История вычислительной техники в лицах

В 1974 году на конгрессе IFIP Глушков выступил с докладом о рекурсивной ЭВМ, основанной на новых принципах организации вычислительных систем (соавторы В.А. Мясников, И.Б. Игнатьев, В.А. Торгашев). Он высказал мнение о том, что только разработка принципиально новой ненеймановской архитектуры вычислительных систем, базирующейся на современном уровне развития технологии, позволит решить проблему построения супер-ЭВМ с неограниченным ростом производительности при наращивании аппаратных средств. Дальнейшие исследования показали, что полная и бескомпромиссная реализация принципов построения рекурсивных ЭВМ и мозгоподобных структур при имеющемся уровне электронной технологии пока преждевременна. „Необходимо было найти компромиссные решения, определяющие переходные этапы к мозгоподобным структурам будущего путем разумного отступления от принципов фон Неймана“ (из доклада В.М. Глушкова на конференции в Новосибирске в 1979 году). Такие решения были найдены Глушковым и положены в основу оригинальной структуры высокопроизводительной ЭВМ, названной им макроконвейером.

Идея макроконвейера так увлекла ученого, что он работал над ней даже находясь в Президиуме АН Украины, где выполнял обязанности вице-президента. Как-то раз, придя к нему в кабинет, я застал его в сильном возбуждении. Он сразу начал рассказывать про только что появившийся у него вариант структуры макроконвейерной ЭВМ. Этим я хочу подчеркнуть, что основополагающие принципы макроконвейерной ЭВМ исходили именно от него.

Глушков привлек к новой работе, кроме своего, отделы Молчанова, Летичев-ского, Михалевича и др., крупные силы СКВ математических машин и систем. Сам постоянно проводил научные семинары с обсуждением основных вопросов архитектуры и программного обеспечения, добился выпуска постановлений, обязывавших осуществить снабжение института необходимыми техническими средствами, финансированием и обеспечить промышленный выпуск новой ЭВМ, что было далеко не так просто. Главным конструктором макропроцессорной ЭВМ был назначен С.Б. Погребинский.

В 1981 году Институт кибернетики АН Украины посетил известный физик-атомщик академик Ю.Б. Харитон, которого заинтересовала необычная макро-конвейерная машина, позволяющая увеличить во много раз скорость вычислений, а следовательно, сократить сроки важнейших в то время работ. В.М.Глушков понимал важность такого визита для дальнейшей судьбы макроконвейерной ЭВМ и института в целом. Он был уже очень болен, с трудом говорил, речь прерывалась кашлем. И тем не менее он сам принял академика, заразив его своим энтузиазмом, верой в то, что мощная отечественная супер-ЭВМ обязательно появится и поможет физикам.

Глушков не смог увидеть созданные по его идеям макроконвейерные ЭВМ ЕС-2701 и ЕС-1766, не имеющие аналогов в мировой практике (по оценке Государственной комиссии, принимавшей работы). В тот период (начало 80-х годов) это были самые мощные в бывшем Советском Союзе вычислительные системы. Производительность ЕС-1766 при использовании полного комплекта процессоров (256 устройств) оценивалась в полмиллиарда операций в секунду! ЕС-2701 и ЕС-1766 были переданы на завод ВЭМ (г. Пенза) в серийное производство в 1984-м и 1987 годах, соответственно. К сожалению, машины, столь мощные, соперничающие с лучшими американскими и столь нужные науке и технике, были выпущены на заводе лишь малой серией.

Талант и труд выдающегося ученого, многих сотен работавших с ним людей, большие затраты материальных и финансовых средств остались неиспользованными…

Большую роль в быстрой реализации идей Глушкова в области вычислительной техники сыграли кадры специалистов, подготовленных Лебедевым, и в первую очередь Погребинский, участник разработки МЭСМ, отладки БЭСМ, создания ЭВМ „Киев“. Путь его в науку был обычным для того времени: война, ранения, демобилизация, а затем учеба в Киевском политехническом институте. В 1948 году начал работать в лаборатории Лебедева. Ему была поручена разработка элементов, макетирование и отладка главной части МЭСМ — арифметического устройства, с чем он отлично справился. Таким неординарным было второе „боевое крещение“ молодого специалиста, на этот раз не на поле боя, а в науке. Став научным руководителем работ на завершающем этапе конструирования ЭВМ „Киев“, Глушков сразу обратил внимание на молодого, активного, весьма организованного и знающего себе цену инженера.

Когда работы по ЭВМ „Киев“ закончились, он назначил Погребинского главным конструктором ЭВМ „Промшь“ (а затем и МИРов). Вряд ли Глушков ожидал, что его идея личной машины для инженера (сейчас ее назвали бы персональной) будет реализована в ЭВМ „Промшь“ всего за восемь месяцев!

Будучи главным конструктором макроконвейерной ЭВМ, Погребинский отлично справился и с этой, вероятно, самой сложной в его жизни работой.

Быстродействие и надежность — главные параметры ЭВМ — в значительной степени определяются элементной базой: десятками и сотнями тысяч элементарных электронных схем, из которых строится ЭВМ. В разработку элементной базы первых ЭВМ („Днепр“, МИР и др.) основной вклад внес С.С. Забара. Он появился в бывшей лаборатории Лебедева в 1956 году еще до прихода Глушкова и попал в группу, эксплуатировавшую СЭСМ. Машина работала очень ненадежно.

