Немного о кибернетике (I)

Как обстояло дело c кибернетикой в СССР


Поскольку статья все-таки появилась в связи с темой погрома кибернетики в СССР, я ограничусь рассмотрением основных событий до наступления 60-70-ых годов. Тот же Поспелов говорит о 60-70-ых годах следующее: «На последующее двадцатилетие приходится расцвет кибернетических исследований в нашей стране. Активно развивались все ее направления. Во многих из них результаты советских специалистов или находились на мировом уровне, или опережали его».

Сложно указать точную дату «первой» работы в СССР, которая имело бы прямое отношение к тем вопросам, для обозначения которых стал использоваться термин «кибернетика». Есть определенные основания начать с теории релейных схем – их проектирование тесно связано с использованием алгебры логики.

Возможно, первой в мире работой в области теории релейных устройств стала работа В. Шестакова «Некоторые математические методы конструирования и упрощения двухполюсных схем», выполненная на физическом факультете Московского государственного университета в 1935 г. В 1938 г. К. Шеннон опубликовал работу на ту же тему («Символический анализ релейных и переключательных схем»). Как бывает очень часто, актуальность темы вызвала появление похожих решений там, где велась серьезная работа – независимо сходное решение предложил и японец Накашима. Дальнейшее развитие этого направления (и не только этого!) связано с именем Михаила Александровича Гаврилова. По этой тематике он в 1946 г. защитил докторскую диссертацию. Первая в мире монография по методам построения релейных схем – «Теория релейно-контактных схем» Гаврилова – была опубликована в 1950 г. в издательстве АН СССР.

В середине 40-ых годов становится известным имя другого выдающегося ученого в области вычислительной техники и систем управления – Сергея Алексеевича Лебедева. В 1945 г. под его руководством была создана аналоговая ЭВМ для решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений.

Особняком стоит дата «1948» - в этом году в Москве был создан Институт точной механики и вычислительной техники АН СССР, который с 1975 г.
носит имя С.А.Лебедева) и Специальное конструкторское бюро при заводе счетно-аналитических машин (САМ) в Москве. Таким образом, уже к 1948 г. оформились два мощных конкурирующих («как ни странно это звучит в контексте советских условий», как выразилась Наталья Дубова, автор одного из очерков по истории советской вычислительной техники) – ИТМ и ВТ АН СССР и объединенное научно-производственное объединение, в которое входили НИИ счетного машиностроения (НИИ СчетМаш, СКБ-245 и завод САМ[2]).

В этом же году, как писал сам Сергей Алексеевич, он начал заниматься быстродействующими цифровыми электронно-вычислительными машинами. И, конечно, эта работа начиналась не на пустом месте. Лебедев был оппонентом В.Нетушила, позднее профессора и одного из соратников Лебедева. Тема диссертации, начатой в 1939 и защищенной в 1945 г., звучала так: «Анализ триггерных элементов быстродействующих счетчиков импульсов». Занимался в СССР подобными работами не только Лебедев – в том же 1948 г. Башир Искандерович Рамеев в соавторстве с Исааком Семеновичем Бруком разработали первый в СССР проект цифровой ЭВМ.

В январе 1951 г. на закрытом ученом совете Института Теплотехники и Теплоэнергетики АН УССР состоялся доклад Лебедева на тему «Счетно-решающая электронная машина». На этой стадии имелся работающий отлаженный макет. Эта машина – МЭСМ – была с самого начала задумана Лебедевым как промежуточный этап при создании БЭСМ. Прием ее в эксплуатацию (с 25 декабря 1951 г.) был выполнен комиссией, которую возглавлял М.В. Келдыш. Как вспоминают помощники Лебедева Дашевский и Шкабара,

«Возглавлял комиссию Академик М.В. Келдыш. В ее состав входили академики C.Л. Соболев, М.А. Лаврентьев и профессора К.А. Семендяев, А.Г. Курош. Три дня сдавала наша МЭСМ экзамены академической комиссии. И хотя экзамены были не конкурсные, так как конкурентов у нее не было, мы страшно волновались и всеми силами старались удержаться от того, чтобы не стоять под дверьми, как толпы любящих родителей, когда их единственные и ненаглядные чада сдают вступительные экзамены в вуз.»



Машина была спроектирована, смонтирована и отлажена за 2 года силами 12 сотрудников Лебедева (включая его самого) и 15 техников и монтажников.

