Информационные технологии в СССР. Создатели советской вычислительной техники

Вся убогость и халтурность МВК «Эльбрус-1» особенно контрастировала по сравнению с ЭВМ М-10 М. А. Карцева, которая стояла в 50-ти метрах у нас на предприятии. Это, кстати, было единственное место в СССР, где обе советские суперЭВМ стояли бок о бок и могли нами сравниваться.

Хочу добавить несколько слов по поводу МВК «Эльбрус-2». По моим сведениям три 10-процессорных МВК «Эльбрус-2» были использованы как управляющие ЭВМ в РЛС ПРО «Дон» под Москвой в Софрино. Мне лично неизвестно, как это удалось, но разработчики из РТИ им. академика Минца добились, чтобы ИТМ и ВТ сделали-таки из «Эльбруса-2» управляющие ЭВМ, тем более, что их прежние разработки РЛС использовали управляющие ЭВМ, разработанные М. А. Карцевым, и они знали, как должны работать управляющие ЭВМ.

Теперь несколько слов насчет ЭВМ М4-2М, год начала выпуска которой — 1964 и год прекращения выпуска — 1984. С 1971 года я лично принимал участие во вводе в эксплуатацию 9-ти этих ЭВМ сначала как инженер, а затем как руководитель пуско-наладочной бригады. Эти ЭВМ были заменены на компьютеры IBM PC к середине 2000 годов. Причем замена была произведена не переписыванием боевых программ, а созданием на IBM PC эмулятора команд ЭВМ М4-2М и загрузкой в IBM PC программ в кодах М4-2М. Дело в том, что архитектура ЭВМ М4-2М предвосхищала архитектуру IBM PC, и это в 1963 году!

Отдельно хочется сказать о последовательном синхронном шлейфе с пропускной способностью 100 Кбит/с ЭВМ М4-2М. Эта синхронная сеть разбивалась на 64, 128 или 256 каналов по 16 разрядов, и все устройства РЛС были синхронно привязаны к своим каналам и принимали или передавали в ЭВМ М4-2М соответствующую информацию в двоичном коде. Таким образом, это была одна из первых, если вообще не первая промышленная сеть обмена информацией между ЭВМ. Кстати, РЛС СПРН «Днепр» на базе ЭВМ М4-2М были полностью автоматическими, то есть обслуживающий персонал только наблюдал за работой РЛС, и все данные о ее работе автоматически пересылались на командный пункт в подмосковный Солнечногорск.

Отсюда можно сделать вывод, что ЭВМ М4-2М за свою долгую жизнь достойна Книги рекордов Гиннесса.

Николай Петрович Брусенцов

Б. Н. Малиновский

От составителя

Достижение Н. П. Брусенцова — троичный компьютер — для лучшего понимания требует некоторого теоретического введения. При разработке первых компьютеров перед конструкторами встал вопрос об экономичности систем счисления с различными основаниями. Основанием системы называется количество цифр в ней, то есть отдельных символов для написания чисел. В десятичной системе их 10, от 0 до 9, в двоичной — всего две цифры, 0 и 1. А под экономичностью системы понимается тот запас чисел, который можно записать с помощью данного количества знаков. Чтобы записать 1000 чисел (от 0 до 999) в десятичной системе, нужно 30 знаков (по десять в каждом разряде), а в двоичной системе с помощью 30 знаков можно записать 2¹⁵ = 32 768 чисел, что гораздо больше 1000. То есть двоичная система явно экономичнее десятичной. В общем случае, если взять n знаков в системе с основанием x, то количество чисел, которые при этом можно записать, будет равно x ^n/x. Легко найти максимум такой функции, который будет равен иррациональному числу е = 2,718282… Но поскольку система с основанием е может существовать только в воображении математиков, то самой экономичной считается система счисления с основанием 3, ближайшим к числу е: с помощью 30 знаков в троичной системе можно записать 3¹⁰ = 59 049 чисел. В компьютере, работающем по такой системе, число элементов, необходимых для представления числа определенной величины, минимально.

Именно такой компьютер и создал Николай Петрович Брусенцов. Он имеет и другие преимущества перед двоичными, кроме экономичной элементной базы (см. приложение в конце этого очерка). Почему же троичный компьютер, ныне знаменитый во всем мире (все западные историки науки, приезжая в Россию, первым делом стремятся встретиться с Н. П. Брусенцовым, о чем говорит и Борис Николаевич в данном очерке), так и остался тупиковой ветвью на древе компьютерной эволюции? Причин много, и, главная та, что именно двоичная величина, бит, является наименьшим возможным количеством информации. Передача данных от одного устройства к другому в условиях помех происходит намного надежнее, если производится всего двумя устойчивыми состояниями — высоким уровнем напряжения и низким. Эти состояния просто воспроизвести в электронных устройствах — троичный триггер на транзисторах или лампах устроен куда сложнее двоичного и будет менее надежен в работе, пусть и самих таких триггеров будет требоваться меньше. Брусенцову просто повезло натолкнуться на крайне надежную элементную базу, которая хорошо работает как раз в троичной логике, но при переводе его схем на полупроводниковую основу вместо упрощения получится усложнение.

