JOSS

초기 아이디어

1959년, 윌리스 웨어는 랜드 메모에서 미래의 컴퓨터가 "많은 사람이 동시에 기계와 상호작용할 수 있도록 다수의 개인용 입출력 스테이션을 갖출 것"이라고 기술했다. 이 메모는 랜드의 주요 후원자인 미 공군의 관심을 끌었고, 1960년에 그들은 이 개념을 탐구하기 위해 정보 처리 프로젝트를 결성했는데, 이는 곧 시분할 시스템으로 알려지게 된다. 이 프로젝트는 구체적으로 시분할 시스템에 관한 것이라기보다는 전반적인 인간-컴퓨터 상호작용을 향상하는 것을 목표로 했다. 당시의 아이디어는 사용자와 컴퓨터 간의 지속적인 상호작용이 그러한 교류를 더 자연스럽게 만들 것이라는 점이었다. JOSS의 책임자였던 키스 언캐퍼는 나중에 다음과 같이 설명했다.

실험을 이끈 두 가지 인식이 있었다고 생각한다. 하나는 내가 랜드에 합류한 1950년부터 최소한 랜드의 컴퓨터 과학 부문에서는 항상 원활한 사용자 상호작용에 초점을 맞추고 있었다는 것이다. 그것은 우리에게 내재되어 있었다. 우리는 거닝으로부터 그것을 배웠다. ... 우리는 그것에 대해서만 생각했다. 다른 하나는 수학자들이 Marchant 계산기로 고군분투하며 JOHNNIAC을 날것 그대로 사용하지 못하는 것을 보는 것이었다. 너무 어려웠다. 그들은 프로그래머가 되는 법을 배워야 했다. 그것은 그들에게 그저 좌절스러운 경험이었다. 우리는 그들에게 훈련을 많이 받지 않고도 프로그래머가 된다는 인식 없이 문제 해결을 돕는 자연스러운 방식이라고 생각하게 만들 무언가를 원했다. 왜냐하면 그런 인식은 그들을 멀어지게 했을 것이기 때문이다.

JOHNNIAC 컴퓨터에서 JOSS가 될 소프트웨어를 개발하자는 공식 제안은 1961년 3월에 수락되었다.

JOSS-1

JOSS는 랜드의 성장하는 컴퓨팅 부서에서 일하던 수학자 클리프 쇼에 의해 거의 전적으로 구현되었다. 이 시스템은 쇼가 개발한 EasyFox(당시 미군 음성 알파벳의 E와 F)라는 기호 어셈블리어로 작성되었다.

JOSS 시스템은 1963년 5월에 처음으로 공식 가동되었으며, 5개의 콘솔을 지원했는데 하나는 기계실에, 다른 4개는 건물 주변의 사무실에 배치되었다. 초기 콘솔은 개발이 시작될 당시 아직 시장에 나오지 않았던 셀렉트릭 대신 IBM 모델 868 전송 타자기를 기반으로 했다. 첫 일정은 6월 17일에 발표되었으며, JOSS는 매일 오전 9시부터 12시까지 3시간 동안 운영되었다. 이 시스템은 1964년 1월 8대의 단말기에서 완전히 운영 가능한 것으로 선언되었다. 최종 버전은 1965년 1월에 배포되었다.

이 시기에 JOHNNIAC은 이미 10년이 넘은 기기였고, 진공관 기반의 논리는 애초부터 신뢰성이 높지 않았다. 시스템이 잘 작동할 때조차 인기가 너무 많아 금방 과부하가 걸렸다. 사용자들은 열광적이었는데, 한 사용자는 다음과 같이 말했다.

사람들은 자신의 삶을 JOSS에 맞춘다... JOSS가 도착하는 오전 10시 전에 랜드에 오는 것은 소용없다. 사실 정오나 오후 5시 이후가 더 좋다. JOSS가 덜 바쁘기 때문이다. JOSS가 답변을 타이핑하기 시작할 때의 짜릿한 즐거움은, JOSS가 jibberish [sic]로 변하거나 당신의 코드를 망각 속으로 보내버리며 떠날 때 뒤따르는 고통과 맞먹는다. 우리는 JOSS 없이는 살 수 없지만, JOSS와 함께 살아가는 것도 힘들다.

다른 사용자는 더 간결하게 표현했다.

맥주보다 낫다 — 우리는 중독되었다.

