История, которую стоит переписать: где на самом деле сделали первый советский компьютер
Где на самом деле был разработан первый советский компьютер, почему его конкурента нужно считать скорее калькулятором и как разбор завалявшихся на складе вещей помог советским айтишникам в их работе, рассказывает Indicator.Ru.
В марте 2018 года в Москве, в здании Российской академии наук, состоялось пленарное заседание очередной (XXIV) годичной научной конференции Института истории естествознания и техники имени С.И. Вавилова (ИИЕТ РАН), проведенное при поддержке Института системного программирования имени В.П. Иванникова РАН. Вроде бы достаточно рутинное мероприятие с сугубо научными докладами (например, «Теория нелинейной логики Лотфи Заде» или «Социальная история техники в свете акторно-сетевой теории Бруно Латура») было прервано небольшим, но важным событием. Дело в том, что 2018 год ИИЕТ РАН предлагает считать годом 70-летия российской информатики.
Почему Россия отмечает 70-летие российской информатики именно в нынешнем году? Во-первых, потому что в 1948-м, получив сведения о компьютерах США (MARK и ENIAC), в СССР решили разрабатывать свою электронно-вычислительную машину. Именно в этих целях по поручению Сталина и в любимом вождем духе поощрения конкуренции Совет министров СССР создал сразу две структуры, которые были в том числе направлены на создание компьютера: Институт точной механики и вычислительной техники (ИТМиВТ) и Специальное конструкторское бюро №245 при Московском заводе счетно-аналитических машин.
Во-вторых, 4 декабря 1948 года Государственный комитет Совета министров СССР по внедрению передовой техники в народное хозяйство выдал авторское свидетельство за номером 10475 на изобретение «Автоматическая цифровая вычислительная машина». Свидетельство получил член-корреспондент АН СССР Исаак Брук. Ему не досталась лаборатория в ИТМиВТ, и ученый начал работу над созданием компьютера в третьей «точке силы» — лаборатории электротехники Энергетического института АН СССР. Удивительное дело, но именно этой «темной лошадке» — инициативной группе из нескольких человек — было суждено опередить две созданные «сверху» команды. Так началась история отечественной IT-отрасли и работы над первым советским компьютером — история, которую стоит переписать.
На конференции подарками, цветами и памятными дипломами чествовали двух людей из команды Брука, которым уже далеко за 90 лет: Тамару Александриди и Юрия Рогачева — двух ветеранов не только Великой Отечественной войны (Тамара Александриди прошла связистом всю войну до Берлина, а Юрий Рогачев воевал с 1943 года и дошел до Японии), но и отечественной IT-сферы. Главной же наградой было вручение Тамаре Александриди и Юрию Рогачеву памятных знаков IEEE как участникам создания первой советской электронной вычислительной машины М-1.
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) — Институт инженеров электротехники и электроники — старейшая и крупнейшая международная ассоциация специалистов в области техники, мировой лидер в области разработки стандартов по радиоэлектронике, электротехнике и аппаратному обеспечению вычислительных систем и сетей. Самой престижной из наград Института — Computer Pioneer Award — удостоены выдающие российские ученые: академик Сергей Лебедев за заслуги в создании советской компьютерной индустрии и член-корреспондент РАН Алексей Ляпунов как основатель советской школы теоретического и прикладного программирования. На памятных знаках отличия, которые от имени IEEE были вручены Тамаре Александриди и Юрию Рогачёву, указано, что они награждаются как участники создания первой советской электронной вычислительной машины. Тем самым ведущее и авторитетное международной сообщество признало приоритет М-1 по отношению к МЭСМ.
Традиционно первым компьютером в континентальной Европе (и третьим в мире, после разработок США и Великобритании) принято считать киевскую машину МЭСМ-1 («малая электронно-счетная машина»), также созданную в инициативном порядке (но при поддержке руководившего Украиной в те годы Никиты Хрущева) в Институте электротехники АН УССР. Руководителем Института был выдающийся ученый Сергей Лебедев, который впоследствии стал директором ИТМиВТ и разработал там большую электронную счетную машину — БЭСМ. А институт после смерти исследователя получил его имя.