Текст Бориса Николаевича дополнен фрагментами интервью Н. П. Брусенцова журналу «Upgrate» [7.1] — они выделены мелким шрифтом.

21 июня 1941 года, накануне дня начала Великой Отечественной войны, восьмиклассник Коля Брусенцов был в Днепропетровске, участвовал в олимпиаде молодых музыкантов — дирижировал хором, исполнявшим его песню о дзержинцах. Все прошло замечательно.

А утром 22-го его и остальных, приехавших из Днепродзержинска, срочно отправили домой. Уже дома услышал по радио выступление Молотова. Запомнились слова «Победа будет за нами» и «Богатырская симфония» Бородина, зазвучавшая вслед за ними.

Так закончилось детство Николая.

Он родился 7 февраля 1925 года на Украине в городе Каменское (теперь Днепродзержинск). Отец, Петр Николаевич Брусенцов — сын рабочего железнодорожника, окончил рабфак, а в 1930 году — Днепропетровский химический институт. Участвовал в строительстве Днепродзержинского коксохимического завода. Умер в 1939 году в возрасте 37 лет.

Николай Петрович Брусенцов, 1960-е годы

Мать, Мария Дмитриевна (урожденная Чистякова), заведовала детским садом при заводе, где работал муж. Молодая женщина стойко вынесла тяжелый удар. Надо было позаботиться о троих детях. Николай был старшим из братьев. Младшему шел всего второй год. Не успели оправиться, как началась война. Начались бомбежки. Рядом с домом вырыли щели и прятались в них при налетах. Детский сад, где работала мать, вместе с Днепродзержинским коксохимическим заводом эвакуировали в Оренбургскую область. Урал встретил сорокаградусными морозами. Эвакуированные жили вначале в палатках, потом соорудили саманные бараки. Строили Орско-Халиловский металлургический комбинат. Николай работал учеником столяра. Весной 1942-го года во время разлива реки Урал саманный барак, в котором жила семья Брусенцовых, оказался под водой, и они лишились остатков имущества.

И все-таки он не бросил учебу. Зимой посещал девятый класс вечерней школы в г. Новотроицке, а летом поехал в Екатеринбург (тогда Свердловск) и поступил в находившуюся там в эвакуации Киевскую консерваторию на факультет народных инструментов.

Через полгода — в феврале 1943 года, когда исполнилось 18 лет, его призвали в армию и послали на курсы радистов в том же Свердловске, а еще через полгода направили в 154-ю стрелковую дивизию, где он стал радистом в отделении разведки 2-го дивизиона 571-го артиллерийского полка. Дивизия находилась на переформировании под Тулой. Через две недели ее направили под Невель, где наши части находились в полуокружении. Ему запомнились слова немецкой листовки: «Вы в кольце, и мы в кольце, посмотрим, что будет в конце». До декабря 1943 года дивизия занимала оборону, а потом вместе с остальными частями перешла в наступление и вышла к Витебску. Дивизион, в котором служил Николай, участвовал в неудачном наступлении на город. На болотистой местности гаубицы дивизиона при стрельбе погружались в болотную жижу, и стрельба становилась невозможной. Прекратился подвоз продуктов. Есть было нечего. Ноги Николая от холодной болотной воды распухли и покрылись волдырями. В одном из боев ему под ноги упала мина, но, к счастью, не разорвалась. «По семейному преданию, мама меня родила „в рубашке“», — сказал Николай Петрович, вспоминая об этом. Потом было легче — успешные наступательные бои в Белоруссии, в Прибалтике, Восточной Пруссии. Молодого солдата — вчерашнего школьника наградили медалью «За отвагу» и орденом Красной Звезды. Из тех 25 восемнадца— тилетних ребят, что в августе 1943 года пополнили дивизию, к тому времени осталось пятеро… Здесь, за Кенигсбергом, Брусенцов встретил запомнившийся на всю жизнь День Победы.

После демобилизации он вернулся в Днепродзержинск и устроился на завод, где раньше работал отец. В 1946 году, когда его отчима перевели в Калинин, он вместе со своей семьей переехал в этот город. Начал учиться в музыкальной школе и школе рабочей молодежи одновременно. В 1948 году окончил десятый класс, получив аттестат отличника, и по совету товарища-москвича подал заявление на радиотехнический факультет Московского энергетического института.

