Ukraiński Żurnal - 9/2011

Український кібернетичний прорив

(Скачати весь номер: 9/2011 [PDF, 2.9 Mb])

Текст: Анатолій Бондаренко, Київ

У 50–60-х роках Київ був світовою столицею кібернетики. Однак цей період закінчився зі смертю академіка Віктора Глушкова.

Передмістя Києва Феофанія, крило у приміщенні старого монастиря, осінь 1950 року. Тридцять людей, науковців та техніків, усіляко намагаються змусити працювати перший на території СРСР (і один із перших у світі) комп’ютер, або електронно-обчислювальну машину — як їх тоді називали. До цього подібні пристрої були побудовані лише в двох країнах — Британії та США.

Цікавий факт — присутність великої кількості жінок. Однією з перших програмістів машини стала Катерина Логвинiвна Ющенко-Рвачова, у майбутньому відомий український кібернетик та засновник школи теоретичного програмування.

Гігантський монстр називається МЕСМ (малая электронная счетная машина), і розташований на 60 квадратних метрах. Машина виглядала наступним чином — вздовж стін стоять фанерні макети, куди вмонтовані електронні деталі: радіолампи, яких близько 6000 тисяч, конденсатори, резистори. Все це постійно ламається — і дуже важко знайти, де саме. Працювати можна лише вночі, тому що машині потрібно дуже багато електроенергії, а вдень у мережі відбуваються стрибки напруги, через що вона не може рахувати. Пам’ять машини дуже мала — сотні байт, тому приходиться вручну, у вигляді двійкових чисел записувати проміжні результати кожного етапу розрахунку.

Керує всім цим чоловік невеликого зросту, активний в рухах, захоплений своєю справою, і видно, наскільки усі оточуючі захоплюються ним. Це Сергій Олексійович Лєбєдєв, директор інституту електротехніки, «батько» першого комп’ютера. Він ще в 1948 році, працюючи у Києві, незалежно від видатного американця Джона Фон Неймана, сформулював загальні принципи побудови електронно-обчислювальних машин.

Еліта еліт

Нарешті взимку 1951 року МЕСМ вдалося запустити для вирішення перших реальних задач. І не дивлячись на те, що її потужність була приблизно в сто тисяч разів менша, ніж потужність сучасного мобільного телефону, чи рахували ви коли-небудь на своєму телефоні значення спеціальних математичних функцій? Чи, скажімо, здійснювали розрахунок потужності нової електростанції? Натомість, протягом наступних декількох років МЕСМ стала основою «обчислювального ресурсу» України, і до машини везли замовлення на десятки складних наукових та інженерних задач з усього СРСР.Після повернення Сергія Лєбєдєва до Москви в 1950 році, він продовжує періодично приїздити в Київ. У місті залишається працювати сильна група фахівців, головним чином з Інституту електротехніки, Київського університету та Інституту математики. В 1956 році його голова, математик зі світовим іменем Борис Гнеденко, вирішує запросити на місце Лєбєдєва когось, хто міг би продовжити займатися комп’ютерами так само успішно, як це робив попередник.Гнеденко запрошує Віктора Глушкова, молодого (32 роки) професора математики, що працює на Уралі. На той момент він уже встиг заявити про себе як науковець світового рівня.

Докторська дисертація Глушкова присвячена вирішенню узагальної п'ятої проблеми Гільберта - всі, кому вдавалося зробити внесок хоча б в одну з 23-х проблем математики, які на початку 20-го сторіччя сформував видатний німець Давид Гільберт, входять в еліту еліт представників цієї науки.

