Прошлым летом в Эдмондтоне (провинция Альберта) состоялся Канадский математический конгресс. Профессор Диксмье из Парижа прочитал доклад об алгебрах фон Неймана, доктор Цассенхауз начал свои лекции по теории групп с неймановского определения инфинитезимальных операторов и их коммутаторов, доктор Таккер из Принстона сообщил о новых результатах в теории игр — еще одной области математики, которую фон Нейман отчасти заложил своими трудами и существенно обогатил своими идеями. Фон Нейман внес важный вклад во все области математики, за исключением теории чисел и топологии, и оставил заметный след в теоретической физике и экономике. Его работа во время войны имела жизненно важное значение для успеха нескольких проектов, а его вклад в национальное благосостояние и национальную безопасность с окончанием войны не только не прекратился, но даже усилился. Он умер, будучи членом Комиссии по атомной энерии США.
Джон фон Нейман родился 28 декабря 1903 году в семье состоятельного банкира в Будапеште. Образование он получил в Высшей лютеранской школе в своем родном городе. В то время эта школа была, по-видимому, лучшим высшим учебным заведением Венгрии, а может быть, и всего мира. По крайней мере двое ее преподавателей вели, хотя и в скромных масштабах, самостоятельную исследовательскую работу, большинство же преподавателей занимались в основном чтением лекций и воспитанием молодых людей. Руководство школы вскоре заметило математические таланты фон Неймана, и преподаватель математики Ратц, которому автор этой заметки также многим обязан, взял Янчи (уменьшительное от Янош) под свое крыло, начал давать ему частные уроки и ввел его в университет. Между университетом и по крайней мере некоторыми высшими учебными заведениями тогда существовали очень тесные связи, и фон Нейман приобрел известность в процветающем кружке будапештских математиков еще до окончания высшей школы. Духовному отцу многих венгерских математиков Фейеру принадлежит фраза: "Величайший Янчи нашей страны", — этот титул сохранился за Нейманом на всю жизнь.
В школе и среди коллег Янчи старался держаться незаметно. Он принимал участие во всех проделках своего класса, но если можно так выразиться, не от всей души, а лишь для того, чтобы не выделяться. У него было несколько близких друзей, и он пользовался всеобщим уважением. Все студенты признавали его умственные способности и не без зависти восхищались ими. Янчи любил беседовать о математике даже в том юном возрасте, и его друзьям после прогулок с фон Нейманом нередко случалось поздно возвращаться домой.
После окончания высшей школы Нейман в течение двух лет изучал химию в Берлинском университете, а затем также в течение двух лет — в Цюрихе. Занятия химией были своеобразной страховкой от превратностей карьеры математика. Математик в то время мог заниматься только преподаванием, а преподавательских мест в университете было очень мало. Жалованье, получаемое преподавателем, не соответствовало стандартам богатых родителей Неймана. Поэтому занятия химией были избраны как компромисс между научными наклонностями Янчи и суровой реальностью жизни, на которую не закрывали глаз не только его семья, но и он сам. Однако большую часть времени студент-химик проводил в обществе математиков Берлина и Цюриха, и привязанность юного студента к предмету его занятий никогда не была особенно сильной. Он успешно закончил свои занятия химией, но в том же году, в котором он получил в Цюрихе свой диплом химика, он получил степень доктора философии по математике в Будапеште. Очевидно, диссертация на эту степень и экзамены не потребовали от него сколько-нибудь значительных усилий.
После получения степени доктора философии фон Нейман продолжил свои занятия в Геттингене и Гамбурге и в 1927 г. стал приват-доцентом Берлинского университета. Химия постепенно отошла на задний план и была полностью оставлена, и его интересы сосредоточились на математике и теоретической физике. Именно в этот период фон Нейман опубликовал некоторые из своих наиболее значительных работ.
В 1929 году фон Нейман получил приглашение провести один семестр в Принстоне. Америка понравилась ему с первого взгляда, и он почувствовал себя в общественной и научной атмосфере Принстона как рыба в воде. Приглашение на один семестр вскоре было расширено: фон Нейману предложили занять профессорскую должность сначала на полставки, а в 1931 г. — на полную ставку. Незадолго до своего первого визита в Принстон фон Нейман женился. Он и его жена, урожденная Мариэтта Кевеши, нашли в Принстоне многих друзей, любовь которых ни к мужу, ни к жене не уменьшилась и в последующие годы. Вечера, которые устраивала Мариэтта, и веселая атмосфера их дома вошли в Принстоне в поговорку и были излюбленной темой разговоров еще долго после их отъезда в 1937 г. У фон Нейманов была одна дочь Марина. Ныне она вышла замуж и живет в Принстоне.