На вопрос, почему решил вместо музыки заняться радиотехникой, а потом вычислительной техникой, он ответил: «Я не мечтал стать ни композитором, ни творцом вычислительных машин, ни кем-либо еще. Странно, но мне никогда не приходило в голову делать что-либо ради успеха или выгоды. Пожалуй, главным, если не единственным, что двигало мной, было стремление сделать то, за что взялся, как можно совершеннее. Когда это удавалось, я испытывал (и испытываю) удовлетворение, а иногда и радость. У меня не было музыкальных способностей. Помню, как в Свердловске профессор продемонстрировал мне 6-летнего мальчика, безошибочно называвшего ноты, „извлекаемые“ из рояля. Я не умел — не было абсолютного слуха. Страстного стремления стать музыкантом, похоже, тоже не было: когда ходил в 1-й или 2-й класс школы, родители затеяли обучить меня игре на фортепьяно, но ничего не вышло, а от скрипки я отказался, не пробуя. Правда, попросил приобрести пионерский горн, самостоятельно освоил этот инструмент и стал неплохим горнистом. Охота к музыке появилась только в 5-м классе, играл на балалайке и домре в школьном оркестре. Подтолкнули к этому украинские песни („Посiяла огiрочки“, „Iхали козаки“, „I шумить, i гуде“, музыка Глинки, которую и теперь боготворю, как и песни) и наш школьный музыкальный учитель П. П. Шпитяк, который не завлекал, а лишь показывал, как надо делать. Так что никакой мечты не было: понравилась песня — подобрал и играю, попробовал свою сочинить — тоже получилось и другим понравилась — поют. В Днепропетровске песня о дзержинцах исполнялась хором в сопровождении оркестра народных инструментов, — всего нас приехало около ста человек, собранных из нескольких школ. Помню лишь, что в общежитии после концерта мы долго не могли уснуть, швыряя друг в друга подушками».

Набор студентов в институт уже закончился, но он добился своего. Медкомиссию при приеме каким-то образом обошел, зная, что у него начался туберкулез. Но на первом курсе это открылось, и его хотели исключить из института. Послали в районную поликлинику для заключения о возможности продолжать учебу. Повезло на врача. Узнав в чем дело, доктор сказал: «Мой сын лишился одного легкого и прекрасно учится. Значит и вам это не противопоказано!».

Первый год учебы он не столько учился, сколько спал, пытаясь сном и лекарствами победить начавшуюся болезнь, и ему это удалось! Когда здоровье поправилось, он не только наверстал упущенное, но и стал одним из самых успевающих студентов. Вместе с ним учился М. А. Карцев. В общежитии их комнаты были рядом. Карцев занимался самозабвенно, не считаясь со здоровьем, за год кончил два курса института, но к концу учебы нажил туберкулез, которым заболевали в то время многие из студентов МЭИ.

Радиотехника очень увлекла Брусенцова. В ней было что-то от музыки — стройность теоретических выводов, возможность проектировать радиосхемы с нужными свойствами. Только палочку дирижера заменяли карандаш или ручка, которыми записывались формулы или делались расчеты.

Но главным было стремление овладеть ею, чтобы понять, как можно улучшить то громоздкое и тяжелое радиооборудование, с которым так нелегко приходилось работать на войне. Радиотехнический факультет предоставлял для этого реальную возможность. «Не только я, но и Карцев, Матюхин, Легезо, Александриди обязаны своими успехами нашим превосходным учителям, в особенности таким как физик Ю. М. Кушнир, радиотехники В. А. Котельников, С. И. Евтянов, Н. С. Свистов, радиолокаторщик Ю. Б. Кобзарев, антенщики А. Н. Казанцев, Г. З. Айзенберг, а также Б. В. Пестряков — конструктор навигационной самолетной аппаратуры и той радиостанции, которая была моим оружием на войне, — писал мне Брусенцов. — Говорили, кому Б. В. поставит 4, тот конструктором будет, а я могу похвалиться, что получил у него 5».

Учась на последнем курсе и готовя дипломный проект, Брусенцов столкнулся с необходимостью расчета сложных таблиц, освоил численные методы вычислений и составил таблицы дифракции на эллиптическом цилиндре (известны как таблицы Брусенцова). Так закладывался фундамент для его последующей работы в области вычислительной техники.

В 1953 г. после окончания института Н. П. Брусенцова направили на работу в СКБ при Московском университете, пообещав помощь в получении жилья. СКБ только становилось на ноги. Разработки носили случайный характер. Вначале Брусенцову поручили разработать ламповый усилитель нового типа. С задачей он справился, но удовлетворения от этой работы не получил, а в перспективе ничего интересного не было. «Поплакался» Карцеву, работавшему в лаборатории И. С. Брука. Тот пригласил посмотреть уже работавшую ЭВМ М-2. Машина буквально покорила Брусенцова, впервые увидевшего новое и столь многообещающее техническое средство. На его счастье, ЭВМ М-2 заинтересовался С. Л. Соболев. Он договорился о передаче машины университету. Брусенцова направили в лабораторию Брука осваивать М-2, чем он и занялся с огромным желанием. Но случилось непредвиденное. На выборах в Академию наук СССР Соболев проголосовал за кандидатуру С. А. Лебедева (в академики), а не И. С. Брука. Исаак Семенович обиделся и отменил передачу М-2 университету.