Намучавшись с ней, он решился на отчаянный поступок. „Когда все ушли в отпуск и среди двух оставшихся я оказался старшим, — вспоминает он, — я срезал весь старый монтаж, разработал новые элементы, но смонтировать, конечно, не успел. То-то были гром и молнии, когда вернулся мой руководитель Рабинович! Но пути были отрезаны, нужно было идти напролом. И затея удалась! Это была первая, маленькая, но очень приятная победа!“.

Постепенно С.С.Забара стал, как тогда говорили, „элементщиком“, т. е. разработчиком элементной базы машин. Был главным конструктором элементной базы ЭВМ „Днепр“, „Днепр-2“, ЭВМ семейства МИР, „Искра“ и др. Руководил работой по созданию системы потенциальных элементов (МИР-10), сменивших потенциально-импульсные. На элементах МИР-10 создавались все машины второго поколения, выпускаемые Министерством приборостроения СССР. (В этой работе активно участвовал А.Г. Кухарчук, разработавший базовые методы проектирования цифровых устройств на потенциальных элементах).

Кроме „Днепров“ и семейства МИР в Институте кибернетики АН Украины и СКВ института в 60-х и 70-х годах был разработан и передан промышленности целый ряд мини-ЭВМ, специализированных ЭВМ и программируемых клавишных ЭВМ: СОУ-1, „Нева“, „Искра-125“, „Мр1я“, „Чайка“, „Москва“, „Скорпион“, „Ромб“, „Орион“, „Экспресс“, „Пирс“, ЭВМ для спектрального анализа и др. (А.В. Палагин, А.Г. Кухарчук, Г.И. Корниенко).

Совместно с Киевским ПО им. С.П. Королева был создан и выпускался комплекс микропроцессорных средств „Нейрон“ и системы отладки СО-01 — СО-04 (Б.Н. Малиновский, А.В. Палагин, В.И. Сигалов). Сотрудники института приняли участие в проектировании первой отечественной микро-ЭВМ „Электроника-С5“, созданной в Ленинградском НПО „Светлана“ (А.В. Палагин, В.А. Иванов).

Современные ЭВМ невозможно проектировать без систем автоматизации проектно-конструкторских работ. На основе теоретических работ Глушкова в институте был развернут широкий фронт работ и создан ряд уникальных систем „ПРОЕКТ“ („ПРОЕКТ-1“, „ПРОЕКТ-ЕС“, „ПРОЕКТ-МИМ“, „ПРОЕКТ-МВК“) для автоматизированного проектирования ЭВМ вместе с математическим обеспечением. Первоначально они реализовывались на ЭВМ „Киев“, затем М-20, М-220 и БЭСМ-6 (с общим объемом в 2 млн. машинных команд), а со временем переведены на ЕС ЭВМ. Система „ПРОЕКТ-1“, реализованная в М-220 и БЭСМ-6, представляла собой распределенный специализированный программно-технический комплекс со своей операционной системой и специализированной системой программирования. В ней впервые в мире был автоматизирован (причем с оптимизацией) этап алгоритмического проектирования (В.М. Глушков, А.А. Летичевский, Ю.В. Капитонова). В рамках этих систем была разработана новая технология проектирования сложных программ — метод формализованных технических заданий (А.А. Летичевский, Ю.В. Капитонова). Системы „ПРОЕКТ“ разрабатывались как экспериментальные, на них отрабатывались реальные методы и методики проектирования схемных и программных компонентов ЭВМ. Эти методы и методики впоследствии были приняты в десятках организаций, разрабатывающих вычислительную технику. Заказчиком выступало Министерство радиопромышленности (ЦКБ „Алмаз“ и НИЦЭВТ). Разработанные системы стали прообразом реальных технологических линий выпуска документации для производства микросхем ЭВМ во многих организациях бывшего Советского Союза.

В.М. Глушков и С.Б. Погребинский

С системой „ПРОЕКТ-1“ тесно связана система автоматизации проектирования и изготовления БИС с помощью элионной технологии. В отделе, руководимом В.П. Деркачем (одним из первых аспирантов В.М. Глушкова), были созданы установки „Киев-67“ и „Киев-70“, управляющие электронным лучом при обработке с его помощью различного типа подложек. Необходимо заметить, что показатели этих установок давали рекордные параметры в микроэлеронике на то время.

Системы автоматизации проектирования „ПРОЕКТ“ имели коммуникационный интерфейс с „Киев-67“ и „Киев-70“, что позволяло выполнять сложные программы управления электронным лучом как при напылении, так и при графической обработке подложек.

Работы Глушкова, Деркача и Капитоновой по автоматизации проектирования ЭВМ были удостоены в 1977 году Государственной премии СССР.

Проблема автоматизации программирования также входила в круг основных интересов В.М.Глушкова. В работах этого направления он исходил из дальней цели полной автоматизации процесса разработки программ и ведения вычислений. Эта цель была сформулирована уже в 1957 году в статье Глушкова „Об одном методе автоматизации программирования“ (Проблемы кибернетики. — 1959, № 2), где предлагались первые реальные шаги для ее достижения. Работа заканчивалась словами: „В случае реализации метода во всей его полноте машине будет достаточно „показать“ бумагу с напечатанным на ней заданием (на привычном математическом языке. — Прим. автора), чтобы машина без дальнейшего вмешательства человека начала решать задачу и выдала через некоторое время ответ“. Метод специализированных программирующих программ, предложенный и развитый там же, в настоящее время реализуется в методологии построения интеллектуальных прикладных пакетов программ. В этой работе проявилась важная методологическая идея о правильном (сбалансированном) сочетании универсальных и специализированных средств при создании кибернетических систем, которая широко использовалась в дальнейшем и в других областях (архитектура ЭВМ, искусственный интеллект, системы управления).