В 1933 году, вскоре после основания Института высших исследований, фон Нейману предложили место в математическом отделе института. В то время институт был грандиозным экспериментом в области высшего образования и исследовательской работы в США, вдохновителями и организаторами которого выступили Флекснер и Веблен и их друзья-единомышленники, взявшие на себя финансирование всего предприятия. Приглашение в институт фон Неймана, тридцатилетнего математика, вместе с некоторыми самыми выдающимися и знаменитыми математиками США означало не только признание его таланта, но и свидетельствовало о полноте его слияния с жизнью Америки. Всю остальную часть своей научной карьеры фон Нейман провел в Институте высших исследований. Еще до войны он вступил во второй брак с Клари Дан (с которой познакомился еще в Венгрии и которая пережила его).
Деятельность фон Неймана во время войны была чрезвычайно многообразной. Особенно широкую известность получил взрывной метод инициирования атомного взрыва. Фон Нейман придумал этот метод независимо от других, но, несомненно, в результате прекрасного знания физики зарядов с искривленной поверхностью. Фон Нейман никогда не порывал своих связей с военными и с работами по использованию ядерной энергии и после окончания войны и отдавал много времени, энергии и сил укреплению военной мощи своей второй родины. Последние годы его жизни были полностью посвящены работе в правительственных учреждениях, и после нескольких лет службы он умер 8 февраля 1957 г., будучи членом Комиссии по атомной энергии США.
Описать сколько-нибудь подробно вклад фон Неймана в науку — математику, физику, экономику, решение технических проблем — менее чем на 10 страницах просто невозможно. Его работа в области математики, которая всегда была особенно близкой его сердцу и в которой его блестящий ум находил наиболее полное выражение, проходила под сильным влиянием гильбертовской аксиоматической школы. Это влияние прослеживается не только в работах фон Неймана по математической логике, но и в его подходе к другим проблемам, в решение которых он также внес фундаментальный вклад: теории гильбертова пространства, теории неограниченных операторов, квантовой механике, теории игр. Объекты, изучением которых занималась рассматриваемая им теория, фон Нейман описывал, перечисляя те их свойства, которые затем использовались при доказательствах того или иного утверждения. Таким образом, результаты теории были применимы ко всем объектам, обладавшим перечисленными свойствами, независимо от их природы. Помимо уже названных областей математики фон Нейман внес решающий вклад в теорию групп и алгебру операторов. Вершиной его работы в области теоретической физики явилась книга "Математические основы квантовой механики", вышедшая задолго перед войной, но лишь недавно переведенная на английский язык [* имеется перевод: Иоганн фон Нейман. "Математические основы квантовой механики" - М., изд-во "Наука", 1964; разница имен здесь не существенна - зависит от интерпретации переводчика]. Его исследования в области экономики нашли свое окончательное выражение в классическом труде "Теория игр и экономическое поведение" [* Имеется перевод: Нейман Дж., Моргенштерн О. "Теория игр и экономическое поведение" - М., изд-во "Наука", 1970], написанном совместно с Моргенштерном, одним из ближайших друзей фон Неймана в последние годы. Главным итогом его работы по теории вычислительных машин, несомненно, следует считать создание Принстонской вычислительной машины и ее многочисленных "сестер". Фон Нейман опубликовал также много статей, посвященных анализу основных принципов работы вычислительных машин, и его результаты позволили достичь важных успехов на пути к аксиоматической теории автоматов.
Только выдающийся ум мог внести в науку столь значительный вклад, какой был сделан фон Нейманом. Безупречная логика была наиболее характерной чертой его мышления. Он производил впечатление идеальной логической машины с тщательно подогнанными шестеренками. "Слушая фон Неймана, начинаешь понимать, как должен работать человеческий мозг", — таков был вывод одного впечатлительного коллеги фон Неймана. Еще более поразительным был свойственный ему блеск мышления. Эта черта отчетливо проявилась, когда фон Нейману было еще только 15 лет. Третьей отличительной чертой его ума была замечательная память, позволявшая ему помимо научной работы иметь десятки увлечений. Он был историком-любителем, осведомленность которого в событиях огромных периодов истории не уступала осведомленности профессионала, свободно говорил на пяти языках и умел читать по-латыни и по-гречески. Он прочитал и помнил содержание многих книг, как художественных, так и научно-популярных по другим областям науки. Из всех тем, на которые автору этих строк доводилось когда-либо беседовать с фон Нейманом, лишь описательные естественные науки не вызывали у него интереса. Фон Нейман всегда был готов помочь любому, кто обращался к нему за советом, и искренне интересовался любой трудной проблемой. Фон Нейман научил меня математике больше, чем кто-нибудь другой. Что же касается сущности творческого мышления математика, то об этом я узнал от него больше, чем мог бы узнать без него за всю свою жизнь. "Если он анализировал проблему, необходимость в ее дальнейшем рассмотрении отпадала. Всем становилось ясно, что нужно делать", — заявил нынешний председатель Комиссии по атомной энергии США.
