DAC-1

DAC-1
DAC-1は、Design Augmented by Computerの略で、最も初期のグラフィカルなコンピューター支援設計システムの1つでした。ゼネラルモーターズによって開発されたIBMは、1960年にパートナーとして導入され、2人がシステムを開発し、1963年に生産にリリースしました。1964年にデトロイトで開催された秋の合同コンピュータ会議で公開されました。GMはDACシステムを使用し、継続的に変更されました。 、 CADANCEに引き継がれた1970年代に。

コンテンツ
1 歴史
1.1 創世記 1.2 プロトタイプ 1.3 DAC-1 1.4 IBMパートナーシップ 1.5 高山 1.6 DACの終わり
2 説明
2.1 オペレーティング・システム 2.2 プログラミング 2.3 ターミナル
3 参考文献
3.1 ノート 3.2 参考文献 3.3 参考文献

歴史

創世記
GMは初期のコンピューターユーザーであり、 1952年にはエンジニアリング分析にパンチカードマシンを使用していました。1955年に、彼らはコンピューティングサービスをGM ResearchLaboratoriesの新しいデータ処理部門に移しました。1956年、North American Aviationと共同で、IBMシステム用の最初の「公式」バッチ処理 オペレーティングシステムであるGM-NAA I / Oを開発しました。1958年、彼らはIBMの新しいFORTRANコンパイラーの初期のユーザーの1人でした。
1958年6月、GM Researchは、工業デザインプロセスの問題と潜在的な改善をよりよく理解するためのプログラムを開始しました。チームは、最初の構想とボディスタイリングからエンジニアリング設計、そして最終的に詳細な部品図面に至るまでのプロセスの各ステップで、さまざまなタイプの図が使用されていることを発見しました。社内の各部門には、それらをサポートするための独自の製図部門が必要でした。ダイアグラムがある部門から別の部門に移動し、ローカル形式に再描画する必要が生じたときに、時間が失われ、エラーが発生していました。エンジニアリングライブラリで図を検索する作業でさえ、かなりの時間を要しました。図面に変更が加えられると、このプロセスが繰り返されました。
自動化はこれらの問題の少なくとも一部の解決策であると確信し、1959年にドナルドハートはGM Researchのデータ処理部門に、迅速な検索と簡単な変更のために図を保存するシステムの開発を開始するよう依頼しました。アイデアは、図をコンピューターにデジタル化し、インタラクティブに表示して回転、スケーリング、投影を可能にし、オンデマンドで印刷するというものでした。ルックアップはパンチカードクエリを介して処理されます。これにより、オペレーターは、ユーザーが必要とするローカル形式に操作するためのドキュメントをすばやく取得して、印刷することができます。カードスタックを保存するだけで、繰り返しのクエリを自動化できます。

プロトタイプ
データ処理部門は、8mmフィルムに記録されたIBM780ディスプレイ上のポイントを表示するIBM704コンピューターですでに実験を行っていました。初期の使用法の1つは、交通シミュレーションのプロットでした。しかし、ディスプレイはストレージチューブに基づいていなかったため、画像は描画された直後に消えました。画像を画面に表示したままにするには、プログラムをループに入れて、表示を継続的に更新する必要がありました。これが起こっている間、コンピュータは他のタスクに使用できませんでした。デモンストレーションの目的には適していましたが、実際のシステムでは、このタスクをCPUからオフロードするために追加のハードウェアが必要になります。
もう1つの問題は、図の印刷でした。GMは、ボーイングが開発したアプローチを使用してこの問題を解決し、コンピューター化されたフライス盤のフライス盤をボールペンに置き換え、ミルの入力を704コンピューターに接続しました。704で利用可能な非常に限られた量のメモリに対処するために、図を32 x 32インチの正方形に分割しました。これは、別々のタイルとしてロードでき、次の場合でも完全に整列するのに十分な精度でプロットできます。完全な図の一部​​としてプロットされます。プロッタが必要に応じて描画面の周りで幅96インチ（2，400 mm）の1枚の紙を移動できるように、ローラーのセットが追加されました。つまり、紙を細かく切る必要がありませんでした。紙はロール状に納品され、図を任意の長さにすることができます。
最後の問題は、紙に書かれた既存の図をコンピューターデータに変換することでした。解決策は、図を透明なアセテートに再印刷し、780ディスプレイの前に配置することでした。次に、コンピューターはディスプレイのドットを画面上で動かしました。そこでは、アセテートの線によって定期的に遮られていました。光電子増倍管は、これらの出力の低下に気づき、記録しました。ダイアグラムは主に空白と数行で構成されているため、単純なラスタースキャンには時間がかかりすぎます。代わりに、プログラムが線に気付いたとき、最後のヒットの周りの点の円をスキャンして、線を再度見つけようとしました。このシステムでは、1秒間に6，000ポイントのデジタル化が可能でした。出力は、線をスムーズに記述する3次多項式のセットでした。

