https://topwar.ru/ ru https://topwar.ru/188689-rozhdenie-sovetskoj-pro-konec-karceva.html https://topwar.ru/188689-rozhdenie-sovetskoj-pro-konec-karceva.html 188689 Mon, 08 Nov 2021 18:00:17 +0300 native-yes Единственное доступное фото машины, иногда идентифицируемой как М-5 (https://www.computer-museum.ru) Парадокс менеджмента по-советски заключался в том, что общее для страны дело начали делать с разных концов две конторы, перетягивающие одеяло на себя и категорически не желавшие сотрудничать (точнее – сотрудничать желал один Кисунько, все прочие пытались его всячески спихнуть). М-4Для ПРО, очевидно, были необходимы радары (и компьютеры для них) и противоракеты (опять-таки, с компьютерами для них). Минц от этой темы дистанцировался и строил на озере Балхаш радары, к проекту Кисунько не относящиеся – РЛС метрового диапазона ЦСО-П (в дальнейшем на ее основе были созданы РЛС «Днестр», «Днестр-М» и «Днепр»), предназначенную для системы предупреждения о ракетном нападении и РЛС дециметрового диапазона ЦСО-С6, предназначенную для проекта антиспутникового оружия Челомея (система «Таран», мы о ней уже писали, сам проект был закрыт в 1964 году, но из этого радара выросла РЛС «Дон-2Н» сантиметрового диапазона). Два прототипа М4 были установлены по одной штуке на комплекс, причем мощности на дециметровый радар машине уже не хватило, и пришлось по ходу дела ее дорабатывать, вводя аппаратуру сопряжения – т. н. узел первичной обработки (УПО), по сути сопроцессор DSP. Модернизированная машина получила индекс М4-М.Кисунько не досталось от Минрадиопрома вообще ничего – все пришлось делать самим, опираясь на альтернативные ветви власти. Координировало работу по ПРО КБ-1 (СКБ-30, Министерство обороны), компьютеры построил ИТМиВТ (АН СССР), противоракету изготовили в МКБ «Факел» (Министерство обороны), а с РЛС возник затык – Минрадиопром, естественно, подключить было никак невозможно. В итоге обратились в НИИ-37 (НИИДАР), принадлежащий Министерству промышленности средств связи. Аппаратурой сопряжения занимались ЦНИИС и МНИРТИ (АН СССР). Собственно, весь полигон Сары-Шаган был изначально заказан Минобороны под испытания системы «А», при этом Минрадиопром тоже поспешил урвать свой кусок пирога и разместил там же свои экспериментальные радары проектов СПРН и «Таран». Кисунько к ним доступа, естественно, не имел, у него был собственный радар РЭ-2 (позже – РЛС дальнего обнаружения «Дунай-2» и «Дунай-3»). До поступления комплекса М-40/М-50 работать приходилось, регистрируя и обрабатывая данные о проводке целей на собственной машине КБ-1 – чудовищной «Стреле». Первое экспериментальное наведение осуществлялось еще не на ракету, а на ИС-3, болтавшийся в то время над Землей, причем целеуказание было ручным, сначала спутник засекали с помощью кинотеодолита КТ-50, определяли его координаты и затем уже наводили радар.В первой версии М4 применялась классическая импульсно-потенциальная схема сборки логических элементов на далеко не самых быстрых транзисторах П-16Б, по схемотехнике практически повторяющая ламповые логические элементы машины М2. Ю. В. Рогачев предложил переделать серийную машину на более современные высокочастотные транзисторы типа П416, 2Т301 или П609. В итоге в 1964 году в серию пошла более продвинутая М4-2М, практически идентичная М4, но на более современной элементной базе. До 1969 их выпустили более 50 штук, увы, сама она к тому времени уже безнадежно устарела, мир уже начинал переходить на микропроцессоры. Машина существовала в трех модификациях, получивших стандартные в СССР мозговзрывающие индексы 5Э71, 5Э72 и 5Э73. Первая очередь СПРН в итоге также была введена в строй в 1969 году, и данные машины работали в ней порядка 30 лет. М4-2М выполняла операции над вещественными числами, арифметика использовалась собственная, один разряд на знак, 8 – на экспоненту и 20 – на мантиссу. Оригинальной особенностью конструкции АЛУ было то, что все операции, логические, арифметические и управляющие, осуществлялись за один такт, порядка 3-х тактов требовали только прерывания. Такая изощренная схема позволила выжать впечатляющую для советских машин тех лет производительность – порядка 220 KIPS. С миллионом К-340А Юдицкого было не сравнить, зато М4 была универсальной, а не специализированной. Последняя машина серии была выпущена аж в 1984 году (не знаем, чего здесь больше – гордости за отличную по меркам 1960 года архитектуру или стыда от того, что мир уже работал с IBM PC), а заменена последняя из них была (по данным Ю. В. Рогачёва, одного из конструкторов и друга