Тріумф ученого
Після завершення робіт з лампових ЕОМ "БЭСМ-2" і "М-20" розпочалося проектування напівпровідникової "БЭСМ-6" - шедевра творчості колективу ІТМ і ОТ АН СРСР, першої супер-ЕОМ другого покоління. С.О.Лебедєву - головному конструкторові "БЭСМ-6" - активно допомагали його учні, що стали заступниками і виросли до цього часу у відомих молодих учених, - В.А.Мельников і Л.Н.Корольов.
Було ретельно вивчено і проаналізовано світовий досвід проектування ЕОМ надвисокої продуктивності. Усе, що відповідало цілям, поставленим при розробці машини, було прийнято на озброєння. З ініціативи і при активній участі Лебедєва було проведено математичне моделювання майбутньої машини. Виходячи з наміченого для неї комплексу задач, було визначено склад пристроїв, їхні внутрішні зв'язки, систему команд, ретельно відпрацьовано напівпровідникові елементи.
Результатом стала оригінальна і зручна для програмування система команд, проста внутрішня структура організації "БЭСМ-6", надійна система елементів і конструкція, що спрощує технічне обслуговування. Такий підхід до розв'язання складних технічних задач не втратив свого значення і зараз. Його можна сформулювати як принцип обгрунтованості прийнятих рішень, якому С.О.Лебедєв слідував усе життя.
"БЭСМ-6" стала першою вітчизняною обчислювальною машиною, що була прийнята Державною комісією з повним математичним забезпеченням. У його створенні брали участь багато провідних спеціалістів країни. Лебедєв одним з перших зрозумів величезне значення спільної роботи математиків і інженерів у створенні обчислювальних систем. Значення цього стає очевидним, коли розробка ефективної обчислювальної техніки переростає з проблеми інженерно-технологічної в проблему математичну, котру можна вирішити тільки спільними зусиллями інженерів і математиків.
Нарешті - і це теж важливо, - усі схеми "БЭСМ-6" з ініціативи С.О.Лебедєва було записано формулами булевої алгебри. Це відкрило широкі можливості для автоматизації проектування і підготовки монтажної і виробничої документації. Вона надавалася на завод у вигляді таблиць, отриманих на "БЭСМ-2", де проводилося і моделювання структурних схем. Надалі система проектування була істотно удосконалена, завдяки роботам Г.Г.Рябова (система "Пульс").
Основні принципові особливості "БЭСМ-6": магістральний, або, як у 1964 р. назвав його С.О.Лебедєв, водопровідний принцип організації керування; з його допомогою потоки команд і операндів обробляються паралельно (до восьми машинних команд на різних стадіях); використання асоціативної пам'яті на надшвидких регістрах, що скоротило кількість звернень до феритної пам'яті, дозволило здійснити локальну оптимізацію обчислень у динаміці розрахунків; розшарування оперативної пам'яті на автономні модулі, що дало можливість одночасно звертатися до блоків пам'яті по декільком напрямкам; багатопрограмний режим роботи для одночасного розв'язання декількох задач із заданими пріоритетами; апаратний механізм перетворення математичної адреси у фізичну, що дало можливість динамічно розподіляти оперативну пам'ять у процесі обчислень засобами операційної системи; принцип полисткової організації пам'яті і розроблені на його основі механізми захисту відносно чисел і команд; розвинена система переривання, необхідна для автоматичного переходу з розв'язання однієї задачі на іншу, звертання до зовнішніх пристроїв, контролю їхньої роботи.
В електронних схемах "БЭСМ-6" використано 60 тис. транзисторів і 180 тис. напівпровідників-діодів. Елементна база "БЭСМ-6" на той час була зовсім новою, у ній було закладено основи схемотехніки ЕОМ третього і четвертого поколінь. Принцип поділу складної машинної логіки, побудованої на діодних блоках, від однотипної підсилюючої частини на транзисторах забезпечили простоту виготовлення і надійність роботи. Середня швидкодія машини досягала 1 млн. операцій за секунду.
Макет "БЭСМ-6" було запущено у дослідну експлуатацію в 1965 р., а вже в середині 1967 р. перший зразок машини було надано для випробування. Тоді ж було виготовлено три серійні зразки. Завдяки спільній роботі з заводом-виробником фактично не потребувалося часу на удосконалення машини і підготовку її до серійного виробництва.
