través de una red de curvas espaciales que se cruzan", Informe de investigación CT-48, Centro de I + D de General Motors, 1968
- David Weisberg, "El primer sistema CAD comercial" , 2006
Otras lecturas
- [1] Archivado el 1 de diciembre de 2012 en Wayback Machine , contiene imágenes y videos de DAC-1.