Однако машина Брука, названная М-1, опередила украинскую МЭСМ-1. Даже формально первые биты информации М-1 обработала 15 декабря 1950 года, а МЭСМ-1 — на десять дней позже, 25 декабря. Но важно и другое: в момент сдачи киевская машина фактически была… электронным калькулятором.
«Принципиальная разница между компьютером (computer) и калькулятором (calculator) состоит в том, что на программируемом калькуляторе можно посчитать обыкновенные дифференциальные уравнения, но не уравнения в частных производных.
Целью ее МЭСМ-1 работы было ускорение счета, это не была универсальная вычислительная машина для проведения научных расчетов — не хватало ресурсов для работы с матрицами, недостаточный объем памяти (31 переменная) и малая разрядность, всего четыре значащие цифры в десятичной системе. Не случайно первые производственные расчеты на МЭСМ были проведены только в мае 1952 года, когда был подключен магнитный барабан, это позволило хранить и считывать данные», — пишет российский историк вычислительной техники, ведущий научный сотрудник ИИЕТ РАН Сергей Прохоров.
А вот в М-1 изначально была интегрирована память на электронно-лучевых трубках, причем трубки были взяты от обычного осциллографа. Усовершенствовала ее студентка МЭИ Тамара Александриди, которая, вернувшись с войны, пошла учиться на радиотехнический факультет Энергетического института. В сентябре 1950 года ее направили к Исааку Бруку, писать дипломный проект. Брук распознал талантливого радиотехника и поручил студентке создание памяти уже частично готового компьютера. То изящное решение, которая нашла молодая девушка, было гораздо лучше всех зарубежных компьютеров того времени (всех двух). В них использовались так называемые потенциалоскопы, которые разрабатывались специально для построения запоминающих устройств ЭВМ и были на тот момент дорогими и недоступными.
В июне 1950 года Юрий Рогачев демобилизовался и присоединился к команде Брука. Его задачей на тот момент была техническая, но крайне важная работа, требующая предельной концентрации: он вместе с Рене Шидловским занимался электромонтажом компьютера и его наладкой. Удивительно, но тогда Рогачев еще не окончил среднюю школу. Аттестат о среднем образовании ему пришлось получать заочно и без отрыва от производства, а Московский энергетический институт он вообще закончил только через восемь лет. Правда, в 1962 году, когда началась разработка мощной серийной ЭВМ М4-2М, Юрий Рогачев включился в работу уже в статусе главного конструктора и сделал так, что машина пошла в серию без макетирования и опытных образцов. Но это было потом, а в 1950 году работа над первым советским компьютером была в самом разгаре.
Небольшой команде Брука приходилось прибегать к самым разным ухищрениям. Так, например, поскольку работы шли в инициативном порядке, средств у лаборатории не было. Однако на складах Энергетического института хранилось огромное количество трофейной радиотехники: даже через несколько лет после окончания войны разобрано было далеко не все. Брук предпринял генеральную ревизию складов и обнаружил миниатюрные выпрямители. Так М-1 стал первым в мире компьютером, все логические схемы которого были собраны на полупроводниках.
Так и появился первый советский компьютер, который был не только опытной установкой. Уже в октябре 1951 года М-1 работала по заданию Мосэнерго, рассчитывая и прогнозируя нагрузку на электросеть.
В декабре 1951 года лаборатория Электросистем ЭНИН АН СССР выпустила научный отчет «Автоматическая цифровая вычислительная машина М-1» — первую в нашей стране полную публикацию о создании компьютера. Авторов у отчета девять, их подписи стоят на титульном листе: академик АН СССР Глеб Кржижановский, руководитель лаборатории и автор проекта АН СССР Исаак Брук, исполнители работы: младшие научные сотрудники Тамара Александриди, Александр Залкинд, Михаил Карцев, Николай Матюхин, техники Лев Журкин, Юрий Рогачев, Рене Шидловский. Двоих из них и чествовали на конференции ИИЕТ.
Первый компьютер разработанный в ссср под руководством с а лебедева как назывался
4 ноября 2002 г. будет проводиться научная конференция «С.А. Лебедев и развитие отечественной вычислительной техники», посвященная 100-летию со дня рождения академика Сергея Алексеевича Лебедева — основоположника отечественной электронной вычислительной техники.