Глубокое чувство юмора и незаурядный дар рассказчика различных историй и анекдотов вызывали симпатию к фон Нейману даже у случайных знакомых. Если нужно, он мог быть резким, но никогда не был напыщенным и чванным. Фон Нейман с его безупречной логикой понимал и соглашался со многим из того, что большинство из нас не хотело принимать и даже понимать. Это ощущалось во многих высказываниях фон Неймана на темы морали. "Сетовать на эгоизм и вероломство людей так же глупо, как сетовать на то, что магнитное поле не может возрастать, если ротор электрического поля равен нулю: то и другое — законы природы". Лишь научная, интеллектуальная нечестность и присвоение чужих научных результатов вызывали его гнев и негодование независимо от того, кто был пострадавшим — он сам или кто-либо другой.
Когда фон Нейман понял, что он неизлечимо болен, логика заставила его прийти к выводу, что он перестанет существовать и, следовательно, мыслить. Такое заключение, весь смысл которoro непостижим для человеческого рассудка, ужаснуло его. Тяжело было видеть, как ум его, по мере того как исчезали все надежды, терпел одно поражение за другим в борьбе с судьбой, казавшейся ему хотя и неизбежной, но тем не менее совершенно неприемлемой.
Доктор фон Нейман за свои научные достижения был удостоен многих наград и отличий. Он был избран членом Американского философского общества (1938 г.) и членом Национальной Академии наук в необычайно молодом возрасте. Он состоял членом-корреспондентом Королевской голландской академии, Ломбардского института, Академии деи Линчи, Перуанской Академии, членом Американской академии искусств и наук, получил Медаль за заслуги, награду за выдающиеся гражданские заслуги и премию Ферми Комиссии по атомной энергии США. Фон Нейман сделал очень многое. Он был великим умом, по-видимому, величайшим умом первой половины нашего века.
Сергій Олексійович Лебедєв належить до зоряної плеяди вчених, які майже одночасно наприкінці 40-х—на початку 50-х років створили у США, Англії та колишньому Радянському Союзі перші цифрові електронні обчислювальні машини з динамічно змінюваною програмою обчислень. На цьому завершився етап становлення цифрової електронної обчислювальної техніки: була поставлена переможна крапка в її змаганні з аналоговою. Нині імена цих учених добре відомі: Джон фон Нейман (1903—1957), Джон Мочлі (1907—1980), Преспер Еккерт (народ. 1919) у США; Алан Тьюринг (1912—1954), Том Кілбурн (народ. 1921) і Моріс Уїлкс (народ. 1913) у Великій Британії; Сергій Лебедєв (1902—1974) та Ісаак Брук (1902—1974) у Радянському Союзі. Кожен з них зробив помітний внесок у становлення і подальший розвиток комп'ютерної науки і техніки.
Ще у 1934 р. у статті "Про обчислювані числа" Алан Тьюринг довів можливість виконання суто механічним шляхом будь-якого алгоритму, що має розв'язання. Запропонована ним для цієї мети гіпотетична цифрова універсальна машина, яка одержала назву машини Тьюринга, могла запам'ятовувати послідовність дій, тобто мала програму виконання алгоритму. Джон Мочлі і Преспер Еккерт у 1946 р. створили цифрову електронну обчислювальну машину ЕНІАК, в якій програма роботи задавалася за допомогою механічних перемикачів, що потребувало багато часу і перешкоджало повній автоматизації обчислювального процесу. Під час проектування наступної машини — ЕДВАК вчені усунули цей недолік, передбачивши збереження програми в оперативній пам'яті. На етапі завершення робіт з ЕНІАК і під час проектування ЕДВАК з ними почав співробітничати відомий учений Джон фон Нейман. Він тоді брав участь у проекті зі створення атомної бомби і був зацікавлений у розробці ефективної обчислювальної техніки для виконання розрахунків. Узагальнивши досвід, отриманий у процесі розробки обох машин, цей вчений першим сформулював основні принципи побудови ЕОМ, які були реалізовані ним у машині ІАК, створеній у 1952 р. Матеріали звіту не публікувалися до кінця 50-х років, але були передані ряду фірм США та Англії. Широка популярність Джона фон Неймана відіграла свою роль — викладені ним принципи і структура ЕОМ згодом одержали назву нейманівських, хоча в їхній розробці брали участь Еккерт і Мочлі.