JOSS-2로의 전환

1964년 5월, JOHNNIAC을 대체할 새 기기를 찾고 이를 JOSS의 확장 버전을 실행하는 데 전념하기로 결정했다. 이 기기는 랜드의 사양에 따라 제작된 새 단말기를 지원해야 했으며, 1965년 10월 31일까지 인도되어야 했다.

새 기기를 위해 총 9개의 입찰이 들어왔다. 디지털 이큅먼트 코퍼레이션(DEC)이 새로운 PDP-6 시스템으로 경쟁에서 승리했고, 공군 자금이 구매를 위해 풀렸다. DEC는 또한 팬폴드 용지 급지 장치에서 다음 페이지로 넘어가는 특수 메커니즘으로 수정된 IBM 셀렉트릭 타자기 기반의 단말기 30대를 제작하기로 합의했다. 전체 시스템의 다른 여러 부분은 다른 회사로부터 공급받았다.

PDP-6은 1965년 7월 말에 도착했으며, 초기에는 텔레타입 모델 33을 단말기로 사용하여 테스트되었다. 코드의 새 버전은 찰스 L. 베이커, 조셉 W. 스미스, 어윈 D. 그린월드, G. 에드워드 브라이언이 개발했다. 이 시스템은 10월에 처음으로 운영 가능한 것으로 선언되었지만, 여기에는 주당 6시간의 계획된 유지보수 시간이 포함되었다. 첫 프로토타입 단말기는 11월에 도착했다. 12월에는 라스베이거스에 있는 단말기가 처음으로 기기에 원격 연결되었다. 1966년 2월, 이 단말기는 매클렐런 공군 기지로 보내졌고, 8월에는 미국 공군 사관학교로, 9월에는 고등연구계획국(ARPA)과 펜타곤의 공군 사무실로 각각 한 대씩 보내졌다. 텔레타입 모델 35를 위한 첫 번째 영구적인 외부 텔레타입 연결은 1967년 2월 랭리 공군 기지에 설치되었다.

새 기기가 가동되면서 JOHNNIAC은 1966년 2월 11일에 오프라인 상태가 되었고, 2월 18일에 공식적으로 퇴역했다. 마지막 실행 프로그램은 JOSS로 작성되었으며 전원이 꺼질 때까지의 시간을 초 단위로 카운트다운했다. 이 기기는 로스앤젤레스 카운티 자연사 박물관으로 보내졌으며, 결국 샌프란시스코 외곽의 컴퓨터 역사 박물관에 안착했다. JOSS-2 시스템으로 대체되면서, 원본은 소급하여 JOSS-1으로 알려지게 되었다.

JOSS-2의 사용

1966년 말까지 새로운 JOSS-2 시스템은 완전히 기능하여 24시간 내내 JOSS 용도로 사용되었다. 새 기기는 약 30배의 계산 속도, 사용자당 5배의 저장 공간, 그리고 언어 자체의 많은 새로운 기능을 제공했다. 이 플랫폼은 최종적으로 동시에 최대 100개의 단말기를 지원할 수 있었다. 공군이 시스템의 소유자로 남았고, 랜드 연구소 등은 컨설턴트로 운영했다. CPU 타임은 실제 실행 중에만 분당 약 1달러의 요금이 부과되었으며, 타이핑이나 인쇄에 소요된 시간은 무료였다.

1970년경, 랜드 연구소와 전국 여러 공군 기지에 500~600명의 사용자가 있었다. 이들 중 상당수는 가끔 사용하는 사용자였으며, 이는 시스템이 의도한 바였다. 이들을 지원하기 위해 맞춤형 단말기에는 사무실 간에 이동하며 전용 콘센트에 꽂을 수 있도록 특별한 "JOSS 플러그"가 장착되었다. 200개의 플러그가 랜드 연구소 곳곳에 설치되었고, 단말기 본체는 한쪽 옆에 커피를 놓을 공간을 남기면서도 문을 통과할 수 있을 만큼 좁게 설계되었다. 단말기의 전원 스위치를 켜면 새 위치에서 연결되었다.

맞춤형 단말기는 엔지니어들이 모델 33의 "통신 기능은 훈련받지 않은 사람에게는 미스터리"이며 가끔 사용하는 사용자가 배우기에는 너무 혼란스럽다고 느꼈기 때문에 JOSS를 위해 설계되었다. 실제로는 셀렉트릭 기반 메커니즘이 지속적인 사용을 견디기에는 너무 약하여 IBM 정비사들에 의해 현장에서 자주 수리되었다. 1970년에는 단말기의 3분의 1이 완전히 재건되었고, 신뢰성을 높이기 위해 컴퓨터의 출력을 늦췄다. 공군은 이 시기에 이미 모델 35가 쉽게 구할 수 있고 비용도 훨씬 저렴했기 때문에 이를 사용하기로 결정했다.

