Борис Малиновский - Информационные технологии в СССР. Создатели советской вычислительной техники

• Название: Информационные технологии в СССР. Создатели советской вычислительной техники
• Автор: Борис Малиновский
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 2014
• ISBN: 978-5-9775-3309-6

Показано, что представляла собой советская отрасль информационных технологий в реальности, без преувеличений и излишнего самоуничижения. Сборник составлен из очерков, посвященных создателям отечественной вычислительной техники советского периода. Вы узнаете о том, что в СССР существовала довольно развитая компьютерная отрасль, обеспечившая научные и военные нужды государства, созданная совершенно самостоятельно и нередко превосходившая зарубежные достижения. Авторы прослеживают все этапы ее развития, от создания первых компьютеров до распада самой страны, и подробно разбирают причины сдачи завоеванных позиций.

Для широкого круга читателей

---

Рассказывают, что одна из дочерей Сергея Алексеевича спросила его: «Зачем ты делаешь ЭВМ для военных?» «Чтобы не было войны», — ответил он. Лебедев мог бы добавить, что такой, казалось бы, неопределенный и расплывчатый ответ совершенно точно отражает его род занятий и их конечную цель. Мало того, перед нами редчайший пример ученого, цель которого именно в такой постановке была достигнута — назревавшей было войны между двумя мировыми полюсами действительно так и не случилось, и работы Лебедева в этом начинании сыграли одну из главных ролей.

Среди всех достижений в этой первой компьютерной системе для ПРО, к числу важнейших, безусловно, относится создание одной из первых в мире компьютерных сетей. Считается, что первое удаленное соединение двух компьютеров было установлено в 1965 году между Массачусетским Технологическим институтом (шт. Массачусетс, США) и корпорацией SDC (Санта-Моника, шт. Калифорния). Но даже для самих США это явная ошибка: еще задолго до начала экспериментов с ARPANET там начала функционировать довольно «продвинутая» компьютерная сеть из сотен узлов — в рамках упомянутой системы NORAD. Сеть для «Системы А» была построена практически одновременно с первыми элементами американской SAGE, и, несмотря на свой экспериментальный характер, была весьма совершенной.

Всеволод Бурцев воспроизводит в своих воспоминаниях [1.16] структурную схему вычислительной сети «Системы А». Она работала на частоте 1 МГц, включала несколько вычислительных машин разной мощности, в том числе на мобильной (!) платформе, связанных между собой в беспроводную (!) сеть, работавшую на расстояниях до 200 км. Обратите внимание, что беспроводные сети в мире получили распространение лишь в 1980-е годы.

Схема вычислительной сети советской экспериментальной ПРО, развернутой в 1959–1960 гг. в Казахстане, недалеко от озера Балхаш (иллюстрация из статьи автора разработки В. С. Бурцева, с разрешения редакции журнала «Информационные технологии и вычислительные системы»). РТН — радиолокаторы точного наведения; СМ — специальные вычислительные машины; СД — станция дальнего обнаружения; РПР — радиолокатор противоракеты (передача сигналов на противоракету); СТ — мобильная стартовая установка противоракет; ППД — процессор приема и передачи данных; М-4, М-40 и М-50 — электронные вычислительные машины; Б — запоминающее устройство на магнитном барабане; УУБ — устройство управления барабаном; КРА — контрольно-регистрирующая аппаратура; РЛ — радиорелейные линии

Отсюда понятно, почему А. И. Китов и В. М. Глушков (см. соответствующие очерки в этом сборнике) в своих проектах компьютерных систем масштаба государства с такой легкостью рассуждали про автоматизированный удаленный сбор данных: технически этот вопрос для советских компьютерщиков был давно решен.

Следует добавить, что М-50 оказалась настолько удачной разработкой, что ее конструкция потом многократно воспроизводилась в системах военного назначения разных поколений (ламповая 5Э92 и транзисторные 5Э92б, 5Э51), рассчитанных на применение в качестве комплекса обработки данных.

Полупроводниковые ЭВМ

Рубеж 1950–1960-х годов был отмечен массовым переходом на новую полупроводниковую базу. Полупроводниковые транзисторы еще были дефицитны, дороги и чрезвычайно капризны в эксплуатации: германиевый транзистор запросто мог сгореть от того, что его базовая цепь оказалась оборванной. У схемотехников, привыкших оперировать электронными лампами, с легкостью обеспечивавшими коэффициент усиления по напряжению в несколько тысяч раз, транзисторы с их небольшими усилительными способностями вызывали недоверие и отторжение: там, где работала одна лампа, иногда требовалось ставить пятокдругой транзисторов. Зато транзисторные схемы были надежнее, потребляли намного меньше энергии, занимали в десятки раз меньший объем и работали при напряжениях в единицы-десятки вольт. Лампы требовали для нормальной работы напряжений в сотни вольт, так что последнее обстоятельство не только повышало уровень безопасности работников, но и в совокупности с небольшим количеством выделяющегося тепла резко упрощало проектирование, снижая требования к размерам и электрической изоляции компонентов.