Державна комісія під головуванням М.В.Келдиша, у той час президента Академії наук СРСР, що приймала "БЭСМ-6", надала машині високу оцінку.
На основі "БЭСМ-6" були створені центри колективного користування, системи керування в реальному масштабі часу, координаційно-обчислювальні системи телеобробки і т.п. Вона використовувалася для моделювання складних фізичних процесів і процесів керування, а також у системах проектування для розробки математичного забезпечення нових ЕОМ. Прийняті при її створенні принципові технічні рішення забезпечили їй завидне довголіття: "БЭСМ-6" випускалася промисловістю 17 років! Машини здобули заслужену любов користувачів і в 70-х роках складали основу парку високопродуктивних ЕОМ.
Під час радянсько-американського космічного польоту "Союз-Аполлон" керування здійснювалося новим обчислювальним комплексом, до складу якого входили "БЭСМ-6" та інші могутні обчислювальні машини вітчизняного виробництва, розроблені учнями С.О.Лебедєва. Якщо раніше сеанс обробки телеметричної інформації тривав біля півгодини, то на новому комплексі це робилося за одну хвилину, вся інформація оброблялася майже на півгодини раніше, ніж у колег із США.
Це був дійсний тріумф С.О.Лебедєва, його учнів, його школи, що створили першокласну ЕОМ, здатну суперничати з кращими комп'ютерами світу! Основні учасники розробки "БЭСМ-6" (С.О.Лебедєв, В.А.Мельников, Л.Н.Корольов, Л.А.Задо, В.Н.Лаут, А.А.Соколов, В.І.Смирнов, О.М.Томилин, М.В.Тяпкин) удостоєні Державної премії.
Під час підготовки книги, мені в руки потрапили твори німецького філософа Ніцше. Одне з його висловлень привернуло особливу увагу: "Вміти дати напрямок - ознака геніальності". Мені відразу згадався С.О.Лебедєв, що вгадав основні напрямки і перспективи розвитку ЕОМ. Учні Сергія Олексійовича Л.Н.Корольов і В.А.Мельников у статті "Про ЕОМ БЭСМ-6" говорять про те ж, тільки більш виразно: "Геніальність С.О.Лебедєва полягала саме в тому, що він ставив мету з урахуванням перспективи розвитку структури майбутньої машини, вмів правильно вибрати засоби для її реалізації враховуючи можливості вітчизняної промисловості" (Управляющие системы и машины. 1976, №6).
"Щоб не було війни"
Обчислювальна техніка з перших днів виникнення почала використовуватися у військових цілях. С.О.Лебедєв був головним конструктором обчислювальних засобів системи протиракетної оборони країни (ПРО).
Важливе значення робіт в області ПРО, що набагато випереджали на той час рівень закордонної військової техніки, призвело до того, що ім'я Лебедєва як головного конструктора обчислювальних засобів ПРО було засекречено. Лише в 1990 р. - через 16 років після смерті - про його участь у створенні перших у країні систем ПРО було написано в газеті "Советская Россия" від 5 серпня (стаття Г.В.Кисунько "Деньги на оборону").
Можна з упевненістю сказати, що "БЭСМ-2", "М-20", "БЭСМ-6", встановлені в багатьох обчислювальних центрах, забезпечили в післявоєнні роки швидкий розвиток наукових досліджень і вирішення найбільш складних задач науково-технічного прогресу, а спеціалізовані ЕОМ, розроблені під керівництвом С.О.Лебедєва, стали основою могутніх обчислювальних комплексів у системах протиракетної оборони. Отримані в ті роки результати були досягнуті за рубежем лише багато років потому. Взятися за військову тематику змусила "холодна" війна, що розгорнулася в післявоєнний період. Сергій Олексійович не міг залишитися осторонь від запитів часу. До того ж виконання оборонної тематики дозволяло покращити матеріальне і фінансове становище інституту і за рахунок цього прискорити і розширити дослідження щодо створення могутніх універсальних ЕОМ для оснащення обчислювальних центрів країни, що завжди було головною задачею ІТМ і ОТ АН СРСР.