У 1949 р. англійський учений Моріс Уїлкс, який прослухав у 1946 р. курс лекцій Мочлі та Еккерта, зумів випередити своїх учителів і створив у Кембриджі першу у світі цифрову електронну обчислювальну машину ЕДСАК з динамічно змінюваною програмою.
Тим часом С. Лебедєв незалежно від них запропонував такі ж принципи для побудови першої у колишньому Радянському Союзі та континентальній Європі Малої електронної лічильної машини — МЭСМ. У той час вона була засекречена, і про творчий внесок радянського вченого на Заході нічого не знали. До речі, перша ЕОМ Джона фон Неймана — ІАК почала працювати через рік після запуску МЭСМ в експлуатацію.
Творча доля вчених-першопрохідців складалася по-різному. Алан Тьюринг у роки Другої світової війни брав участь у створенні електронної цифрової машини "Колос", призначеної для розшифровування радіограм німецького вермахту. "Безумовно, не Тьюринг виграв війну, але без нього ми могли б її програти", — сказав один з його соратників. Рання смерть завадила повній реалізації намірів геніального вченого. Така ж доля спіткала Джона фон Неймана — він помер на 54-му році життя, так і не побачивши другу, спроектовану під його керівництвом машину, названу на його честь "Джоніак".
Джонові Мочлі і Пресперу Еккерту вдалося у 1952 р. завершити роботу над ЕДВАК, а на початку 50-х років створити першу в США серійну машину УНІВАК. Надалі обидва ці науковці стали керівниками заснованих ними комп'ютерних фірм. Багато зусиль було витрачено на судовий процес у зв'язку з їхнім наміром одержати патент на ЕНІАК. У результаті тривалого (майже 20 років!) розгляду справи суд виніс негативне рішення на тій підставі, що ще у 1939 р. професор сільськогосподарської школи у штаті Айова Джон Атанасов (1903—1992) та його помічник Кліффорд Беррі створили цифрову обчислювальну машину на електронних лампах з використанням двійкової системи числення і з пам'яттю на конденсаторах. Хоча ця машина була спеціалізованою і призначалася для розв'язання систем лінійних алгебраїчних рівнянь, а робота завершилася лише макетом, суд дійшов висновку, що основне, на що претендують творці ЕНІАК, - використання електронних ламп - було реалізовано в машині Атанасова. До того ж з'ясувалося, що Мочлі під час зустрічі з Атанасовим ознайомився з його машиною.
Великих успіхів досягли Том Кілбурн і Моріс Уїлкс. У 1953 р. почав працювати макет першої у світі обчислювальної машини на точкових транзисторах, створеної Кілбурном. Роботу завершили у 1955 р. Машина мала 200 транзисторів і 1300 германієвих діодів. У 60-ті роки під його керівництвом була сконструйована досить досконала машина АТЛАС на транзисторах, у якій використано віртуальну пам'ять і мультипрограмний принцип.
Моріс Уїлкс керував роботами зі створення ще однієї лампової машини — ЕДСАК-2 з мікропрограмним керуванням, уперше запропонованим ученим у 1951 р. Надалі він працював у галузі програмування, автоматизації проектування комп'ютерів, розробив основи мультипрограмувания, консультував багато проектів і одержав світове визнання як видатний учений сучасності. Нині 89-річний сер Моріс Уїлкс (цей титул йому присвоєно спеціальним указом королеви Великої Британії)— почесний професор університету в Кембриджі і консультант однієї з провідних американських фірм (ITT). У 1998 р. він став почесним доктором НАН України.
Проте навіть на тлі видатних досягнень західних учених — сучасників С.О.Лебедєва — результати його наукової творчості у галузі комп'ютерної науки і техніки вражають своєю масштабністю. Під його керівництвом і за особистої участі трохи більш як за двадцять років було створено 18 ЕОМ, причому 15 з них випускалися серійно. Більшість машин належала до класу суперЕОМ і призначалася для великих обчислювальних центрів і протиракетних систем.