На конференции будут заслушаны доклады и сообщения ведущих ученых по актуальным проблемам разработки и использования средств вычислительной техники и о роли С.А. Лебедева в постановке и решении этих проблем.
Предполагается издание сборника докладов конференции.
О Вашем желании принять участие, а также желании выступить на конференции (и названии Вашего доклада) просьба сообщить до 1 июля 2002 года в Оргкомитет конференции:
Почтовый адрес — 119333, г. Москва, ул.Вавилова, д.44, к. 2
Телефон — 718-21-01, 718-21-20
Факс — 718-21-01
E-mail — bur@bur.oivta.ru
Первая аналитическая машина — изобретатель Чарльз Бэббидж
Чарльз Бэббидж
(26.12.1791 — 18.10.1871) — английский математик, изобретатель первой аналитической вычислительной машины.
В 1834 году Бэббидж начал проектировать аналитическую машину. Он разрабатывал конструкцию своей машины в одиночку. Бэббидж придумал все основные части в своей «Аналитической машине», которая стала прародителем ЭВМ. В его машину, как и современный компьютер, входили: накопитель для хранения чисел, арифметическое устройство, механизм, управляющий последовательностью операций, устройства ввода и вывода данных.
Управление вычислениями в машине Бэббиджа осуществлялось программой с перфокарт. Первую в мире программу для этой машины составила Ада Лавлейс, которая стала первым программистом.
Только после смерти Чарлза Бэббиджа его сын, Генри Бэббидж, продолжил начатое отцом дело.
В 1888 году Генри сумел построить по чертежам отца центральный узел аналитической машины. А в 1906 году Генри совместно с фирмой Монро построил действующую модель аналитической машины, включающую арифметическое устройство и устройство для печатания результатов. Машина Бэббиджа оказалась работоспособной(!), но Чарльз Бэббидж этого уже не увидел.
Часть Разностной машины Бэббиджа,
собранная после его смерти сыном
из частей, найденных в лаборатории.
В 1864 году Чарлз Бэббидж написал:
«Пройдёт, вероятно, полстолетия, прежде чем люди убедятся, что без тех средств, которые я оставляю после себя, нельзя будет обойтись».
«Мечта Бэббиджа»
Первый американский программируемый универсальный
электро-механический компьютер
(Automatic Sequence Controlled Calculator — ASCC) — «Марк I».
Разработан и построен фирмой IBM в 1941 году
на основе наработок Чарльза Бэббиджа.
Забыли пароль?
Первый советский компьютер был создан под руководством Сергея Алексеевича Лебедева Необходимость создания собственного ЭВМ в СССР была осознана несколько позже, чем в США, так что соответствующие работы начались только с осени 1948 года. Инициаторами проекта выступили ученые-ядерщики — в те годы буквально вся страна работала над атомным проектом, который курировал лично Лаврентий Берия. Первым делом советские разработчики приступили к разработке Малой электронной счетной машины (МЭСМ).
Для разработки отечественной ЭВМ Лебедеву и его сотрудникам отвели целое крыло двухэтажного здания тайной лаборатории, которая скрывалась в лесных дубравах в местечке Феофания под Киевом. По воспоминаниям участников тех событий, работали все члены коллектива без сна и отдыха. Только к концу 1949 определилась принципиальная схема блоков машины. Далее начались чисто технические сложности — те самые, с которыми за несколько лет до этого столкнулись американцы. Но к концу 1950 года вычислительная машина была все-таки построена. После отладки, в конце МЭСМ прошла испытания и была принята в эксплуатацию Комиссией АН СССР во главе с академиком Мстиславом Келдышем. С 1952 года на запущенных в масштабное производство решались важнейшие научно-технические задачи из области термоядерных процессов, космических полетов и ракетной техники, дальних линий электропередачи, механики, статистического контроля качества, сверхзвуковой авиации.
25 декабря 1951 года началась регулярная эксплуатация первой в СССР ЭВМ. МЭСМ была самой быстродействующей и практически единственной регулярно эксплуатируемой ЭВМ в Европе.