사용자들은 열광적이었으며, 랜드는 셜리 마크스가 편집하는 'JOSS 뉴스레터'를 발행하기 시작했다. 1967년 11월부터 1971년 6월까지 총 44호가 발행되었다.

JOSS-3

1970년대 초, IBM의 서부 해안 시설 중 한 곳의 프로그래머들이 OS/360을 실행하는 IBM 370/158용으로 JOSS-3를 제작했다. 이 시스템에 대한 정보는 거의 남아있지 않지만, JOSS가 마침내 퇴역한 것은 바로 이 기기에서였다는 점이 알려져 있다. 역사적 개요의 한 주석에 따르면, 랜드는 IBM이 JOSS라는 이름을 사용하는 것을 꺼렸고, 결과적으로 "IBM 버전은 널리 사용되지 않았다"고 한다.

직접 모드와 간접 모드

JOSS는 대화형 언어와 프로그램 편집기로 동시에 작동하는 단일 명령줄 편집기라는 아이디어를 도입했다. 줄 번호 없이 입력된 명령은 JOSS가 "직접 모드"라고 부르는 즉시 실행되었다. 같은 줄 앞에 줄 번호가 붙으면 프로그램 코드 저장 영역으로 복사되었는데, JOSS는 이를 "간접 모드"라고 불렀다. 줄 번호가 고유하면 새 줄이 프로그램에 추가되었고, 같은 번호가 있으면 기존 줄을 대체했으며, 코드 없이 기존 줄 번호만 입력하면 프로그램에서 제거되었다.

대부분의 베이직과 대조적으로, JOSS는 프로그램 코드뿐만 아니라 전체 사용자 입력을 파일로 저장했다. 로드될 때, JOSS는 본질적으로 그 줄들을 다시 타이핑했다. 이는 프로그램 파일이 프로그램 문장과 직접 모드 명령을 모두 포함할 수 있음을 의미했다. 예를 들어, 프로그램 문장 줄을 나열하고 파일 끝에 Go.를 두어 로드가 완료되자마자 즉시 프로그램을 실행하는 것은 흔한 일이었다. Let이나 Form과 같이 직접 모드에서만 사용할 수 있는 기능도 있었는데, 이는 줄 번호 없이 입력되지만 프로그램이 로드될 때 다시 반환되었다.

직접 및 간접 지시어는 작업 공간에서 자유롭게 혼합될 수 있었다. 이를 통해 *로 시작하는 직접 모드 줄을 추가하거나, 코드 줄 끝에 놓고 그 뒤에 주석을 추가함으로써 소스 코드에 주석을 삽입할 수 있었다. 빈 줄도 무시되어 프로그램의 명확성을 위해 줄을 나눌 수 있었다.

프로그램 문장

JOSS 프로그램의 모든 줄은 줄 번호로 시작해야 한다. 줄 번호는 마침표로 구분된 두 개의 2자리 정수로 구성된 고정 소수점 숫자이다. 베이직과 마찬가지로, 줄 번호는 To와 Do 명령문의 대상이 되는 레이블로 사용되며 편집을 지원한다. 새 줄 번호로 코드 줄을 입력하면 프로그램에 삽입되고, 기존 줄 번호로 입력하면 이전 버전을 대체하거나 비어 있으면 삭제한다.

마침표 왼쪽의 줄 번호 부분은 페이지 또는 파트로 불리고, 오른쪽 부분은 줄로 불린다. 따라서 줄 번호 10.12는 10페이지, 12줄을 의미한다. 브랜치는 페이지나 페이지 내의 줄을 대상으로 할 수 있다. 후자의 형식이 사용될 때, 결합된 페이지와 줄을 단계(step)라고 한다.

페이지는 서브루틴을 정의하는 데 사용되며, 다음 줄이 다른 페이지에 있으면 반환된다. 예를 들어, 숫자의 제곱근을 계산하는 서브루틴이 3페이지에 있다면 코드 줄 3.1, 3.2, 3.3이 있을 수 있고, Do part 3.를 사용하여 호출할 수 있다. 코드는 다른 페이지의 다음 줄(예: 4.1)에 도달하면 Do 다음의 문장으로 돌아온다. 끝에 RETURN에 해당하는 것이 필요하지는 않지만, 조기 반환이 필요한 경우 Done이 이를 수행한다.