Выше мы видели, как из-за ненадежности ламп отладчикам приходилось вести непрерывную гонку на опережение: успеет ли пройти тест до отказа очередного компонента или нет?

Сергей Алексеевич с дочерями во время выпускного бала в школе, 1957 год

Всеволод Сергеевич Бурцев отмечает, что «на этапе развития полупроводниковой элементной базы в процессе отладки машины практически ничего не изменилось, так как, несмотря на то, что надежность полупроводников возросла более, чем на два порядка, во столько же раз, а может быть и более, увеличилась логическая сложность комплексов ЭВМ, т. е. число логических элементов в машине». Сейчас мы знаем, что это противоречие было устранено лишь с появлением твердотельных интегральных схем, где надежность целого кристалла, включавшего сотни и тысячи транзисторов, была практически равна надежности отдельного транзистора.

Тем не менее, преимущества полупроводников были настолько очевидны, что около 1960 года небольшая группа молодых сотрудников ИТМ и ВТ, среди которых были инженеры, техники и самоучки, получила от Лебедева задание освоить первые полупроводниковые элементы. Для отработки созданных схем группа решила повторить БЭСМ на новой элементной базе. Получившийся макет был назван БЭСМ-3М. Эту машину часто упускают из вида при перечислении достижений лебедевской школы, но она все же была выпущена в нескольких экземплярах и устанавливалась в вычислительных центрах страны (например, в компьютерном центре Института математики АН КазССР). Михаил Ахманов[15] писал автору этих строк, что работал на БЭСМ-3М и М-20 больше четырех лет на матмехе ЛГУ, считал на них диплом и диссертацию. «Систему восьмеричных команд ЭВМ М-20 и БЭСМ-3М помню до сих пор», — утверждает Михаил Сергеевич на своем сайте. Воспоминания Михаила Сергеевича об обстановке, сопровождавшей эксплуатацию первых ЭВМ в научных центрах, написанные по просьбе автора этих строк, помещены в приложении к этому очерку.

Вдохновленные успехом, сотрудники группы предложили создать на базе БЭСМ-3М машину, повторяющую структурно-логическую схему удачной М-20, но с использованием новых элементов. Их поддержал руководитель СКБ ИТМ и ВТ О. П. Васильев, а Лебедев не возражал. Полученная в результате машина БЭСМ-4 имела несколько расширенную систему команд в сравнении с М-20, повторяла ее по быстродействию (20 тыс. операций/с), но была намного надежней. По тогдашнему обычаю каждая смена обслуживающего персонала ЭВМ состояла пополам из инженеров и техников, устранявших возникающие неполадки, и программистов, занимавшихся непосредственно эксплуатацией.

Когда через год после установки БЭСМ-4 в Вычислительном центре АН СССР поинтересовались, как она работает, ответ был такой: «Ваша машина разлагает молодых инженеров. Они не выполняют профилактических работ, так как машина не имеет сбоев — она слишком надежна». О том, насколько полупроводники экономичнее ламп, можно составить представление, сравнивая паспортную потребляемую мощность: если ламповые БЭСМ и БЭСМ-2 потребляли порядка 30–35 кВт, а М-20 и вовсе около 50, то БЭСМ-4 всего-навсего 8 кВт, причем значительная часть этой энергии уходила на систему охлаждения — температура блоков на полупроводниках того времени не должна была превышать 35 градусов.

В 1961 году БЭСМ-4 была передана в серийное производство на тот же ульяновский завод им. Володарского, который до этого выпускал БЭСМ-2. До 1966 года, когда ей на смену пришла БЭСМ-6, было произведено 30 машин. Для БЭСМ-4 на факультете ВМиК МГУ была разработана операционная система «БЭСМ-МГУ», впервые в серии БЭСМ использовавшая систему прерываний.

Однако простой перевод ЭВМ с одной элементной базы на другую, пусть и более совершенную, не приносил Сергею Алексеевичу удовлетворения. Не случайно сверхплановая полупроводниковая БЭСМ-4, повторявшая структуру и команды М-20, не была его инициативой. Он не мог не поддержать молодежь в стремлении создать первую полупроводниковую ЭВМ, но сам в это время вместе со своими помощниками уже моделировал будущую БЭСМ-6.

Вершина

Проектирование новой машины БЭСМ-6 началось сразу после окончания работ по М-20, и продолжалось почти десять лет. Основная цель, которую преследовали авторы проекта машины БЭСМ-6, была такова: создать быстродействующую серийную машину, сравнительно дешевую, но удовлетворяющую наиболее важным современным требованиям. С. А. Лебедеву в этой работе активно помогали его молодые заместители — Владимир Андреевич Мельников, отвечавший за аппаратную часть новой машины, и Лев Николаевич Королев, отвечавший за программное обеспечение.