Діяльність Сергія Олексійовича почалася зі створення лампових ЕОМ (МЭСМ, БЭСМ, БЭСМ-2, М-20, М-40, М-50). З появою напівпровідникових елементів учений перейшов до розробки суперЕОМ другого покоління. Остання з них — створена у 1967 р. напівпровідникова БЭСМ-6 з продуктивністю мільйон операцій на секунду — випускалася 17 років. Нею було оснащено багато обчислювальних центрів Радянського Союзу. Лондонський музей науки у 1992 р. придбав БЭСМ-6, щоб зберегти її як один з найкращих зразків в історії світового комп'ютеробудування. Завершив свою діяльність С.О. Лебедєв створенням для систем протиракетної оборони суперЕОМ на інтегральних схемах, продуктивність якої становила мільйони операцій на секунду. Кожна нова машина була результатом радикальної переробки попередньої з критичним осмисленням власного досвіду і всього нового, що з'явилося в країні і за рубежем.
Головний принцип побудови всіх ЕОМ, створених С.О. Лебедєвим, — розпаралелювання обчислювального процесу. Вперше він реалізував його у МЭСМ і БЭСМ, використавши арифметичний пристрій паралельної дії. У М-20, М-40, М-50 паралельно з процесором могли працювати зовнішні пристрої. У БЭСМ6 з'явився конвеєрний (або "водопровідний", як назвав його Лебедєв) спосіб виконання обчислень. У наступних ЕОМ використовувалася багатопроцесорність. Додамо, що й нині принцип розпаралелювання процесу обробки інформації, вперше реалізований С.О. Лебедєвим, залишається основним при побудові суперЕОМ. Активна творча діяльність С.О. Лебедєва сприяла створенню в колишньому Радянському Союзі ряду потужних наукових шкіл і розгортанню вітчизняного комп'ютеробудування. При цьому наукова школа С.О. Лебедєва, за загальним визнанням, відігравала провідну роль. Керований ним Інститут точної механіки і обчислювальної техніки (ІТМіОТ) АН СРСР у 50—70-і роки за рівнем наукових досліджень і практичних результатів міг конкурувати з відомою американською фірмою IBM.
С.О. Лебедєв та співробітники ІТМіОТ, які брали участь у створенні ЕОМ, неодноразово одержували урядові нагороди. Сам Сергій Олексійович був відзначений орденами Леніна (1954, 1962, 1972) і Жовтневої Революції (1971). У 1956 р. йому присвоїли звання Героя Соціалістичної Праці. У 1966 р. він одержав Ленінську, а в 1969 р. — Державну премію СРСР. У 1974 р., коли вченого не стало, інституту було присвоєно його ім'я.
Виняткова скромність С.О. Лебедєва, засекреченість значної частини його робіт, колишні "залізна завіса" та "холодна війна" призвели до того, що тривалий час навіть у Радянському Союзі, а тим більше — у західних країнах публікацій про життя і діяльність геніального вченого було обмаль. Мабуть, саме тому у виданій у 1995 р. книзі американського історика Джона Чі "Комп'ютерні піонери", де опубліковано понад 200 біографій учених, ім'я С.О. Лебедєва, на жаль, не згадується. Лише у 95-ту річницю від дня народження вченого міжнародна наукова громадськість Заходу, яка на той час уже одержала можливість краще ознайомитися з результатами діяльності С.О. Лебедєва, визнала його видатні заслуги в галузі комп'ютерної науки і техніки. На присвяченій цій даті медалі Міжнародного комп'ютерного товариства, врученій дітям С.О. Лебедєва, написано: "Сергій Олексійович Лебедєв. 1902—1974. Розробник і конструктор першого комп'ютера у Радянському Союзі. Фундатор радянського комп'ютеробудування". ОСНОВОПОЛОЖНИК ВІТЧИЗНЯНОГО КОМП'ЮТЕРОБУДУВАННЯ Створення МЭСМ за надзвичайно короткий термін в умовах перших повоєнних років було справжнім подвигом С.О. Лебедєва та очолюваного ним невеличкого колективу. Оскільки розробка МЭСМ розпочалася без будь-яких постанов уряду, інституту довелося долати неабиякі труднощі: перші два роки робота виконувалася за рахунок мізерного бюджету Інституту електротехніки. Особливо важка ситуація з матеріальним забезпеченням склалася у другій половині 1950 р. Зваживши на складне становище, М.О. Лаврентьєв написав листа Й.В. Сталіну про необхідність прискорити дослідження у галузі обчислювальної техніки і про перспективи використання ЕОМ, у тому числі у військовій техніці. Результат виявився несподіваним для самого М.О. Лаврентьєва. Його, математика, призначили директором створеного в Москві у 1948 р. Інституту точної механіки й обчислювальної техніки АН СРСР, а для лабораторії С.О. Лебедєва була виділена солідна сума. Лист М.О. Лаврентьєва відвозив до Москви син колишнього президента АН України О.О. Богомольця — Олег Олександрович. Він і розповів про цей епізод автору.
