Творчий внесок академіка В.М.Глушкова і створеного ним
Інституту кібернетики НАН України в розвиток обчислювальної техніки
Малиновський Б.М., 2003 р.
Сучасникам не завжди вдається повною мірою збагнути значення діяльності того чи іншого вченого. Справжня оцінка часто з'являється значно пізніше, коли наукові результати і висловлені ідеї вже перевірені часом. Видатний внесок Віктора Михайловича Глушкова (1923-1982) у математику, кібернетику та обчислювальну техніку був високо оцінений ще за життя вченого. Але чим далі, тим очевиднішим стає те, що в процесі своєї творчої діяльності він зумів випередити час, зорієнтувавши створений і керований ним Інститут кібернетики на перехід від обчислювальної техніки до інформатики, а далі - до інформаційних технологій (ІТ). В.М.Глушков став фундатором цього надзвичайно важливого напряму розвитку науки і техніки в Україні і колишньому Радянському Союзі.
Це вперше переконливо і глибоко розкрито в працях циклу, присвячених творчості цього геніального вченого. Поняття "інформаційні технології" з'явилося в науці в останні роки ХХ століття. Доти вживали терміни "інформатика" або "комп'ютерна наука", а ще раніше - "обчислювальна техніка", що окреслювали вужче коло проблем. інформаційні технології, будучи високими технологіями, охоплюють широкий спектр наукових, конструкторських, технологічних і виробничих напрямів: проектування та виробництво комп'ютерів, периферійних пристроїв, мережевого устаткування, елементної бази, системного програмного забезпечення, розробку і створення автоматизованих та автоматичних цифрових систем різного призначення і прикладного програмного забезпечення до них. Усі ці напрями ще в 60-70-х роках сформувалися й успішно розвивалися в Інституті кібернетики АН України, створеному В.М.Глушковим.
Базою для успішної розробки інформаційних технологій стали теоретичні та прикладні роботи в галузі обчислювальної техніки, розгорнуті в Інституті кібернетики.
Створення ЕОМ з "адресною мовою" програмування
Після від'їзду С.О.Лебедєва до Москви його учні в Києві - Л.Н.Дашевський, К.О.Шкабара, С.Б.Погребинський та інші - під керівництвом академіка Б.В.Гнєденка, директора Інституту математики АН УРСР, куди передали лабораторію С.О. Лебедєва, розпочали розробку ЕОМ "Киев" на електронних лампах з пам'яттю на магнітних осердях. Машина хоч і поступалася за характеристиками новій лебедєвській ЕОМ "М-20", але цілком відповідала вимогам того часу. В ній уперше використали "адресну мову", що спрощувало програмування.
У 1956 р. колишню лабораторію С.О.Лебедєва очолив В.М.Глушков. Під його керівництвом успішно завершилася розробка ЕОМ "Киев", яка тривалий час використовувалася в Обчислювальному центрі (ОЦ) АН України, створеному на базі лабораторії. Другу таку машину придбав Об'єднаний інститут ядерних досліджень у Дубні, де вона також довго експлуатувалася. У 1962 р. Обчислювальний центр АН України було перетворено на інститут кібернетики, який сьогодні носить ім'я його творця - академіка В.М.Глушкова.
В Обчислювальному центрі (ОЦ), а потім в Інституті кібернетики під керівництвом В.М.Глушкова інтенсивно розвивалася абстрактна і прикладна теорія автоматів - теоретична база побудови і проектування ЕОМ. З'явилися наукові праці з проблем імовірнісних автоматів, питань надійності функціонування автоматів, економного і перешкодостійкого кодування. Окреслився зв'язок між теорією автоматів і теорією формальних граматик. Розроблялися нові методи аналізу та синтезу автоматів. Таким чином, сформувалися теоретичні основи побудови і проектування ЕОМ. За наукові праці та розробки в галузі цифрових автоматів академік В.М.Глушков у 1964 р. одержав Ленінську премію.