Ще 15 січня 1951 р., перебуваючи у Києві, С.О.Лебедєв направив лист до президії АН України, у якому говорилося: "Інститутом електротехніки Академії наук України в 1950 р. розроблено макет швидкодіючої електронної лічильної машини. Швидкодіючі електронні лічильні машини дозволяють з колосальною швидкістю і великою точністю вирішувати найрізноманітніші задачі, наприклад, в області внутрішньоатомних процесів, реактивної техніки, радіолокації, авіабудування, будівельної механіки й інших галузей.
Швидкість і точність обчислень дозволяють порушувати питання про створення пристроїв керування реактивними снарядами для точного враження у ціль шляхом безперервного розв'язання задачі зіткнення в процесі польоту керованого реактивного снаряду і внесення коректив до траєкторії його польоту".
Президія АН України не зуміла надати дієвої допомоги для проведення робіт, - відбувалося відновлення народного господарства республіки, коштів не вистачало. Не було і розуміння важливості проблеми з боку керівництва республіки. Після переїзду до Москви, вже на посаді директора ІТМ і ОТ АН СРСР, С.О.Лебедєв приступив до здійснення свого давнього задуму.
Усе почалося з того, що, коли роботи з налагодження "БЭСМ" підходили до кінця, Сергій Олексійович, прихопивши із собою молодого фахівця Всеволода Сергійовича Бурцева, який відзначився при налагодженні "БЭСМ" і ставився до вченого як до батька (у роки війни Бурцев залишився без батьків), з'явився в одному з московських НДІ, що розробляв радіолокатори. Результатом стало створення в 1952-1955 р. двох спеціалізованих ЕОМ "Діана-1" і "Діана-2" для автоматичного отримання даних з радіолокатору й автоматичного спостереження за повітряними цілями. Подальшим розвитком цих робіт стало створення цілої серії ЕОМ, призначених для систем ПРО.
Заступником і відповідальним виконавцем робіт Лебедєв призначив Бурцева. Довіра, виявлена Сергієм Олексійовичем, величезне бажання не підвести свого наставника примножили сили й енергію молодого фахівця.
Лампова ЕОМ "М-40" (40 тис. операцій у секунду), на яку він витратив багато сил, запрацювала в 1958 р., випереджаючи на кілька місяців "М-20". Трохи пізніше з'явилася "М-50" (з плаваючою комою). Машини мали мультиплексний канал, що дозволяє приймати для обробки (асинхронно) дані з шести напрямків. На базі цих ЕОМ було створено першу радянську систему ПРО.
Генеральним конструктором першої системи ПРО був 35-літній Г.В.Кисунько. Деякі наукові авторитети посміювалися над його наміром - збити ракету, що летить, снарядом!
Він говорив як фахівець, що побачив таку перспективу в з'єднанні радіолокаційної техніки з електронно-обчислювальною - наукових галузей, що могли лягти у основу нової системи оборони. Г.В.Кисунько очолив групу ентузіастів з розробки й обгрунтування принципів ПРО. Протягом року необхідно було вирішити декілька складних задач. Як знаходити балістичну ракету й ефективно стежити за нею - дуже стрімкою і невеликою за розмірами? Як організувати автоматичну взаємодію віддалених один від одного об'єктів ПРО? Як з достатньою швидкістю обробляти інформацію і приймати вірні рішення? Як успішно збивати ціль? Відповісти на ці питання разом із Григорієм Васильовичем узялися талановиті вчені і конструктори, у тому числі і С.О.Лебедєв. Народилася ідея створити експериментальний комплекс ПРО - так звану систему А.
На захід від озера Балхаш сотні кілометрів землі забрала у людей кам'яниста безводна пустеля. Улітку тут плюс сорок у тіні, серед живого навколо - фаланги, змії, скорпіони. Сюди в 1956 р. приїхали будівельники протиракетного полігону. За ними потягнулися промисловці, потім військові випробувачі - тисячі людей. Пустеля стала "умовною Москвою", оточеною системою ПРО, по якій повинні були стріляти з Капустіна Яру, Плесецьку. Задача випробувачів - розгорнути експериментальну техніку, а потім виявляти в небі і збивати націлені на пустелю ракети. Полігон неофіційно називали Сари-Шаган, за назвою найближчого населеного пункту. Закипіла справжня фронтова робота. Будівельники жили в землянках. Води мало, курних бур багато. Так само багато, як і справ, на які приділялося по-фронтовому мало часу. Будували майже все одночасно: залізничні гілки, автошляхи, лінії електропередач, прокладали зв'язок, зводили військові і цивільні об'єкти, зводили містечко випробувачів.