DAC-1
デジタルデザインとして知られるこのシステムは、1959年を通じて実証され、改良されました。当時、コンピューティングではなく指と最も密接に関連していた「デジタル」という用語の混乱を避けるために、名前はDAC-1に変更されました。夏までに、基本的な考え方が実現可能であることが明らかになりました。8月に、チームはIBMと協力してIBM 7090コンピューターを購入し、ディスプレイハードウェアの商用バージョンを開発するためのゴーサインを与えられました。
実動システムは、既存の図面を操作するだけでなく、コンピューターでそれらを変更できる必要がありました。通常、コンピューターを使用して新しいアートワークを作成することはありませんが、ダイアグラムがシステムにスキャンされると、スキャンプロセス全体を再度実行しなくても変更を加えることができます。
デジタル化されると、追加のソフトウェアを使用して線を3D形状に変換できます。これは当時の画期的な研究であり、大量の研究論文を生み出しました。変換されると、図はフライス盤で直接出力するためにAPT 数値制御言語に出力できます。これにより、設計チームはアイデアをスケッチし、システムに入れてクリーンアップし、フライス盤システムに物理モデルを作成させることができます。

IBMパートナーシップ
1960年7月、IBMはGMに「GraphicExpressionMachine」または「ProjectGEM」の正式な開発契約を提示しました。 このシステムは、IBMの当時の標準的な大企業である7090によってホストされ、まだリリースされていないIBM 1301ハードディスクシステム用の2つの新しいチャネルコントローラーと、複数を駆動するカスタムコントローラーと提携しました。グラフィカル端末。端子からの出力は、プロッタ、35mmスライドフィルムに送ることができます。 IBMは、システムが契約に署名してから18か月以内にインストールされると見積もっています。GMは1960年11月に申し出を受け入れた。
開発に予想以上の時間がかかりました。7090がミシガン州ウォレンのGMResearchに設置されている間、GMチームはニューヨーク州キングストンにあるIBM独自の7090の1つを使用するようになりました。当初の生産日が近づくにつれ、ニューヨークに旅行するGM従業員の数は深刻な予算問題になり、GMが2つのサイト間のフェリー飛行のためにコンベヤー航空機を借りたときに対処されました。より深刻な問題はスキャナーシステムであり、GMとIBMの合同チームが最終的に問題に対処することができました。
システムは、1962年12月にIBMのキングストンサイトで完全なデモンストレーションを実行しました。デモンストレーションには非常に多くの人が参加したため、参加者全員がターミナル画面を見ることができるように観覧席が設置されました。デモ中の高い使用要求により、最終的にディスクシステムがクラッシュしました。本番DAC-1システムは1963年4月にウォレンで稼働しました。当時1301の準備ができていなかったため、代わりにIBM1401とIBM1405が使用されました。
DAC-1は、使用が開始された最も初期の製品CADシステムの1つであり、Control Data Corporationに引き継がれる前は、単一のマシンの範囲ではありましたが、 Itek製のDigigraphicsシステムのみがそれを打ち負かしました。
1963年11月、DAC-1を使用して、トランクリッドのモデルをストレートに作成しました。元のスケッチが読み込まれ、端末でクリーンアップされ、3Dに変換されてから、フライス盤に出力されました。