Розробка першої в Україні та Радянському Союзі напівпровідникової управляючої машини широкого призначення "Дніпро"
Слідом за ЕОМ "Киев" в ОЦ АН УРСР була розроблена перша в Україні (і в СРСР) напівпровідникова управляюча машина "Дніпро". ідея її створення належить В.М.Глушкову. Керували роботами В.М.Глушков і Б.М.Малиновський. Головним конструктором машини був Б.М.Малиновський. Машину виготовили за рекордно короткий час: усього за три роки і в липні 1961 р. її встановили на ряді виробництв. Цей результат тоді був світовим рекордом швидкості розробки і впровадження керуючої машини. Пояснюючи фактори успіху, В.М.Глушков згадував: "Паралельно зі створенням "Дніпра" ми провели за участю ряду підприємств України велику підготовчу роботу щодо застосування машини для керування складними технологічними процесами. Разом із співробітниками Металургійного заводу ім. Дзержинського (Дніпродзержинськ) досліджували питання керування процесом виплавки сталі у бесемерівських конверторах, із співробітниками Содового заводу в Слов'янську - колоною карбонізації тощо. Як експеримент уперше в Європі за моєю ініціативою було здійснено дистанційне керування бесемерівським процесом протягом кількох діб підряд у режимі порадника майстра. Машина "Дніпро" використовувалася для автоматизації плазових робіт на Миколаївському заводі ім. 61 комунара. Згодом з'ясувалося, що американці дещо раніше від нас розпочали роботи зі створення універсальної керуючої напівпровідникової машини "RW300", аналогічної "Дніпру", але запустили її у виробництво в червні 1961 року, водночас з нами. Це був саме той момент, коли нам вдалося скоротити до нуля розрив між рівнем нашої та американської техніки, нехай лише в одному, але дуже важливому напрямку. До того ж, наша ЕОМ була першою вітчизняною напівпровідниковою машиною (якщо не брати до уваги спецмашин). Згодом з'ясувалося, що вона чудово витримує різні кліматичні умови, вібрацію тощо. Коли під час спільного космічного польоту "Союз-Аполлон" треба було впорядкувати демонстраційний зал у Центрі керування польотами, то після тривалого вибору все-таки зупинилися на ЕОМ "Дніпро". Дві такі машини керували великим екраном, на якому відтворювався політ і стикування космічних кораблів.
Ця перша запущена в серійне виробництво напівпровідникова керуюча машина побила й інший рекорд - промислового довголіття, оскільки випускалася упродовж десяти років (1961-1971), тоді як звичайно через п'ять-шість років потрібна вже серйозна модернізація такої ЕОМ.
Машини "Дніпро" експортувалися до багатьох країн Ради Економічної Взаємодопомоги (РЕВ).
Слід зауважити, що семирічним планом (1958-1965) будівництво заводів на Україні не передбачалося. Перші ЕОМ "Дніпро" випускав київський завод "Радіоприлад". З нашої ініціативи, підтриманої урядом, одночасно з розробкою машини "Дніпро" у Києві розпочали спорудження заводу обчислювальних і керуючих машин ("ОКМ") - нині "Електронмаш".Так що розробка "Дніпра" стимулювала будівництво великого заводу з виробництва ЕОМ
У 1968 р. Інститут кібернетики АН УРСР разом із київським заводом обчислювальних та керуючих машин розробив і випустив малою серією напівпровідникову ЕОМ "Дніпро-2", призначену для розв'язання широкого кола завдань: планово-економічних, керування виробничими процесами і складними фізичними експериментами. Керували роботами В.М.Глушков і А.О.Стогній, головним конструктором був А.Г.Кухарчук. Машина складалася з обчислювальної частини "Дніпро-21" і керуючого комплексу "Дніпро-22". Керівником робіт зі створення ЕОМ "Дніпро-22" було призначено Б.М.Малиновського. Машина мала розвинуте математичне забезпечення, що поставлялося замовникові. На жаль, випуск ЕОМ "Дніпро-2" за рішенням Міністерства приладобудування СРСР було невдовзі припинено.
Попередники персональних ЕОМ
Ще в 1959 р. у В.М.Глушкова виникла ідея створити машину для інженерних розрахунків. І така машина - "Промінь" - була розроблена в Інституті кібернетики та його СКБ. У 1963 р. її запустили в серійне виробництво на Сєверодонецькому заводі обчислювальних машин. ЕОМ "Промінь" була новим словом у світовій практиці, мала у технічному відношенні цілу низку нововведень, зокрема пам'ять на металізованих картках. Але найголовніше - це була перша машина з так званим ступінчастим мікропрограмним керуванням, що широко застосовувалася (на яке В.М.Глушков пізніше одержав авторське свідоцтво).
