Удивительная история информатики и автоматики - Валерий Шилов

Словом, первые проекты вычислительных машин советские разработчики пробивали с огромным трудом. Будущий академик С. А Лебедев начал обдумывать устройство цифровой электронной вычислительной машины еще в 1945 году. Спустя некоторое время В. А. Голубцова, ректор МЭИ и жена всесильного члена Политбюро ЦК КПСС Г. М. Маленкова, узнала о работе Лебедева и в беседе с ним пообещала организовать встречу с кем-либо из верхов. Через некоторое время ученый действительно попал на прием к члену ЦК, в ведении которого находилась советская наука.

Лебедев подробно рассказал о том, что такое электронная вычислительная машина, что она сможет делать и во сколько обойдется ее постройка. Больше всего чиновника заинтересовала скорость работы машины. Цифра юоо операций в секунду произвела на него сильное впечатление. Он долго переваривал это фантастическое сообщение и затем изрек: «Значит, мы за пару месяцев перерешаем на вашей машине все свои задачи, а потом что — на помойку ее выбрасывать?» Возвращаться к разговору было бессмысленно. Вскоре Лебедев уехал из Москвы в Киев, где украинская Академия наук создала ему условия для работы, результатом которой стала первая отечественная ЭВМ — МЭСМ.

Аналогичный случай в те же годы произошел еще одним советским компьютерным пионером. Когда в кабинете большого чиновника от науки им были произнесены те же слова о возможностях электронных вычислительных машин, тот поинтересовался: «Так сколько, вы говорите, будет стоить эта ваша машина и сколько людей она сможет заменить?» Услышав, что стоимость машины может составить не один миллион рублей, чиновник (по совместительству также являвшийся ректором известного московского вуза), произнес: «Когда мне надо что-то посчитать, я сажаю на это дело сотню-другую студентов, и они все рассчитывают. Дешево и сердито».

По воспоминаниям одного из создателей отечественной ЭВМ первого поколения М-1 Б. И. Рамеева, в 1954 году академик М. В. Келдыш так говорил ему о машине Стрела: «Если бы таких ЭВМ выпустить 5–7 штук, то для Советского Союза этого было бы вполне достаточно». Спустя шесть лет в Венгрии группа математиков и инженеров по переданной из СССР документации построила первый венгерский электронный ламповый компьютер М-3. На волне энтузиазма они тут же решили начать работу над новой, более мощной вычислительной машиной, но местная Академия наук этот проект закрыла. По мнению академиков, уже построенная машина М~з (производительность которой составляла всего лишь 50 операций в секунду!) как минимум на пять лет могла обеспечить все потребности страны — а раз так, то и незачем зря тратить деньги.

Впрочем, похожая ситуация была, например, и в Англии. Вскоре после Второй мировой войны здесь возникло несколько групп энтузиастов, которые вели соответствующие разработки. Не случайно первый в мире компьютер с хранимой в памяти программой EDSAC был построен именно в этой стране. Но очень многие научные эксперты сомневались в перспективности этого направления деятельности. Некоторые вообще полагали, что компьютер — это не более чем забавная игрушка для ученых. Правда, находить средства на экспериментальные образцы все-таки удавалось. Однако попытки вывести компьютеры на рынок встречали полное непонимание даже у специалистов.

Один из британских компьютерных пионеров, профессор Дуглас Хартри, в сентябре 1951 года заявил представителям фирмы Ferranti, искавшим покупателя на изготовленную ею вычислительную машину: «Компьютер есть в Кембридже; компьютер есть в Манчестере и еще один в Национальной физической лаборатории. Я думаю, что нужен еще один в Шотландии, но это и все». И Хартри не был одинок в отрицательном отношении к коммерциализации компьютерной отрасли. Например, гениальный американский математик Джон фон Нейман резко возражал против намерений создателей первого электронного компьютера ENIAC Джона Моучли и Преспера Эккерта организовать массовое производство компьютеров. Фон Нейман полагал, что математикам заниматься этим — «непрофессионально»!