В 1953 г. в СКБ-245 в Москве была запущена, а с 1953 г. начала серийно производиться вычислительная машина «Стрела», главным конструктором которой был Ю.Я. Базилевский, а одним из его помощников был Б. И. Рамеев, который несколько позже стал генеральным конструктором ЭВМ семейства «Урал» (первая машина этого семейства была создана в 1954 г.) «Стрела» имела примерно 6000 электронных ламп и несколько десятков тысяч полупроводниковых диодов и имела быстродействие 2000 операций в секунду.



К этому времени – в 1953 г. - уже в Москве под руководством Лебедева была создана БЭСМ. Ее производительность составляла 8000 операций в секунду.

В 1958 г. Были приняты и начали выпускаться БЭСМ-2 (39-разрядная) и новая машина, созданная под руководством Лебедева – M-20 (c производительностью 20 000 операций в секунду, 45-разрядные слова). M-20 была принята Государственной комиссией с пометкой «самая быстродействующая машина в мире[3]». На несколько месяцев от нее отстала также ламповая М-40 с производительностью 40 тыс. операций в секунду, на основе которой строилась первая советская система ПРО (под руководством Г.В. Кисунько).

Первыми полупроводниковыми ЭВМ стали БЭСМ-3М и БЭСМ-4 (1962 год). БЭСМ-4 была полупроводниковым аналогом М-20 и имела 4 входа с телефонных и 32 – с телеграфных линий связи.

Венцом деятельности Лебедева и лучшей советской ЭВМ 60-ых годов стала БЭСМ-6. Она разрабатывалась в тесной кооперации ИТМ и ВТ и СКБ-245. Она выпускалась серийно с 1967 г. (опытная эксплуатация – 1965 г.) Эта 48-разрядная ЭВМ имела производительность около 1 млн. операций в секунду[4].

Но это «железо». Посмотрим, как обстояло дело с организацией науки. Очевидно, что для развития нового полноценного направления нужен широкий круг активных участников, координация усилий, организация обмена информацией на широкой основе.

Наверное, первым постоянно действующим семинаром, имеющим непосредственное отношение к вопросам кибернетики, был семинар по программированию в ИТМиВТ, который начал работать в 1950 г.


Руководителем семинара был Лазарь Аронович Люстерник.

В 1952 году в МГУ была создана кафедра вычислительной математики, заведующим кафедрой стал Сергей Львович Соболев).

В 1953 году в отделе прикладной математики Математического института АН СССР был создан отдел программирования. Его возглавил Алексей Андреевич Ляпунов.

1954 г. Ляпунов и Соболев организуют в МГУ научно-исследовательский семинар по кибернетике. Этот семинар проработал до 1964 г. и стал первым центром, решавшим задачу координации усилий ученых и исследователей в области кибернетики. Один из ветеранов советской кибернетики – Гаазе-Рапопорт писал о нем так: «Семинар этот быстро привлек многих специалистов различного профиля (математиков, инженеров, биологов, философов, физиков и др.), большое число талантливой молодежи и сразу же перерос в общемосковский и даже во всесоюзный. Не найдется, пожалуй, ни одного научного коллектива, сформировавшегося впоследствии для проведения кибернети­ческих исследований, которые не были бы в какой-то степени связаны с этим семинаром. Семинар этот, в отличие от многих других, получил наименование Большого семинара по кибернетике. Большой семинар по кибернетике явился своеобразным цен­тром кристал­лиза­ции кибернети­ческих исследований в СССР и породил множество локальных ("малых") кибернети­ческих семинаров, которыми руководили и в которых работали многие участники Большого семинара. К числу таких семинаров относятся семинары по программи­рованию, теории игр, математи­ческой биологии, работавшие в МГУ в 1955-61 гг. под руководством А.А.Ляпунова. В 1955-56 уч. г. на биофаке МГУ начал работать семинар по биокиберне­тике, руководимый участником Большого семинара Л.В.Крушинским. Заслуживает внимания семинар по математической киберне­тике, начавший работать в МГУ с 1959-60 уч.г. под руководством С.В.Яблонского. Это, пожалуй, наиболее устойчивый "дочерний" семинар, проработавший более 25 лет.»

В 1955 году был создан Вычислительный центр МГУ, специализирующийся на разработке и применении вычислительных методов для решения сложных научных и прикладных задач.



1959 г. Академик А.И. Берг выступил на президиуме АН СССР, после чего был создан Научный совет по комплексной проблеме "Кибернетика" при Президиуме АН СССР, первым пред­седателем которого стал А.И.Берг, а его заместителями - А.А.Ляпунов и Б.В.Гнеденко. Позднее, в 1961 г. совет получил статус акаде­ми­ческого института.