Теорiя цифрових автоматів

Віктор Глушков вирішує радикально змінити напрямок своєї діяльності, залишає алгебру і погоджується взятися за кібернетику, яка йому дуже подобається. За легендою, за склом на його робочому столі завжди була записка: сьогодні перший день з числа тих, які тобі залишилося прожити. Не втрачаючи часу, у Києві він дуже енергійно береться за справу — і результати його діяльності вражають. Завдяки школі, яку створив Віктор Глушков у Києві та Сергій Лєбєдєв у Москві, 50–60-ті роки були єдиним періодом, коли хтось у світі міг по-справжньому конкурувати зі США у галузі комп’ютерної техніки.За наступних десять років, завдяки теоретичним роботам школи і створенню десятків нових моделей ЕОМ, Київ у середині 60-х років на деякий час стає кібернетичною столицею світу. Тут, за ініціативи і під керівництвом Віктора Глушкова, відкривається перший в СРСР Інститут кібернетики, сюди в 1961 році з візитом приїздить батько цієї науки, американець Норман Вінер. У Києві створюються такі цікаві суміжні галузі, як біологічна кібернетика (один із тих, хто працював у цьому напрямку, був знаменитий хірург Микола Амосов).

У 1961 році Віктор Глушков розробив теорію цифрових автоматів, яка стає основою для проектування значно складніших комп’ютерів, ніж до цього. До речі, в 1997 році дуже авторитетна в галузі інформатики організація IEEE Computer Society присудила йому медаль «Пiонер комп’ютерної технiки» саме за теорію по синтезу цифрових автоматів, а також за роботи в галузi макроконвеєрних обчислювальних систем. Останні дозволили ще у 70-х роках створити суперкомп’ютери оригінальної архітектури ЕС-2701 i ЕС-1766 з багатьма процесорами, що працювали паралельно — на той час вони не мали аналогів у світі.

Як змінити процеси керування

В 1973 році у Києві українською, а потім російською мовами виходить перша в світі «Енциклопедія Кібернетики», в якій міститься 1700 статей теоретичного, технічного, економічного та інших напрямків науки. Приблизно в той самий час Віктор Глушков пише статтю про кібернетику на замовлення іншої енциклопедії — «Британіки».Ще в 1967 році у Львові, на заводі по виготовленню телевізорів, була введена в експлуатацію перша АСУ — система автоматичного керування виробничими процесами. Комп’ютери обробляли дані про багаточисельні показники виробництва і видавали рекомендації щодо зміни параметрів. Розробляли та впроваджували цю систему інженери та науковці з Києва, під керівництвом Віктора Глушкова. Сотні подібних систем були створені за десять наступних років на багатьох підприємствах, в тому числі оборонного комплексу. В 1960-х роках це була одна з найбільш просунутих технологій у світі. Однак успіх АСУ різних рівнів, принциповим ідеологом яких був Віктор Глушков, був одночасно для нього гірким нагадуванням про головну справу його життя, яку вченому так і не вдалося втілити.В кінці 1950-х років, Віктор Глушков приходить до висновку, що в сучасних умовах людство не здатне без комп'ютерів переступити через новий інформаційний бар'єр - кількість інформації не дозволяє це робити неозброєній людині. У зв'язку з цим у нього з'являється декілька революційних ідей щодо того, як змінити процеси керування.В 1962 році Глушков звертається до керівництва СРСР зі своїм варіантом рішення проблеми керування економікою країни, в якій потрібно відслідковувати десятки тисяч різноманітних параметрів. Вчений переконаний, що жоден інший спосіб, за умов соціалізму, не дасть можливості ефективно вирішувати економічну проблему централізованого планування у подібних гігантських масштабах.

Його пропозиція — ОГАС (Объединенная Государственная Автоматическая Система), якщо говорити дуже грубо, це аналог Інтернету, який ми знаємо сьогодні, однак який був би побудований за єдиним планом. Глушков пропонував створити єдину систему керування в масштабах усієї країни — за допомогою обчислювальних центрів трьох різних рівнів з горизонтальними і вертикальними зв’язками — від окремих підприємств до загальнодержавного рівня, які були б об’єднані в спільну мережу для вільного обміну інформацією.

Дуже цікаво, що прототип подібної системи, на замовлення щойно обраного президента Сальвадора Альєнде, був створений у Чилі в 1971 році. Система називалася «Cybersyn», об’єднувала дані з тисяч чилійських підприємств і робила прогноз майбутніх параметрів на підставі поточних даних. У 1972 році завдяки їй вдалося за допомогою 200 вантажівок замінити роботу 40 000 авто, які заблокували постачання їжі в Сантьяго під час антипрезидентського страйку.