모든 줄은 줄 번호 다음에 명령 키워드로 시작해야 한다. 베이직의 선택적 LET 문과 같은 기본 명령 개념은 존재하지 않는다. 여러 문장을 콜론이나 세미콜론으로 구분하여 한 줄에 배치할 수 있다. 모든 줄은 마침표로 끝나야 한다.

루프와 조건

JOSS는 접두사 표기법으로 조건을 앞에 두는 대부분의 언어("이것이 참이면 이것을 하라")와 대조적으로, 접미사 표기법을 사용하여 조건부 평가("이것이 참이면 이것을 하라")를 나타낸다. 포트란이나 FOCAL과 달리, 모든 문장을 이런 방식으로 조건부 평가할 수 있다. 예를 들어, 조건이 충족될 때만 문자열을 출력하려면 if를 Type과 결합할 수 있다.

1.1 Type "Hello, World!" if X=5.

JOSS는 6가지 중위 비교 =, ≠, ≥, ≤, >, <와 불리언 연산자 or, and, not을 지원했다.

루프는 For 명령을 사용하여 비슷하게 처리되었으며, 루프 범위와 단계 값을 지정하는 다소 난해한 형식인 start(step)end를 사용했다. 예를 들어, 1에서 10까지 2씩 증가시키려면 형식은 1(2)10이다. If와 마찬가지로 For도 다른 모든 문장에 적용할 수 있다.

1.2 Type "Hello, Wikipedia!" for i=1(2)10.

for는 단일 문장에만 적용된다는 점에 유의할 것. 루프에서 여러 문장을 실행하려면 별도의 파트로 분리하고 do를 사용하여 호출해야 한다.

1.3 Do part 5 for i=1(1)100.
5.1 Type "Hello, Wikipedia!".
5.2 Type "This is JOSS.".

베이직과 마찬가지로 for 루프의 모든 입력은 상수, 변수 또는 기타 표현식일 수 있다.

이러한 범위는 모든 코드 줄에 적용될 수 있었기 때문에, 프로그램이 호출될 때 제한과 루프를 정의하는 것이 가능했다. 예를 들어, 다음 프로그램을 고려해보자.

1.1 Type X.

보통 베이직의 RUN과 유사하게 호출하면:

Do part 1.

0을 생성한다. 하지만 호출에 루프 구문을 추가하여 이 동작을 수정할 수 있다.

Do part 1 for X = 1(1)5.

그러면 다음과 같이 생성된다.

1
2
3
4
5

이렇게 하면 공식을 루프 내에 배치하지 않고도 프로그램에서 구성할 수 있다. 루핑은 원할 경우 사용자가 프로그램을 시작할 때 제공할 수 있다.

표현식과 명제

JOSS의 독특한 특징은 논리적 표현식을 처리하는 방식이었다. 대부분의 컴퓨터 언어는 다중 파트 수학 표현식을 형성하는 방법을 제공한다(예: Set x=(1+2)·3.은 변수 x를 9로 설정한다). JOSS는 "명제"라는 개념, 즉 수치 값이 아닌 논리 값(참 또는 거짓)을 반환하는 표현식의 개념을 명확하게 정의하여 이 개념을 확장했다. 이는 대부분 위의 예제처럼 If 문에서 나타났지만, 불리언 값은 변수에 직접 저장할 수도 있고, 또는 tv(진릿값) 함수를 사용하여 참을 1로, 거짓을 0으로 변환할 수도 있었다.

명제 외에도 JOSS는 "조건부 표현식" 개념을 가졌다. 이는 명제 문자열과 해당 명제가 참일 경우 실행될 코드로 구성되었다. 이를 통해 다단계 의사 결정 트리를 한 줄로 작성할 수 있었다. 이들은 현대 언어인 C나 자바의 삼항 연산자와 유사한 목적을 수행하며, if-then-else를 구현하는 간결한 구조에서 값을 반환하는 데 사용된다. JOSS 버전은 3개가 아니라 임의의 개수의 조건을 가질 수 있으므로, 간결한 if-then보다는 간결한 Switch 문에 가깝다.

이 예제는 sgn 함수의 기능을 재현한다.

