История вычислительной техники в лицах - Борис Николаевич Малиновский

а точнее — ютился в полуподвальном крохотном помещении, и как счастье творчества делало жизнь одухотворенной, позволяло не замечать жизненных неудобств. В конце разговора я не удержался, спросил, есть ли у него какие-либо критические замечания по отношению к своему учителю. «Одно есть! — сказал Головистиков. — После завершения работ по БЭСМ и М-20 меня назначили заведующим лабораторией новых элементов, и я был вынужден заниматься организационной работой в ущерб научным исследованиям. Думаю, что из-за этого я сделал для науки, пожалуй, меньше, чем мог!». Мы оба посмеялись: если бы только такими недостатками страдали большие руководители!

Как и Сергея Алексеевича, его интересовали не должности, не награды, а ДЕЛО — возможность творить, создавать новые, все более и более совершенные ЭВМ.

М-20 зарекомендовала себя с самой лучшей стороны. Не случайно позднее появились ее «близнецы» — полупроводниковые М-220 и М-222, повторившие ее архитектуру и структуру (главный конструктор М.К. Сулим, СКБ-245).

Послевоенный ренессанс

То, как трудились С.А. Лебедев и коллективы, которыми он руководил, было скорее правилом, чем исключением. Не мне и не авторам тех замечательных работ приписывать им прилагательное «героический», но задуматься на их примере о том, каков КПД дел современных, от чего и кого он зависит и чем определяется, вполне уместно и небесполезно. Об одной из таких давних историй, практически не замеченной современниками и впоследствии забытой, хочется рассказать, чтобы еще раз пояснить обстановку того времени и добавить несколько слов о том, как воспринимали С.А. Лебедева современники.

Мало кто знает, что в ноябре 1953 г., т. е. через полугодие после завершения отладки БЭСМ, в Институте атомной энергии была введена в действие и в течение семи лет успешно эксплуатировалась первая в стране ЭВМ последовательного действия ЦЭМ-1. Решение о ее разработке сформировалось почти случайно. Академику Сергею Львовичу Соболеву, крупнейшему математику (в ту пору заместителю Курчатова), попал в руки американский журнал с описанием ЭВМ ЭНИАК. Шел 1950 г. Вероятно, ему было кое-что известно о разработках отечественных ЭВМ «Стрела» и БЭСМ, начавшихся в то время. Ученый передал журнал руководителю измерительной лаборатории института Н.А. Явлинскому. После чего журнал оказался в руках молодого специалиста, три года назад окончившего Ивановский энергетический институт, Геннадия Александровича Михайлова. Среди скудных зарубежных публикаций он разыскал еще две или три статьи в английских журналах о машине ЭДСАК, построенной в Кембриджском университете. Однако в них приводились лишь блок-схема и паспортные данные машины.

Двоичная система счисления в те времена тоже была откровением, не говоря уже о программировании. Не было и литературы по численным методам решения задач. Была еще одна трудность: бригада, проектировавшая, монтировавшая и потом налаживавшая машину, включая Михайлова, состояла из четырех человек — двух инженеров и двух техников.

Так же как все схемы первых ЭВМ (МЭСМ и БЭСМ) были разработаны самим Лебедевым, так и схемы ЦЭМ-1 были составлены Михайловым. Иной вариант в тех условиях «не проходил».

В ЦЭМ-1 сразу же была задействована оперативная память на 128 двоичных 31-разрядных чисел на ртутных линиях задержки по 16 чисел в каждой, с последовательной выборкой на частоте 512 кбит/с. Емкость памяти позднее была доведена до 496 чисел и добавлено внешнее ЗУ — 4096 чисел на магнитном барабане. Ввод и вывод данных были организованы на основе телеграфного аппарата СТ-35, цифропечать на телеграфной ленте дублировалась 5-дорожечной перфолентой; ввод данных — с такой же перфоленты через фотосчитывающее устройство на приличной скорости. За режимами в основных блоках машины можно было наблюдать на осциллографе-мониторе — прообразе современных дисплеев. Средняя скорость выполнения операций сложения и вычитания 495 операций в секунду, умножения и деления — 232. В машине было задействовано около 1900 радиоламп, потреблявших около 14 кВт. Размещалась она в шести металлических стойках-шкафах размерами порядка 80x180x40 см каждый. Вопреки опасениям ЦЭМ-1 работала вполне надежно. Основное беспокойство доставляли ртутные трубки — при длине 1000 мм и диаметре кварцевого акустического излучателя 18 мм нужно было постоянно следить и за острой направленностью ультразвукового луча, и за уровнем отражений от приемного кварца. А таких трубок было 32. Еженедельная профилактика обеспечивала достаточно надежную эксплуатацию.

Можно с полным правом утверждать, что, несмотря на ряд публикаций в зарубежных журналах, разработка ЭВМ в те годы оставалась самостоятельной, оригинальной, основанной на догадках и изобретательности. ЦЭМ-1 во многом отличалась от ЭДСАК: по-иному было реализовано умножение (с округлением), введена операция деления (без восстановления остатка), одноадресная система команд заменена двухадресной. Это, кстати, было сделано по предложению С.А. Лебедева уже в период наладки машины — пришлось переделать часть монтажа. Совершенно оригинальной оказалась система модификации команд посредством «признаков» — она очень способствовала сжатию программ, что при ограниченной оперативной памяти имело огромное значение.

Одну из первых программ составил С.Л. Соболев — интегрирование дифференциальных уравнений методом Рунге-Кутта — для обретения навыков программирования. Г.А. Михайловым были разработаны набор программ ввода-вывода, диагностики, а также «потребительские» программы для вычисления интегралов, решения систем уравнений, обращения матриц и др.

Далеко не сразу ЦЭМ-1 получила признание даже в родных стенах. Руководитель одного из отделений института — академик Лев Андреевич Арцимович, талантливейший физик, экспериментатор и теоретик, прекрасно владея аналитическим математическим аппаратом, вполне мог позволить себе скептическое отношение к таким новациям. Но пришло время, когда и он убедился в полезности и силе ЭВМ: в конце 1954 г. Г.А. Михайлов запрограммировал и решил уравнение, составленное С.М. Осовцом (из команды теоретиков М.Л. Леонтовича), которое описывает процесс сжатия плазменного шнура в экспериментах по управляемому термоядерному синтезу. Арцимович поначалу забраковал результат — ускоряющееся сжатие с наложенными на него колебаниями, однако после трех-четырех дней теоретического анализа пришел к такому же результату, а еще неделю-другую спустя из архивов были извлечены осциллограммы, отвергнутые ранее как брак эксперимента, подтверждающие этот неожиданный эффект.

Позднее на ЦЭМ-1 было выполнено немалое количество расчетов по режимам атомных реакторов, расчету дозиметров и пр. С машиной ознакомились С.А. Лебедев, А.Л. Ляпунов,