Ставши директором, М.О. Лаврентьєв потрапив у дуже скрутне становище: у створеному за два роки до того інституті були лише поодинокі спеціалісти у галузі цифрової обчислювальної техніки, нечисленні наукові відділи розміщувалися в різних районах Москви (будинок інституту ще тільки зводився) і от-от мала з'явитися постанова уряду, яка зобов'яже інститут розробити цифрову електронну обчислювальну машину — гігантську конструкцію з багатьох тисяч ламп, значно складнішу, ніж та, яку він бачив у Києві в Лебедєва.
Лаврентьєв вирішив використати досвід Лебедєва, котрий наочно продемонстрував свої творчі можливості. У березні 1951 р. в інституті створюється лабораторія № 1, завідувати якою запрошується С.О. Лебедєв (за сумісництвом). Так БЭСМ, задумана і змодельована у Києві, почала розроблятися в Москві... Коли проект постанови уряду про створення двох ЕОМ (друга, як уже згадувалося, одержала назву "Стріла", і її доручили розробляти Міністерству машинобудування і приладобудування СРСР) подали на затвердження Й.В. Сталіну, він зажадав, щоб були вказані відповідальні особи за кожну з машин. Ними призначили: від Академії наук СРСР М.О. Лаврентьєва і головного конструктора машини С.О. Лебедєва; від Міністерства машинобудування і приладобудування — М.А. Лесечка і головного конструктора машини Ю.Я. Базилевського.
Ситуація, що склалася в ІТМіОТ АН СРСР, багатьом здалася б безнадійною. Але не Лебедєву! З Києва він привіз власноруч виконаний проект БЭСМ. Ось що розповів про це учасник розробки БЭСМ П.П. Головистиков:
"Існує легенда, ніби вся схема БЭСМ у Сергія Олексійовича була записана на цигаркових коробках "Казбек" або на окремих листках. Це неправда. Вона містилася у товстих зошитах (і не одному). У них найскрупульознішим чином були зображені всі структурні схеми машини, наведені часові діаграми роботи блоків, докладно розписані всі варіанти виконання окремих операцій. Приїхавши з Києва, він цей величезний обсяг інформації почав передавати нам".
Створення БЭСМ було надзвичайно важливим кроком у розвитку обчислювальної техніки. БЭСМ стала першою вітчизняною швидкодіючою ЕОМ, причому довго залишалася найбільш продуктивною машиною в Європі й однією з найкращих у світі. У БЭСМ одержали подальший розвиток ідеї С.О. Лебедєва у галузі структурної реалізації методів опрацювання інформації. Зокрема, в ній було реалізовано принцип повністю паралельної дії, вона мала розвинену систему команд, форму подання чисел з плаваючою комою, багатоступінчасту організацію пам'яті та інші важливі особливості, які уможливлювали подальший розвиток структури машини та її технічних компонентів. Вона стала базовим прототипом наступних машин і довго експлуатувалася в ОЦ АН СРСР, забезпечивши розв'язання багатьох дуже важливих задач, які раніше через свою складність не могли бути розв'язані у практично прийнятні терміни. В іншому становищі опинилася ЕОМ "Стріла". Її "життя" закінчилося на сьомому екземплярі. За роки створення БЭСМ С.О. Лебедєв сформував працездатний колектив співробітників і заснував наукову школу, яка надовго визначила шляхи розвитку вітчизняної обчислювальної техніки.
І МЭСМ, і БЭСМ були виконані в одному екземплярі. Серійне виробництво машин, розроблених в ІТМіОТ АН СРСР, розпочалося з 1958 р. Щоправда, воно могло розгорнутися раніше, ще у 1953 р., коли Урядова комісія прийняла БЭСМ і ЕОМ "Стріла" в експлуатацію. Але до серійного виробництва була рекомендована тільки ЕОМ "Стріла". Далося взнаки монопольне становище Міністерства машинобудування і приладобудування СРСР. Воно не забезпечило постачання для БЭСМ потенціалоскопів для запам'ятовуючого пристрою, і С.О. Лебедєву довелося використовувати пам'ять на ртутних трубках, що знизило швидкодію БЭСМ у п'ять разів і зрівняло її з продуктивністю "Стріли". Якби не протидія з боку міністерства, країна одержала б найпродуктивнішу у світі (на той час) серійну ЕОМ.