О том, как

архитектура пришла в ЭВМ

Словом архитектура (от латинского слова architectura, в свою очередь восходящего к древнегреческому αρχιτεκτων — «строитель») называют искусство проектировать и строить здания, сооружения, их комплексы и ансамбли. Архитектура образует ту среду, отличную от природной среды обитания, в которой живет человек. Архитектура — один из древнейших видов творческой деятельности человека, достигший расцвета уже в античном мире.

Одной из важнейших особенностей архитектуры является неразрывная связь прикладного, утилитарного начала с началом творческим, художественным. Понятно, что любое здание или сооружение должно в первую очередь соответствовать своему назначению — например, быть прочным (крепостная стена), защищать от холода (жилой дом) и т. д. Здесь архитектура тесно взаимодействует со строительством и с инженерным делом. Она зависит от имеющихся в наличии материалов, доступных конструкций, строительной техники. Но кроме сугубо функционального назначения, архитектура также призвана удовлетворять эстетические потребности человека. Подобно скульптуре и живописи, архитектура широко использует образы, в ней существуют специфические приемы их создания — такие как пропорциональность элементов и соотношение их объемов, цвет и фактура используемых материалов и др.

В то же время сегодня специалисты в области вычислительной техники и информационных технологий очень часто пользуются термином архитектура компьютера. Например, новейшее издание Большой Российской энциклопедии определяет архитектуру ЭВМ как «совокупность основных устройств ЭВМ и способы их взаимодействия, видимые пользователю (в большей степени системному программисту)». Популярный толковый словарь по информатике Ф. С. Воройского трактует ее сходным образом — как «общий принцип построения и организации работы, включая определение функционального состава основных узлов и блоков, а также структуры управляющих и информационных связей между ними, обеспечивающих реализацию заданных целей и характеристик».

Понятие это приобретает все большую популярность, и его сегодня используют для того, чтобы охарактеризовать наиболее важную отличительную черту типа компьютера или вычислительной системы — например, говорят об «ЭВМ гарвардской и принстонской архитектуры», об «ЭВМ с векторной или массивно-параллельной архитектурой» и др. Точно так же говорят — «архитектура х86 фирмы Intel», «архитектура Sparc фирмы Sun Microsystems» и др. Часто можно встретить в литературе словосочетания «открытая архитектура», «параллельная архитектура», «архитектура клиент-сервер» и т. д. Распространяют это понятие и на вычислительные сети, включая в него протоколы и интерфейсы, требуемые для реализации связи.

Каким же образом слово, известное более двух тысячелетий, перешло в совершенно другую область?

Очень часто в литературе встречается утверждение, что термин архитектура компьютера был придуман в самом начале 1960-х годов Фредериком Бруксом-младшим (но при этом никаких объяснений его происхождению не дается). В действительности же дело обстояло несколько иначе. И хотя роль Брукса действительно была крайне важной, авторство термина все-таки принадлежит не ему.

Фредерик Брукс-младший — выдающийся американский ученый в области вычислительной техники и программирования. С 1961 году он возглавлял разработку архитектуры вычислительных машин серии IBM 360 и операционной системы OS/360 — одного из крупнейших проектов в истории вычислительной техники. Автор классической книги «Мифический человеко-месяц», лауреат многих престижных научных премий, включая премию Тьюринга и премию «Компьютерный пионер».

В ноябре 1958 года молодой, но уже имевший серьезный стаж работы на компьютерах Univac I, IBM 702 и Univac II программист Лайл Джонсон стал сотрудником корпорации IBM.

Подразделение, в котором он начал работать, называлось «Machine Organization department» (Отдел организации вычислительных машин). Так что Джонсон должен был анализировать особенности построения (организации) различных вычислительных машин, отбирая и характеризуя их с точки зрения полезности для пользователя при решении тех или иных задач.

Компания IBM в то время вела разработку компьютера IBM 7030, более известного сегодня как Stretch. В течение многих месяцев Джонсон внимательно изучал техническую документацию, посещал производственные совещания конструкторов. Наконец он написал небольшую 30-страничную брошюру, в которой попытался сформулировать наиболее важные принципы построения этого компьютера.