高山
DAC-1の納品に成功したことで、IBMは「ProjectAlpine」でシステムを商品化することになりました。Alpineの結果は、IBM 2250グラフィックス端末、2280フィルムレコーダー、および2281フィルムスキャナーでした。DAC-1の7090とは異なり、Alpine製品はすべて、新しく発表されたIBM360シリーズのコンピューターでの使用を目的としていました。グラフィックス端末は大成功を収め、IBMは主要なCADベンダーになりました。フィルムプリンターとスキャナーは、オールデジタルワークフローに移行し、後にサポート対象製品として廃止された顧客の間ではほとんど使用されていませんでした。

DACの終わり
DACは常に、実動システムではなく、一種の「大面積実験」を目的としていました。実験システムとして、DACは非常に成功しましたが、設計者は、DACを本当に有用にするために追加の開発が必要になることを十分に認識していました。1967年にCADプロジェクトは正式に終了しました。この時点で、IBMは360用の7090シリーズを長い間放棄し、すでにその代替品であるIBM System / 370に取り組んでいました。DACはResearchからFisherBodyに移されましたが、時代遅れになって、後にミシガン大学に寄贈されました。
調査の結果、プロジェクト内のチームリーダーは、バッチ指向オペレーティングシステムを真にインタラクティブな設計システムの主な障害として指摘し、コンピューターのパフォーマンスと階層型ファイルシステムを副次的な懸念事項として指摘しました。これにより、MCTSシステム「MultipleConsole Time Sharing System 」が誕生しました。これは、 CDC STAR-100コンピューターで開発した、独自の用途に適合したMulticsのバージョンです。

説明

オペレーティング・システム
DAC-1システムには、当時一般的であった、単に「モニター」と呼ばれる独自のカスタムオペレーティングシステムが含まれていました。モニターは、GMとIBMで開発された以前のバッチ処理システムに基づいていましたが、パンチカードからではなく、接続されたチャネルコントローラーからバッチで供給されていました。ホストコンピュータと情報を交換しなければならなかった端末は、中継のためにコントローラにデータを配置し、割り込みを引き起こします。ホストマシンは、端末からバッチモニターにデータをコピーすることによって割り込みを処理し、バッチモニターは、入力がカードスタックからのものであるかのように実行します。DACプログラムは、バッチモニターによって呼び出されたさまざまな小さなプログラムで構成されていました。次に、それらの出力は、プリンターであるかのように端末にコピーされました。ある時点で端末と積極的に対話していなかったユーザーは、自動的に他のユーザーに時間をあきらめました。当時、この用語は広く使用されていませんでしたが、DAC-1システムはタイムシェアリングシステムの初期の例でした。
オペレーターがリソースへの可能な限り最速のアクセスのためにワークフローを手動でスケジュールする従来のバッチシステムとは異なり、DAC-1のワークロードは予測できません。これにより、1つの要求がサービスのためにデバイスをオフラインにし、たとえばテープを変更して、そのデバイスからの次の要求データのみを取得する可能性がありました。この問題の一般的な解決策は見つかりませんでしたが、プログラマーは、特定の操作に必要なすべてのモジュールを単一の「クランプ」にロードできるようにするためにかなりの労力を費やしました。
オリジナルの7090には、32キロバイトのメモリバンクが1つありました。パフォーマンスを向上させるために、DAC-1ソフトウェアはコアに残され、2つの16キロバイトの論理バンクの1つに分離されました。他の16キロバイトは、バッチモニターとそれを駆動する割り込みコントローラーを保持していました。7094の導入により、2つのプログラムは独自の32キロバイトの実店舗に分割されました。これはユーザープログラムとデータのための余地をほとんど残しませんでした。DAC-1が最初にインストールされた後、元の7090は他のタスクに追いやられ、 IBM 7094 -IIに置き換えられました。より高速であることに加えて、このマシンは2つの32キロバイトのコアメモリストアを備えていました。これは珍しい配置です。2つのバンクにより、DACはそれ自体に対して32キロバイト全体を持つことができました。