МЭСМ была разработана в Институте электроники Академии наук Украины под руководством академика Сергея Алексеевича Лебедева.
В это время Лебедев и его команда буквально наступала на пятки своим американским и британским коллегам.
Советские ученые, разумеется, знали о разработках западных коллег в области вычислительной техники. Знали и о компьютере ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer — Электронный числовой интегратор и компьютер), который принято считать первым в мире. ENIAC был построен в 1946 году в университете штата Пенсильвания в рамках оборонного проекта Project PX (создание водородной бомбы). Однако разработки советских ученых велись совершенно независимо от западных коллег.
Еще продумывая проект своей машины, Лебедев обосновывает принципы построения ЭВМ с хранимой в памяти программой совершенно независимо от Джона фон Неймана, разработавшего концепцию запоминаемой программы, которая предполагала совместное хранение кодов и данных. Именем Неймана до сих пор называется архитектура, применяемая в современных компьютерах. Разработанные Лебедевым принципы были успешно реализованы в МЭСМ. На основе же концепции Неймана в 1952 году был построен ЕDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer — Электронный автоматический компьютер с дискретными переменными).
Действующая модель МЭСМ была продемонстрирована специальной комиссии 4 января 1951 года. Лебедев говорил в своем докладе о возможностях, которые дадут счетные машины для повышения обороноспособности страны (например, с их помощью можно было рассчитывать упрежденную точку для перехвата вражеских ракет).
В эксплуатацию МЭСМ была введена 25 декабря 1951 года.
Основные параметры первой советской ЭВМ:
Вид запоминающего устройства — на триггерных ячейках с возможностью использования магнитного барабана.
Производимые операции: сложение, вычитание, умножение, деление, сдвиг, сравнение с учетом знака, сравнение по абсолютной величине, передача управления, передача чисел с магнитного барабана, сложение команд, останов.
Система команд — трехадресная, команды длиной 20 двоичных разрядов (из них 4 разряда — код операции).
Мемория. Сергей Лебедев
Сергей Алексеевич Лебедев (1902-1974) родился в Нижнем Новгороде в семье учителя и литератора Алексея Ивановича Лебедева. Мать Анастасия Петровна (в девичестве Маврина) покинула богатое дворянское имение, чтобы стать преподавателем в учебном заведении для девочек из бедных семей. Сергей был третьим ребёнком в семье. В 1920 году семья переехала в Москву.
В апреле 1928 года Лебедев закончил Высшее техническое училище им. Баумана по специальности инженер-электрик. Дипломная работа была посвящена проблемам устойчивости энергосистем, создававшихся по плану ГОЭЛРО. Работал во Всесоюзном электротехническом институте (ВЭИ), где вскоре возглавил группу, а затем и лабораторию электрических сетей. После выделения в 1930 году электротехнического факультета МВТУ в самостоятельный Московский энергетический институт, Лебедев стал преподавателем МЭИ. В 1933 году совместно с П.С.Ждановым опубликовал монографию «Устойчивость параллельной работы электрических систем». В 1936 году получил звание профессора. В 1939 году Лебедев защитил докторскую диссертацию, не будучи кандидатом наук. В ее основу была положена разработанная им теория искусственной устойчивости энергосистем.
В годы войны переключился на военную тематику – работал над созданием боевых средств, самонаводящихся на излучающую или отражающую излучение цель. Также в короткие сроки разработал быстро принятую на вооружение систему стабилизации танкового орудия при прицеливании, которая позволяла наводить и стрелять из орудия без остановки машины, что делало танк менее уязвимым. За эту работу Лебедев был награжден орденом Трудового Красного Знамени. Создание таких систем требовало проведения колоссального объема вычислений. Именно это обстоятельство привело ученого к пониманию необходимости автоматизации вычислительных процессов.
В 1945 году Лебедев создал первую в стране электронную аналоговую вычислительную машину для решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений, которые часто встречаются в задачах, связанных с энергетикой.