Кожна з наступних ЕОМ, створених під керівництвом С.О. Лебедєва, втілювала отримані на той час результати наукової творчості керованого ним колективу ІТМіОТ АН СРСР і ставала помітною віхою у вітчизняному комп'ютеробудуванні. Наприкінці 50-х і у 60-ті роки з'явилися БЭСМ-2, ЕОМ-20, БЭСМ-4, БЭСМ-6.
В акті Державної комісії, що приймала БЭСМ-6, зазначено: "БЭСМ-6 стала першою в країні машиною, яка має швидкодію близько 1 млн одноадресних операцій на секунду і використовує систему елементів з тактовою частотою 9 МГц. Висока тактова частота елементів потребувала від розробників нових оригінальних конструктивних рішень для скорочення довжин з'єднань елементів і зменшення паразитних ємностей. Висока швидкодія машини забезпечується раціональною побудовою арифметичного пристрою, поєднанням роботи окремих пристроїв машини, узгодженням часу роботи пам'яті й арифметичного пристрою за рахунок поділу оперативної пам'яті на ряд блоків і застосування буферної надшвидкодіючої, здатної до самоорганізації пам'яті на швидких регістрах". Зазначалося також, що БЭСМ-6 має основні структурні особливості сучасних високопродуктивних машин, які дають можливість використовувати її у мультипрограмному режимі і в режимі поділу часу. Ці машини випускалися 17 років і використовувалися в обчислювальних центрах, працювали на різні галузі народного господарства. За розробку і впровадження машини БЭСМ-6 С.О. Лебедєв, В.А. Мельников, Л.М. Корольов, Л.А. Зак, В.Н. Лаут, А.А. Соколов, В.І. Смирнов, О.М. Томилін, М.В. Тяпкін одержали Державну премію. МЭСМ До остаточного рішення зайнятися розробкою цифрової ЕОМ С.О. Лебедєва підштовхнув, мабуть, М.О. Лаврентьєв, який був тоді директором Інституту математики і віце-президентом АН України. У той час в Європі почали з'являтися рекламні повідомлення про цифрові обчислювальні пристрої на електромагнітних реле. Одне з них у 1948 р. потрапило до М.О. Лаврентьєва, і той показав його С.О. Лебедєву. Можливо, знайомство з рекламою, що з'явилася за рубежем, і допомогло прийняти рішення, яке давно вже назрівало.
У жовтні—грудні 1948 р. С.О. Лебедєв організовує семінар для загального ознайомлення співробітників його лабораторії з проблемами цифрової обчислювальної техніки. Ось основні ідеї вченого, які він запропонував для реалізації у процесі створення МЭСМ:
подання всієї інформації у двійковому алфавіті й опрацювання її у двійковій системі числення;
програмний принцип керування і розміщення програм у пам'яті машини;
операційно-адресний принцип побудови команд у програмах і можливість поточної зміни команд (для виконання циклічних дій) шляхом операцій над ними так само, як і над числами;
ієрархічна система машинних дій (передбачених внутрішньою мовою), що складається з базисних операцій, якими керують схемним способом, і складових процедур, котрі реалізуються за стандартними підпрограмами;
побудова базисних операцій на основі елементарних операцій, виконуваних одночасно над усіма розрядами слів;
ієрархічна організація запам'ятовуючих пристроїв із застосуванням різнофункціональних рівнів пам'яті;
використання і центрального, і місцевого керування обчислювальним процесом.
Під час обговорення на семінарі ці ідеї розвивалися і конкретизувалися, але й у своєму початковому вигляді вони вже містили основні рекомендації з побудови ЕОМ із збереженою в оперативній пам'яті програмою. При цьому можна з упевненістю стверджувати, що С.О. Лебедєв прийшов до своїх ідей цілком самостійно, оскільки (нагадаємо ще раз) зміст наукового звіту, в якому Джон фон Нейман виклав принципи побудови ЕОМ, не розголошувався, а відповідні публікації у пресі з'явилися тільки у 50-х роках. Перша ж у світі ЕОМ із збереженою програмою — англійська ЕДСАК — була запущена в експлуатацію у 1949 р., приблизно за рік до початку дослідної експлуатації МЭСМ, і відомості про неї вплинути на формування ідей С.О. Лебедєва вже ніяк не могли. Більше того, у цих ідеях неважко побачити й елементи подальшого розвитку ЕОМ: зародки децентралізації керування й асинхронної організації обчислювального процесу, реалізації вмонтованих процедур, у тому числі й операцій над масивами, тощо.