Згодом ступінчасте мікропрограмне керування використали в машині для інженерних розрахунків, скорочено - "МИР-1", створеній слідом за ЕОМ "Промінь" (1965). У 1967 р. на виставці в Лондоні, де демонструвалася "МИР-1", її придбала американська фірма "ІBM" - найбільша у США, яка постачає майже 80% обчислювальної техніки для всього капіталістичного світу. Це був перший (і, на жаль, останній) випадок купівлі радянської електронної машини американською компанією.
Розробники ЕОМ "МИР-1" отримали Державну премію СРСР (В.М.Глушков, Ю.В.Благовещенський, О.А.Летичевський, В.Д.Лосєв, І.М.Молчанов, С.Б.Погребинський, А.О.Стогній). У 1969 р. прийняли до виробництва нову, досконалішу ЕОМ "МИР-2", а потім - "МИР-3". За швидкістю виконання аналітичних перетворень цим машинам не було конкурентів. "МИР-2", наприклад, успішно змагалася з універсальними ЕОМ звичайної структури, які перевищували її за номінальною швидкодією та обсягами пам'яті у багато разів. На цій машині вперше у практиці вітчизняного математичного машинобудування було реалізовано діалоговий режим роботи, де використовувався дисплей із світловим пером. Кожна з цих машин стала кроком уперед на шляху побудови розумної машини - стратегічного напряму в розвитку ЕОМ, запропонованого В.М.Глушковим.
На той час у світі панувала думка, що машинна мова має бути якомога простішою, а все інше зроблять програми. Такою була "адресна мова" для ЕОМ "Київ", розроблена В.С.Королюком і К.Л.Ющенко.
Проектуючи машини "МИР", В.М.Глушков ставив інше завдання - зробити машинну мову якомога ближчою до людської (мається на увазі математична, а не розмовна мова). І така мова - "Аналітик" - була створена (О.А.Летичевський) і підтримана оригінальною внутрішньомашинною системою її інтерпретації. Машини "МИР" використовувалися в усіх куточках Радянського Союзу.
ЕОМ 3-го і 4-го поколінь, розроблені в Інституті кібернетики АН УРСР і його СКБ
У 1968 р. Інститут кібернетики АН УРСР разом із київським заводом обчислювальних та керуючих машин розробив і випустив малою серією напівпровідникову ЕОМ "Дніпро-2", призначену для розв'язання широкого кола завдань: планово-економічних, керування виробничими процесами і складними фізичними експериментами. Керували роботами В.М.Глушков і А.О.Стогній, головним конструктором був А.Г.Кухарчук. Машина складалася з обчислювальної частини "Дніпро-21" і керуючого комплексу "Дніпро-22". Керівником робіт зі створення ЕОМ "Дніпро-22" було призначено Б.М.Малиновського. Машина мала розвинуте математичне забезпечення, що поставлялося замовникові. На жаль, випуск ЕОМ "Дніпро-2" за рішенням Міністерства приладобудування СРСР було невдовзі припинено.
Наприкінці 1960-х років в Інституті під керівництвом В.М.Глушкова почали розробку ЕОМ "Україна". Головним конструктором було призначено З.Л.Рабиновича, заступниками - А.О.Стогнія і І.М.Молчанова. Це був наступний крок у розробці високопродуктивних універсальних ЕОМ, оскільки йшлося про машину з внутрішньою мовою високого рівня. Розробка машини "Україна" стала важливою віхою у розвитку наукової школи В.М.Глушкова. Ідеї, закладені в проекті, випередили багато нововведень, використаних в американських універсальних ЕОМ 70-х років. На жаль, машину не було побудовано.
У 1974 р. на конгресі ІFІP В.М.Глушков виступив із доповіддю про рекурсивну ЕОМ, в основу якої покладені нові принципи організації обчислювальних систем (співавтори В.О.Мясников, І.Б.Ігнатьєв, В.А.Торгашев). Він висловив думку, що лише розробка принципово нової, не нейманівської, архітектури обчислювальних систем, яка відповідає сучасному рівню розвитку технології, дасть змогу розв'язати проблему побудови суперЕОМ з необмеженим зростанням продуктивності за нарощування апаратних засобів. Подальші дослідження показали, що повна і безкомпромісна реалізація принципів побудови рекурсивних ЕОМ і мозкоподібних структур за наявного рівня електронної технології поки що передчасна. "Необхідно було знайти компромісні рішення, які означали б перехід до мозкоподібних структур майбутнього і розумний відхід від принципів Дж. фон Неймана" (з доповіді В.М.Глушкова на конференції в Новосибірську в 1979 р.). Такі рішення були знайдені геніальним ученим і покладені в основу оригінальної структури високопродуктивної ЕОМ, названої ним макроконвеєром.