В 1946 году был приглашен в Академию наук Украины на должность директора Института энергетики. Через год Институт энергетики разделился на два, и Лебедев стал директором Института электротехники АН Украины. Здесь совместно с Л. В. Цукерником он выполнил исследования по управлению энергосистемами и разработку устройств автоматики, повышающих их устойчивость. За эту работу Лебедеву и Цукернику была присуждена Сталинская премия (1950 г).
Достигнув признания, став директором академического института и получив государственную премию за работы по решению задач безаварийного функционирования длинных линий электропередач, Лебедев в 45 лет меняет всю свою жизнь, решив начать разработку цифровой электронной вычислительной машины.
В 1947 году в Институте электротехники была организована лаборатория моделирования и вычислительной техники, что позволило Лебедеву перейти к практической работе на основании своих теоретических выкладок. В конце 1947 года в институте стал создаваться макет цифровой электронной счетной машины (МЭСМ). К концу 1949 года. определилась принципиальная схема блоков машины. В 1950 г. МЭСМ была смонтирована в двухэтажном здании бывшего монастыря в Феофании (под Киевом), где размещалась лаборатория Лебедева. Пробный пуск состоялся 6 ноября 1950 года. Во время демонстрации машина вычисляла факториалы натуральных чисел и решала уравнение параболы. На тот момент подобная машина работала лишь в Англии — EDSAC Мориса Уилкса, причем в EDSAC арифметическое устройство было последовательным.
В конце 1951 года МЭСМ прошла испытания и была принята в эксплуатацию Комиссией АН СССР, а уже в 1952 году на машине решались важнейшие научно-технические задачи из области термоядерных процессов, космических полетов и ракетной техники, дальних линий электропередач и статистического контроля качества.
В 1950 году Лебедев был приглашён в Институт точной механики и вычислительной техники (ИТМиВТ) АН СССР в Москве, где руководил созданием БЭСМ-1. После сдачи БЭСМ-1 c 1952 года являлся директором ИТМиВТ.
В 1953 году был избран академиком Академии наук СССР по отделению физико-математических наук (счётные устройства). Удостоен звания Героя Социалистического Труда.
В начале 1970-х годов Сергей Лебедев по состоянию здоровья уже не мог руководить ИТМиВТ, а в 1973 году тяжёлая болезнь вынудила его оставить пост директора. Но он продолжал работать дома. Суперкомпьютер Эльбрус — это последняя машина, принципиальные положения которой были разработаны академиком Лебедевым.
Умер в Москве 3 июля 1974 года. Похоронен на Новодевичьем кладбище.
Чем знаменит
Сергей Лебедев — основоположник вычислительной техники в СССР. Он разработал Малую Электронную Счётную Машину (МЭСМ) — первую ЭВМ в СССР и континентальной Европе, стал основателем советской компьютерной промышленности. В условиях информационной замкнутости тех лет он пришел к тем же выводам, что и фон Нейман, но на полгода раньше.
Под руководством Лебедева были созданы 15 типов ЭВМ, начиная с ламповых (БЭСМ-1, БЭСМ-2, М-20) и заканчивая современными суперкомпьютерами на интегральных схемах.
Сергей Лебедев был одним из инициаторов создания Московского физико-технического института, основателем и руководителем кафедры вычислительной техники МФТИ.
О чем надо знать
Одновременно в СССР работу над созданием электронной вычислительной машины вели одновременно несколько коллективов – Институт точной механики (ИТМиВТ АН СССР), создававшее БСЭМ, и недавно созданное СКБ-245 Министерства машиностроения и приборостроения СССР, которое разрабатывало ЭВМ «Стрела».
21 апреля 1951 года состоялась Государственная комиссия для приемки эскизных проектов БЭСМ (ИТМ и ВТ) и «Стрелы» (СКБ-245), в состав которой входили академик М.В.Келдыш (председатель), министр машиностроения и приборостроения П.И.Паршин, академик А.А.Благонравов и др. Члену комиссии А.А.Дородницыну запомнился забавный спор, возникший на одном из заседаний. Главный конструктор «Стрелы» Базилевский заявил, что она, обладая производительностью 2 тысячи операций в секунду, за четыре месяца решит все задачи, имеющиеся в стране. Поэтому БЭСМ с ее высокой производительностью (8-10 тысяч операций в секунду) просто не нужна. Сергей Лебедев на это заявление едко парировал, что из-за низкой производительности «Стрела» не успеет просчитать задачу за время между двумя сбоями и будет выдавать неверные решения, а БЭСМ успеет.