У 1949 р. в лабораторії С.О. Лебедєва були отримані основні технічні рішення: розроблено елементну базу машини, її структурну схему, документацію на основні пристрої. Наступні події, пов'язані зі створенням макета і перетворенням його на Малу електронну лічильну машину (з тією ж абревіатурою — МЭСМ) розвивалися дуже стрімко. 6.11.1950 відбувається пробний пуск макета; 4.01.1951 — діючий макет демонструють приймальній комісії АН України (при цьому виконуються перші розрахунки — обчислення суми непарного ряду факторіала числа, зведення у ступінь; 10.05.1951 — макет демонструють Урядовій комісії і комісії експертів, створеним для розгляду ескізних проектів БЭСМ і ЕОМ "Стріла", розробка якої велася Міністерством приладобудування; 1.08.1951 — виходить урядова постанова, що зобов'язує ввести МЭСМ в експлуатацію у четвертому кварталі 1951 р.; 7.11.1951 — закінчено перетворення макета на Малу електронну лічильну машину, і її випробовують перед пуском; 25.12.1951 — Урядова комісія приймає МЭСМ у регулярну експлуатацію; 4.01.1952 — Президія АН СРСР ухвалює постанову про необхідність доповісти Раді Міністрів СРСР про введення в експлуатацію першої в СРСР швидкодіючої лічильної електронної машини. Залишається додати, що у вересні 1952 р. розрядність МЭСМ була збільшена до 20 двійкових розрядів.
Будинок у Феофанiї, де розмiщувалася лабораторiя С. О. Лебедєва i була створена «МЭСМ».
Нинi вулиця, на якiй стоїть цей будинок, носить iм'я Лебедєва. Виступаючи на вченій раді Інституту кібернетики АН України, присвяченій 25-річчю створення МЭСМ, В.М. Глушков дуже високо оцінив її значення для розвитку обчислювальної техніки в Україні та в СРСР: "Незалежно від зарубіжних учених С.О. Лебедєв розробив принципи побудови ЕОМ із збереженою у пам'яті програмою. Під його керівництвом створена перша в континентальній Європі ЕОМ, за короткий термін вирішені важливі науково-технічні завдання, чим започатковано радянську школу програмування. Опис МЭСМ був першим підручником у країні з обчислювальної техніки. МЭСМ стала прототипом Великої електронної лічильної машини (БЭСМ); лабораторія С.О. Лебедєва перетворилася на організаційний зародок Обчислювального центру АН України, а згодом Інституту кібернетики АН України".
Надзвичайно велику роль у швидкому завершенні робіт зі створення МЭСМ, а згодом БЭСМ, відіграв академік М.О. Лаврентьєв. У короткій статті "Біля колиски першої ЕОМ", присвяченій 70-річчю цього видатного вченого, С.О. Лебедєв писав:
"У перші повоєнні роки я працював у Києві. Мене тільки-но обрали академіком Академії наук УРСР, і у Феофанії створювалася лабораторія, де судилося народитися першій радянській електронно-обчислювальній машині. Часи були важкі, країна відновлювала зруйноване війною господарство, кожна дрібниця перетворювалася на проблему. І невідомо, чи з'явився б первісток радянської обчислювальної техніки у Феофанії, якби не було у нас доброго покровителя — Михайла Олексійовича Лаврентьєва, тодішнього віце-президента Академії наук УРСР. Я досі не перестаю дивуватися і захоплюватися тією нестримною енергією, з якою Лаврентьєв відстоював і пробивав свої ідеї. Гадаю, важко знайти людину, яка б, познайомившись з ним, не заразилася б його ентузіазмом.
Незабаром Михайло Олексійович призначається директором Інституту точної механіки й обчислювальної техніки Академії наук СРСР. Я був переведений до Москви, і розпочався новий етап у нашій спільній роботі зі створення великих цифрових електронно-обчислювальних машин. Коли машина (БЭСМ. — Авт.) була готова, вона нітрохи не поступалася перед новітніми американськими зразками і знаменувала справжнє торжество ідей її творців".
|