В.М.Глушкову не судилося побачити створені за його ідеями макроконвеєрні ЕОМ "ЕС-2701" і "ЕС-1766", які, за оцінкою Державної комісії, не мали аналогів у світовій практиці. На початку 80-х років це були найпотужніші в СРСР обчислювальні системи.
"ЕС-2701" і "ЕС-1766" передали на Пензенський завод обчислювальних машин у серійне виробництво. Та, на жаль, ці машини, здатні конкурувати з найкращими американськими і такі потрібні науці і техніці, було випущено лише малою серією.
В Інституті кібернетики АН УРСР і його СКБ у 1960-1970-х роках розробили і передали промисловості цілу серію мініЕОМ, спеціалізованих ЕОМ і програмованих клавішних ЕОМ: "Нева", сімейство ЕОМ "Искра-125", ЕОМ "Мрія", "Чайка", "Москва", "Скорпион", "Ромб", "Орион", ЕОМ для спектрального аналізу тощо. (А.Г.Кухарчук, Г.І.Корнієнко, Б.Г.Мудла, С.С.Забара).
Разом з київським ВО ім. С.П.Корольова були створені і випускалися керуюча ЕОМ "СОУ-1", комплекс мікропроцесорних засобів "Нейрон" і системи налагодження "СО-01" - "СО-04" (Б.М.Малиновський, О.В.Палагін, В.І.Сигалов). Співробітники інституту взяли участь у проектуванні сімейства перших вітчизняних мікроЕОМ "Электроника-С5", створеного в ленінградському НВО "Светлана" (О.В.Палагін, В.А.Іванов).
На початку 1980-х років було створено унікальне сімейство бортових спеціалізованих ЕОМ для систем керування космічними апаратами без попереднього розрахунку траєкторій: "МИГ-1", "МИГ-11", "МИГ-12", "МИГ-13". Їх розробники - Г.С.Голодняк і В.Н.Петрунек - одержали Державну премію СРСР (у складі авторського колективу).
Було розроблено комплекс спеціалізованих ЕОМ "Экспресс", "Экспан", "Пирс", "Кросс-1", "Кросс-2", "Курс", "Барк" тощо для передшвартових і передполітних випробувань екранопланів, морських суден, кораблів на підводних крилах, для комплексних граничних мореплавних випробувань кораблів Військово-Морського флоту, для контролю та діагностики літальних апаратів. За розробку наукових основ і створення комплексу засобів для багатоканальної обробки інформації під час випробувань складних об'єктів нової техніки авторів - Б.Г.Мудла, В.І.Діанова, М.І.Діанова, В.Ф.Бердникова, А.І.Канівця і О.М.Шалебко - було удостоєно Державної премії УРСР за 1987 р.
Окремо слід виділити ЕОМ "Дельта" - потужний спеціалізований комплекс для збирання та обробки телеметричної інформації і керування аерокосмічними експериментами (автори В.І.Діанов, М.І.Діанов, А.І.Канівець, І.Г.Кутняк та ін.). Комплекс було створено для системи прийому та обробки зображень комети Галлея у міжнародному проекті "Вега".
Після аварії на Чорнобильській АЕС його також використовували в терміново створеному тоді ситуаційному центрі. Це дало змогу з великою точністю прогнозувати процес поширення радіонуклідів у Дніпровському басейні і своєчасно вживати необхідних заходів. Комплекс "Дельта" випускався на новополоцькому заводі "Измеритель".
У 1960-1970-і роки в Інституті кібернетики АН УРСР були створені та передані для промислового виробництва - понад 20 оригінальних, що не мали аналогів, ЕОМ різноманітного призначення.