Обе стороны успешно защитили эскизные проекты. Было принято решение о создании экспериментальных образцов машин. Если бы создание образца завершилось успешно, то БЭСМ оказалась бы вне конкуренции не только в стране, но и в мире. Ее производительность 10 тысяч операций в секунду оказалась бы в пять раз выше, чем у «Стрелы». Такой скорости вычислений в то время еще не достигала ни одна машина. Для этого необходимо было лишь одно — поставка промышленностью потенциалоскопов для ЗУ. Однако Министерство машиностроения и приборостроения СССР, которому и принадлежало СКБ-245, обеспечивало потенциалоскопами лишь разработчиков «Стрелы». В связи с этим БЭСМ приходилось работать с памятью на акустических ртутных трубках, что снижало ее быстродействие в несколько раз – как раз до уровня «Стрелы» — и, к тому же, создавало еще множество дополнительных проблем.
В итоге Государственной комиссией именно «Стрела» была рекомендована для серийного изготовления. Ее создатели получили три Государственных премии I, II и III степени, а главный конструктор машины Ю.Я.Базилевский — звание Героя Социалистического труда.
В феврале 1955 года Совет Министров СССР принял постановление о создании первого Вычислительного центра АН СССР куда были переданы БЭСМ и «Стрела». Обе машины работали круглосуточно, но не могли справиться с потоком задач. План расчетов на ЭВМ составлялся на неделю и утверждался главой Совета Министров СССР Н.А.Булганиным. По рассказам очевидцев, нередко число приехавших в Вычислительный центр командированных превышало количество его штатных сотрудников.
В конце 1954 — начале 1955 годов по инициативе президиума АН СССР была создана комиссия для сравнения характеристик БЭСМ и «Стрелы». Ее выводы, положившие конец соперничеству, были однозначными: БЭСМ лучше и перспективнее. И только после этого ИТМиВТ стал получать потенциалоскопы. БЭСМ, наконец, заработала на полную мощность и даже спустя два года оставалась самой быстродействующей в Европе, выполняя в среднем 8 тысяч трехадресных операций в секунду. Максимально возможная ее производительность составляла 10 тысяч операций в секунду.
В 1956 году БЭСМ была принята Государственной комиссией вторично (уже с памятью на потенциалоскопах). Сергею Лебедеву присвоили звание Героя Социалистического труда, основные разработчики были награждены орденами.
В 1958 году БЭСМ также была подготовлена к серийному производству. Память на потенциалоскопах уже была заменена ферритным ЗУ. Машина получила название БЭСМ-2, выпускалась одним из заводов Казани, ею оснащалось большинство крупных вычислительных центров страны.
Машин «Стрела» же в итоге в промышленных условиях было выпущено всего 7 штук. Экземпляр, работавший в Вычислительном центре АН СССР, по воспоминаниям Бориса Малиновского, в итоге был отдан Московской кинофабрике для постановки фильмов.
Прямая речь
«В конечном счете, можно ожидать, что вся центральная часть ЭВМ будет выполняться в виде одной интегральной схемы, способной поместиться в коробке «Казбека»» — из статьи Сергея Лебедева «ЭВМ посредством ЭВМ» конца 1960-х гг, которая так и не была опубликована при его жизни.
«На всех этапах работы Сергей Алексеевич показывал личный пример самоотверженности. После насыщенного трудового дня он до 3-4 часов ночи просиживал за пультом или осциллографом, активно участвуя в отладке машины. Работая в смене дежурным техником, я не раз наблюдал, как Сергей Алексеевич брал в руки паяльник и перепаивал схемы, внося в них необходимые изменения. На все предложения помочь он неизменно отвечал: «Сам сделаю». После его ухода я «по своим прямым обязанностям» проверял его работу, и, надо сказать, она всегда была выполнена на совесть. Меня поражали простота, внимательность и чуткость Сергея Алексеевича» — Канд. техн. наук О.К.Гущин (тогда техник-монтажник).