Let s(x)=[x=0:0; x>0:1; x<0:-1].

이는 단일 매개변수 "x"를 취하고 이에 대해 3개의 연속적인 테스트를 수행하는 함수 "s"를 정의한다. 가장 먼저 성공한 테스트가 콜론 뒤의 해당 값을 반환한다.

범위

JOSS의 또 다른 고급 기능은 저장하고 조작할 수 있는 내장형으로서의 범위 개념을 가졌다는 것이다. 범위는 일반적으로 루프 자체 구문의 일부인 For 루프의 입력으로 발견된다. 예를 들어, 베이직에서는 다음 기본 구문을 사용하여 for 루프를 작성한다.

FOR I=1 TO 5 STEP 2

이는 I에 1, 3, 5 값을 할당하고 종료하는 루프를 수행한다.

JOSS는 루프 제한을 정의하기 위해 다소 난해한 형식을 사용했다. JOSS의 해당 코드는 다음과 같다.

 I=1(2)5

이 코드에는 for가 포함되지 않음을 주목할 것. 이는 JOSS에서 범위는 베이직처럼 루프의 일부가 아니라 언어의 일급 시민이기 때문이다. 범위는 루프 외부의 많은 문맥에서 정의되고 사용될 수 있다. 예를 들어, 매개변수 x의 팩토리얼을 평가하는 조건부 표현식은 다음과 같다.

Let f(x)=[x=0:1 ; fp(x)=0:prod(i=1(1)x:i)].

이 예제에서는 세미콜론으로 구분된 두 가지 주요 명제가 있다. 왼쪽의 첫 번째 명제는 매개변수 x가 0이면 조건이 즉시 1을 반환해야 함을 나타낸다. 해당 명제가 실패하면 오른쪽의 두 번째 테스트로 넘어간다. 이것은 x의 분수 부분이 0인지(즉, 정수인지) 확인하고, 그렇다면 prod 함수를 호출하여 값 범위를 곱한다. prod의 매개변수도 명제이지만, 이 경우에는 테스트가 1에서 x까지 1씩 증가하는 루프 반복자로 대체된다. 해당 명제가 참이면(루프의 모든 값에 대해 참이므로), 인덱스 i를 반환한다. 이는 1에서 x까지의 일련의 값이 prod로 전송되게 한다.

이러한 기능의 조합으로 복잡한 함수를 몇 개의 명령어로 작성할 수 있다. 이러한 종류의 기능은 훨씬 더 현대적인 언어에서만 흔해졌으며, 보통 반복자나 map 함수를 사용하여 동일한 결과를 제공한다. 결정을 조합하고 루프를 간결한 형태로 결합하는 JOSS의 능력은 FOCAL과 같은 파생 언어를 포함한 당시의 다른 언어들에서는 알려지지 않은 것이었다.

명령어

01.30 Set p=3.14156.
01.60 Set i=l*(r/100)*t.

Let t(x)=sin(x)/cos(x).
Set j=t(1.1).
Type j.

Let x=5.

01.01 Type "What is your age?".
01.02 Demand A.
01.03 Type "You are", A.
01.04 Demand H as "What is your height?".
01.05 Type H,"? That tall?".

1.10 Page if $>44.

01.01 Demand A as "TYPE A NUMBER".
01.05 To step 1.01.
01.10 To part 1.

01.15 Do step 7.24.
01.16 Do part 8.

Do part 1 for i=1(1)5.
Do part 1, 5 times.

 (Do part 2.)

*사용자에게 양수 값을 요청하고 값을 얻을 때까지 반복하는 루틴
01.10 Demand X as "Enter a positive value greater than zero".
01.20 Done if X>0.
01.30 To step 1.1

01.10 Type X.
01.20 Stop.

수학

JOSS는 모든 숫자를 기수-10 부동 소수점으로 저장했다.

JOSS에는 6개의 수학 연산자가 포함되어 있었다.

• + (덧셈)
• - (뺄셈)
• · (곱셈, 마침표가 아닌 가운데점)
• / (나눗셈)
• * (지수)
• |...| (절대값, 중간에 표현식)

수학 표현식은 우선순위를 확립하기 위해 짝을 이루어 ()와 []를 번갈아 사용할 수 있었다. 예:

  1.30 Set A=|-10·[5+1]·(1+5)|.

360을 생성한다.

함수

언어에는 다음과 같은 내장 함수가 포함되어 있었다.

인용

참고 자료