Систему було створено англійськими, німецькими та чилійськими інженерами під керівництвом одного з провідних кібернетиків світу того часу, англійця Стаффорда Біра. Її доля, зрештою, як і доля ОГАС, сумна. Після путчу і приходу до влади генерала Августо Піночета головну кімнату керування «Cybersyn» та інші елементи системи було фізично знищено.

Підкилимні ігри партапарату

Надзвичайно точний у деталях Глушков у 1962 році продемонстрував радянському «прем’єру» Олексію Косигіну всі необхідні розрахунки, з яких виходило, що навіть на існуючих тоді недосконалих технологіях таку загальнодержавну мережу можна було побудувати. Зрештою, він як ніхто знав повну картину у цій галузі. Наприклад, один із компонентів подібної мережі вже діяв — з комп’ютера наукового судна в Атлантиці дані передавалися безпосередньо на комп’ютер, що знаходився в Києві, де відбувалася їх подальша обробка. В 1968 році, на промисловому обладнанні АСУ у Львові діяли термінали даних для зв’язку з Москвою, де можна було отримати допомогу з приводу технологічних параметрів виробництва.Пропозиція Глушкова спочатку отримала підтримку частини керівництва держави, однак з часом повний її проект був потоплений внаслідок підкилимних ігор партапарату. Однак є інформація, що США, занепокоєні можливістю появи подібної системи в СРСР, пришвидшили в кінці 60-х розробку ARPANET — мережі, завдяки якій ми наразі маємо Інтернет.Віктор Глушков за останні двадцять років свого життя — він помер в 1982-ому, у віці 59 років, витратив величезну кількість часу та енергії на те, щоб реалізувати ОГАС. Так, декілька років він займався фактично тим, що вивчав процеси прийняття рішень на підприємствах з самих низів і до самих верхів (він мав санкцію керівництва СРСР бути присутнім у кабінеті будь-якого міністра і просто спостерігати, що той робить).

Це було необхідно, на його думку, для того щоб створити комп'ютерні моделі керування економікою.

Зрештою, всі спроби переконати найвищий рівень керівників СРСР прийняти ОГАС у повному обсязі, закінчився невдачею, що на думку багатьох людей, які знали Глушкова, сильно вкоротило йому віку. Зійшлися на тому, що буде компроміс — АСУ будуть створюватися, але за бажанням конкретних підприємств, — однак далеко не всі матимуть доступ до інформації, і далеко не всі комп’ютери будуть об’єднані в єдину мережу.

Візіонери і фатальні політичні рішення

Стагнація кібернетики в СРСР та в Україні почалася ще до смерті Глушкова, хоча це був, напевне, найсильніший удар. Існувало ще декілька причин. По-перше, ентузіасти цієї науки, ймовірно, були занадто оптимістичні. Вони були переконані в її універсальності, однак поступово давалися взнаки вбудовані обмеження. Можливо, саме тому з часом про комплекс наук, пов’язаних з комп’ютерами, почали говорити, як про «інформатику» або «комп’ютерні науки», все менше використовуючи термін «кібернетика».По-друге, в кінці 60-х років на рівні керівництва СРСР було прийняте фатальне, як пізніше з'ясувалося, рішення про те, що потрібно копіювати (читай займатися технологічним шпіонажем) технології у американців - в першу чергу це стосувалося нової серії комп'ютерів від IBM та технології виробництва напівпровідникових елементів. Варто зауважити, що як Лєбєдєв, так і Глушков обґрунтовано переконували радянських керівників, що це призведе до відставання, а потім до неможливості конкуренції з США - однак їх не послухали.Даремно, тому що ці люди на декілька десятків років випереджати свій час. Один із прикладів, пророчі слова Глушкова з його роботи про безпаперову інформатику: «... натомість кожна людина буде носити з собою “електронний блокнот”, комбінацію плаского дисплею та мініатюрного радіопередавача. Набираючи на клавіатурі такого “блокнота” потрібний код, можна (знаходячись у будь-якому місці нашої планети) викликати з гігантських комп’ютерних баз даних, пов’язаних у мережу, будь-які тексти, зображення (в тому числі і динамічні), які замінять не лише книги, журнали і газети, але й телевізори». Нічого не нагадує?