Поспелов говорит о достигнутых результатах так:

В конце 50-х годов был получен ряд результатов, стоящих на уровне мировых достижений.

Была разработана теория логического анализа и синтеза релейно-контактных, а позже и функциональных схем, в которой аппарат математической логики был использован в области технических наук. Начатые в 40-х годах М.А. Гавриловым в Институте автоматики и телемеханики АН СССР, эти работы были продолжены О.Б. Лупановым и С.В. Яблонским в отделе прикладной математики АН СССР. В результате этих исследований в СССР возникли две научные школы, сыгравшие важную роль в создании теории дискретных управляющих устройств и методов инженерного проектирования устройств такого типа (в частности, схем, узлов и устройств вычислительной техники).

В 1952—1953 годах А.А. Ляпуновым был предложен операторный метод для описания программ. Практически впервые был создан способ представления программ на обозримом уровне. Вместо неэффективного для человека задания программ в машинных кодах А.А. Ляпунов предложил формализованное представление высокого уровня. Особенно важным было то, что операторный метод позволял создать теорию синтаксических структур программ.

В 1953 году А.А. Ляпунов сформулировал постановку задачи автоматизации программирования. Эта оригинальная постановка была успешно использована в первых отечественных трансляторах, называвшихся тогда программирующими программами. Летом 1954 года появилась программирующая программа ПП-1 (отдел прикладной математики Института математики АН СССР), а в 1955 году — ее улучшенный вариант ПП-2.

В 1953—1954 годах Л.В. Канторович разработал технологию крупноблочного программирования, которая также давала обозримое описание программ и обеспечивала степень формализации, достаточную для исследования синтаксических структур программ и создания программирующих программ.



М.Л. Цетлин впервые поставил вопрос о возможности моделирования с помощью простейших технических средств сложных форм поведения. Эти идеи послужили началом создания теории коллективного поведения технических систем, намного опередившей аналогичные исследования в других странах.

В качестве итоговой оценки приведу фрагмент из уже упоминавшегося интервью, взятого у Норберта Винера журналом U.S. News & World Report в 1964 г.:

Вопрос. Вы нашли во время Вашей последней поездки в Россию, что Советы придают большое значение вычислительной машине?

Ответ. Я скажу вам, насколько большое. У них есть институт в Москве. У них есть институт в Киеве. У них есть институт в Ленинграде. У них есть институт в Ереване в Армении, в Тифлисе, в Самарканде, в Ташкенте и Новосибирске. У них могут быть и другие.

Вопрос. Используют ли они эту область науки полностью, если сравнить с нами?

Ответ. Общее мнение – и оно идет от самых разных лиц – таково, что они отстают от нас в аппаратуре: не безнадежно, а немного. Они впереди нас в разработке теории автоматизации.

[1] Фраза о добавлении кавычек вполне уместна во многих местах статьи, но больше я ее приводить не буду - это заняло бы слишком много места.

[2] Ныне организация, возникшая в результате развития СКБ-245, носит название НИИ «Аргон».

[3] Сейчас известно, что это не совсем так. Например, в том же 1958 появилась (тоже ламповая) ЭВМ IBM-709 с производительностью около 40000 операций в секунду. Не знаю, была ли эта информация доступна в 1958 г. на момент приемки М-20. Модель IBM-704 (ламповая, 1956 год) имела производительность примерно 15000 операций в секунду. Резкое повышение производительности дал переход на новую полупроводниковую элементную базу. Первым в мире полностью полупроводниковым компьютером общего назначения стал 48-разрядная ЭВМ CDC-1604 Саймора Крея (разработана в 1958, впервые установлена в 1960 г.) – от 40 до 200 тыс. операций в сек., в зависимости от вида операции. Транзисторная 36-разрядная ЭВМ IBМ 7090 (1960) имела максимальную производительность примерно 240 тыс.операций в секунду (сложение).

[4] CDC-6600 (разработан в 1964 г.) – официально самый быстрый компьютер в мире до конца 60-ых годов и первый коммерческий суперкомпьютер - имел 60-разрядные слова и производительность порядка 2-3 млн. операций в секунду.

Интернет версия данной статьи находится по адресу: http://www.situation.ru/app/j_art_277.htm

Copyright (c) Альманах "Восток"


Содержание раздела