Треба віддати належне не тільки далекоглядності, але і сміливості Кисунько, Лебедєва, Бурцева, які взялися здійснити, здавалося б, неможливе.
Досить згадати хоча б те, якими недосконалими були в той час лампові ЕОМ. Коли Кисунько побачив "БЭСМ", він вирішив, що ця "саморобка" не має перспективи серійного виробництва, і став орієнтуватися на "Стрелу". З СКБ-245 було укладено договір про розробку спеціалізованої ЕОМ на базі "Стрели". Про всяк випадок було укладено договір і з інститутом Лебедєва. На Балхаші, у будинку, де повинні були розміщатися обидві машини, величезну залу розділили на дві частини. Але незабаром генеральний конструктор зрозумів, що половина зали, призначеної для СКБ-245, залишиться порожньою, а вчені Академії вміють не тільки писати наукові статті, але і вирішувати складні практичні задачі: у залі з'явилася ЕОМ "М-40"!
Усього через рік на полігоні став до ладу перший локатор, що успішно фіксував усі навчальні пуски ракет у країні. А через два роки почалися стрільби протиракет при повному складі системи А. Її компонентами стали небачені для тих років радіолокатори з наймогутнішим енергетичним потенціалом, автоматизована система керування на базі швидкодіючої "М-40", високошвидкісні і маневрені протиракети із засобами точного наведення, електроніка з цифровим кодуванням. Не все спочатку виходило, та й недоброзичливці не дрімали, пам'ятаючи, що Кисунько - син репресованого куркуля. Але зрештою настав день, який учасники робіт запам'ятали на все життя.
Ціль вже в небі, її ведуть усі локатори, незабаром надійде команда на пуск протиракети. Програміст тисне на кнопку пуску. Відмітка цілі на екрані. Слідом - пуск протиракети. Через кілька хвилин табло висвітило сигнал "Підрив цілі". Наступного дня дані кінофотореєстації підтвердили: головну частину балістичної ракети зруйновано вщент!
Ця подія стала справжнім проривом у військовій справі, науці, навіть у політиці. На одній із прес-конференцій М.С.Хрущов начебто б між іншим, але так, щоб зрозуміли всі, помітив: "Наша ракета, можна сказати, влучає у муху в космосі". Для багатьох тоді залишилося загадкою - чи всерйоз він говорить. Адже про таке без'ядерне влучання у балістичну ракету за кордоном навіть не думали. Значне просування СРСР в області ПРО змусило американців шукати можливості для укладання договору з обмеження ПРО, що з'явився в 1972 р. і став першою угодою "роззброєння" післявоєнного часу!
Одного разу дочка Сергія Олексійовича запитала: "Навіщо ти робиш ЕОМ для військових"? - "Щоб не було війни!" - відповів батько.
За всім цим стоїть колосальна багаторічна робота багатьох колективів, у тому числі лебедєвського. В.С.Бурцев провів на полігоні, де була створена система А, не один рік. Бував там і Сергій Олексійович, і не раз. І ніколи не намагався виділитися, працював нарівні з усіма.
Творці першої системи ПРО одержали Ленінську премію. Серед них були Г.В.Кисунько, С.О.Лебедєв і В.С.Бурцев.
Згодом лампові ЕОМ було замінено на напівпровідникові. До них додалася трьохпроцесорна ЕОМ продуктивністю 1,5-2 млн. операцій у секунду. Це була перша в країні ЕОМ на інтегральних схемах. Здійснилася ще одна мрія С.О.Лебедєва, висловлена в Києві (А.І.Кондалєву, Р.Г.Офенгенгену): зробити ЕОМ мініатюрними, надійними, для широкого застосування (машина займала 2,5 м3). Досвід створення першої ЕОМ третього покоління слугував базою для конструювання сімейства добре відомих супер-ЕОМ "Эльбрус". Назва була запропонована С.О.Лебедєвим. Захоплення горами залишалося. Належало скорити ще одну вершину, але тепер вже в науці. Не встиг...