Сучасні ЕОМ неможливо розробляти без систем автоматизації проектно-конструкторських робіт. На основі теоретичних праць В.М.Глушкова в Інституті кібернетики розгорнули широкий фронт досліджень і створили ряд унікальних систем "ПРОЕКТ" ("ПРОЕКТ-1", "ПРОЕКТ-ЕС", "ПРОЕКТ-МИМ", "ПРОЕКТ-МВК") для автоматизованого проектування ЕОМ разом з математичним забезпеченням. Спершу вони реалізовувалися на ЕОМ "Киев", потім - на "М-20", "М-220" і "БЭСМ-6" (із загальним обсягом - 2 млн. машинних команд), а згодом переведені на ЄС ЕОМ. "ПРОЕКТ-1", реалізований на "М-220" і "БЭСМ-6", був розподіленим спеціалізованим програмно-технічний комплексом із своєю операційною системою і спеціалізованою системою програмування. У ній уперше в світі було автоматизовано (причому з оптимізацією) етап алгоритмічного проектування (В.М.Глушков, О.А.Летичевський, Ю.В.Капітонова). В рамках цих систем вдалося розробити нову технологію проектування складних програм - метод формалізованих технічних завдань (О.А.Летичевський, Ю.В.Капітонова). Системи "ПРОЕКТ" створювалися як експериментальні, на них відпрацьовувалися реальні методи і методики проектування схемних та програмних компонентів ЕОМ. Ці методи і методики з часом почали використовувати в десятках організацій, які розробляли обчислювальну техніку. Замовником було Міністерство радіопромисловості СРСР. Створені системи стали прообразом реальних технологічних ліній випуску документації для виробництва мікросхем ЕОМ у багатьох організаціях Радянського Союзу.
Із системою "ПРОЕКТ-1" тісно пов'язана система автоматизації проектування і виготовлення великих інтегральних схем за допомогою еліонної технології. У відділі, який очолював В.П.Деркач (один із перших аспірантів В.М.Глушкова), створювалися установки "Киев-67" і "Киев-70" вони керували електронним променем під час обробки з його допомогою різноманітних підкладок. На той час показники цих установок були рекордними в мікроелектроніці. Системи автоматизації проектування "ПРОЕКТ" мали комунікаційний інтерфейс з установками "Киев-67" та "Киев-70", що давало змогу виконувати складні програми керування електронним променем як при напиленні, так і при графічній обробці підкладок.
Роботи В.М Глушкова, В.П.Деркача і Ю.В.Капітонової з автоматизації проектування ЕОМ були відзначені в 1977 р. Державною премією СРСР.
Оцінюючи внесок В.М.Глушкова в розвиток кібернетики та обчислювальної техніки, а також його роботу як віце-президента АН України, президент НАН України академік Б.Є.Патон сказав:
"В.М.Глушков - блискучий, істинно видатний учений сучасності, який зробив величезний внесок у становлення кібернетики та обчислювальної техніки в Україні й колишньому Радянському Союзі, та й у світі в цілому. В.М.Глушков як мислитель відзначався широтою і глибиною наукового бачення, своїми роботами передбачив багато чого з того, що тепер з'явилося в інформатизованому західному суспільстві.
Віктор Михайлович мав величезні різнобічні знання, а його ерудиція просто вражала всіх, хто зустрічався з ним. Вічний пошук нового, прагнення до прогресу в науці, техніці, суспільстві були чудовими його рисами.
В.М.Глушков був справжнім подвижником у науці, відзначався гігантською працездатністю і працьовитістю. Він щедро ділився своїми знаннями, ідеями, досвідом з людьми, які оточували його. В.М.Глушков зробив великий внесок у розвиток АН України, будучи з 1964 року її віце-президентом. Він істотно впливав на розвиток наукових напрямів, пов'язаних з природничими і технічними науками. Величезним є його внесок у комп'ютеризацію та інформатизацію науки, техніки, суспільства. Віктора Михайловича сміливо можна віднести до державних діячів, які повністю віддавали себе служінню Батьківщині, своєму народові. Його знали і шанували люди в усіх куточках Радянського Союзу. Він не шкодував сил для пропаганди досягнень науки, науково-технічного прогресу, спілкувався з ученими багатьох країн світу. Його праці й досягнення керованого ним Інституту кібернетики АН України були широко відомі за кордоном, де він користувався заслуженим авторитетом. Добре розуміючи необхідність зміцнення обороноздатності країни, В.М.Глушков разом із керованим ним інститутом виконав великий комплекс робіт оборонного значення. І тут він завжди вносив своє, нове, долаючи численні труднощі, а часом і звичайне нерозуміння. Він справді вболівав за країну, їй і науці віддав своє чудове життя".
|