プログラミング
DACシステムでのプログラミングはIBMのFORTRANIVコンパイラーで行われましたが、グラフィックスプリミティブを備えた言語が非常に望ましいことがすぐに明らかになりました。GMは、ミシガン大学の既存のALGOL 58派生物であるMAD（Michigan Algorithm Decoder）から始め、それに追加して独自のバージョンであるNOMADを作成しました。NOMADには、コードをメモリ内のどこでも実行できるようにする機能も含まれていました。これは、特にメモリが限られている初期のマシンでは非常に重要でした。DACシステムの90％以上がNOMADで書かれています。
同様の言語は、チャネルコントローラで実行するという特別なタスクのためにも開発されました。新しい言語は、それが機能するかどうかが明確ではなかったため、「たぶん」と名付けられました。GMとミシガン大学の共同作業になり、実際に本番システムで使用されたのかもしれません。
DAC-1システムには、プログラマーではなく、ユーザー向けのカスタム言語も含まれていました。画法幾何学言語のためのDGL」は、いくつかの基本的な幾何学演算子と変数の割り当てを含む単純なドメイン固有言語でした。ユーザーはDGLでプログラムを記述し、パンチカードを使用してDACに入力できました。その結果、ユーザーは新しいモジュールを作成できました。インタラクティブ環境内で呼び出します。

ターミナル
DACはワークフローを念頭に置いて設計されていました。紙と鉛筆のスケッチ、リーダーでのデジタル化、端末での小さな操作、そして印刷またはモデリング。それが操作の中心であるにもかかわらず、グラフィックス端末は設計プロセス中にほとんど考慮されていませんでした。パフォーマンスは、図を約1，000ベクトルに制限します。この時点で、リフレッシュ時間が非常に遅くなり、ちらつきのためにディスプレイが使いにくくなります。
IBMの設計では、入力に金属製の鉛筆を備えた静電容量スクリーンを使用し、X座標とY座標を直接読み取っています。基本的なシステムは、 iPhoneのような最新のタッチスクリーンシステムに似ていましたが、指を検出するのに十分な感度がなく、代わりに回路を完成させるために有線導体が必要でした。鉛筆は、デコードがはるかに高速だったため、ライトペンに取って代わりました。ライトペンは、ベクトルが再描画されているときに光のパルスを待ってから、ベクトルのリストを調べて、どのベクトルが選択されているかを確認する必要がありました。
使用中、ペンを垂直モニター画面に保持するのは非常に疲れていることがすぐにわかりました。そのため、入力に端末を使用するという考えは放棄されました。GMチームは後にダグラスエンゲルバートの研究室を訪れ、そこで最初のコンピューターマウスを見て、代わりにこのデバイスに基づいて将来のプロジェクトを行いました。
すべての端子は単一のコントローラーに接続され、次にチャネルC入力を介して7090に接続されました。チャネルAとBは磁気テープドライブを制御するために使用され、チャネルDは1301ディスクを制御しました。

参考文献

ノート
^ Origin、pg。41 ^ Origin、pg。42 ^ 起源、ページ。43 ^ 補間、1968 ^ 「アーカイブされたコピー」。2015年9月24日にオリジナルからアーカイブされました 。
^ 起源、ページ。44 ^ 起源、ページ。53 ^ Origin、pg。45 ^ Origin、pg。46 ^ 最初に、ページ。8 ^ 起源、ページ。53 ^ Origins、pg。54 ^ Origin、pg。48 ^ Origin、pg。49

参考文献
Krull、FN（1994）。「ゼネラルモーターズ内のコンピュータグラフィックスの起源」。コンピューティングの歴史のIEEE年報。16（3）： 40。doi ：10.1109 /MAHC.1994.298419。S2CID17773615 。_
技術情報部、「コンピュータによって強化された設計-ゼネラルモーターズDAC-1システム」、検索、ゼネラルモーターズ研究所、1964年10月
Devere、GS、Hargreaves、B。and Walker、DM、 “The DAC-1 System”、Datamation、Volume 12 Number 6（June 1966）、pp。37–47
JM Bookston、「交差する空間曲線のネットワークを介して表面を補間するためのDAC-1手順」、リサーチレポートCT-48、ゼネラルモーターズR＆Dセンター、1968年
David Weisberg、「最初の商用CADシステム」、2006年

参考文献
Wayback Machineで2012-12-01にアーカイブされ、DAC-1の画像とビデオが含まれています