Карцева) в 2000 году. Далее Карцева ждали две неудачи, серьезно подорвавшие его здоровье и веру в свои силы. ИнфляцияОб одной из них мы уже говорили – проект М5, экономической машины для Госплана, стоившей места Бруку. Многие утверждают, что социализм не знает понятия инфляции, на самом деле, не считая 1991 года, СССР пережил после войны два массовых уровня повышения цен, без учета плавного естественного роста. Первый случился в 1947 году, когда общая денежная масса в стране была уменьшена в 3,5 раза. Многие вспоминают грабительскую павловскую реформу, но не менее грабительской была и сталинская. В постановлении Совмина сообщалось: При проведении денежной реформы требуются известные жертвы. Большую часть жертв государство берет на себя. Но надо, чтобы часть жертв приняло на себя и население, тем более что это будет последняя жертва.На деле наибольшие жертвы приняло на себя как раз население. Суть реформы состояла в том, что производился обмен старых денежных знаков на новые в соотношении 10:1 при неизменном масштабе цен. Были некоторые исключения: вклады в сберкассах до 3 тыс. рублей сохранялись полностью, вклады от 3 тыс. до 10 тыс. рублей государство урезало на треть, а от суммы 10 тыс. рублей – вернули только половину. Одновременно проводилась конверсия «вечных» госзаймов, которые все равно никто никогда не собирался возвращать, все они объединялись вне зависимости от обещанной ранее процентной ставки и менялись на новые по курсу 3:1, да еще и с уменьшением процента. Реформа готовилась, как секретная, но слухи все равно просочились в народ.Московский инженер Виктор Кондратьев описывал это так:Уже несколько дней народу на улицах тьма, все магазины – и коммерческие, и комиссионные, и промтоварные – облеплены очередями... Ну а вечером рестораны коммерческие штурмовали с боя, крики, брань. А кто-то просто последние сотни решил спустить, потому как начнется новая жизнь, с новыми деньгами и без карточек, чего уж старые деньги беречь.Спасибо партии и правительству за заботу о нуждах народа.Писала «Правда» 16 декабря 1947 года.Надолго, впрочем, денег не хватило, и вторую инфляцию пришлось гасить при Хрущеве в 1961 году, поменяв денежки в соотношении 10:1 еще один раз. Это стало подготовкой к масштабной реформе экономики 1965 года, названной косыгинской. Именно в разгар подготовки реформы был проведен финальный бой между экономистами-кибернетиками и экономистами старой формации, такими как автор реформы Евсей Григорьевич Либерман. Об этом рассказывает доктор экономических наук В. Д. Белкин, работавший совместно с И. С. Бруком, который в последние годы своей деятельности заинтересовался экономическими задачами, в связи с намечаемой хозяйственной реформой:Брук был одним из немногих, кто откликнулся на призыв провести радикальную экономическую реформу и построить социализм если не с человеческим, то хотя бы с экономическим лицом. Но все это в верхах страшно саботировалось. Старого монолита там уже не было, но систему удерживать пытались. Покушение на нее усматривалось даже в самых невинных предложениях экономистов нашего института. Брук ясно представлял, что экономика страны идет в тупик, и говорил, что этому способствует недостаточная связь между двумя системами управления – советской (Совмин, Госплан и др.) и по линии партии. «Система управления, которую создала партия, представляет систему быстрого реагирования, но ее недостаток в отсутствии обратной связи», – говорил он. Надо обладать прозорливостью И. С. Брука, чтобы сказать тогда такие слова.…Произошло сильное сражение в Госплане (по ценовой политике), на котором его председатель Ломако, этот последний чиновник сталинского пошиба, сказал Бруку: «Вы попали в ведение Госплана (в конце 50-х годов ИНЭУМ был выведен из состава АН СССР и передан в созданный тогда Госэкономсовет при Госплане СССР. – Прим. авт.), и вам дорого обойдется этот бунт». Его просто вынудили уйти на пенсию.В итоге бунт действительно обошелся дорого – коллектив ИНЭУМ был частично разогнан, все работы по М-5 прекращены, Брук уволен. М-9Карцев продолжил работать над суперкомпьютером М-9 в отделе спецразработок ИНЭУМ до 1967 года по заказу Кисунько и представил машину на конкурс. О том, что было дальше, мы тоже уже знаем, после всех перипетий проект был отклонен, и Кисунько не получил ни одну из ЭВМ – ни М-9, ни 5Э53. После второго разочарования Карцев перешел в Минрадиопром, в созданный при нем НИИВК, надеясь, что здесь ему позволят разрабатывать компьютеры без проблем и помех.Отметим, что машина М-9 при всех своих достоинствах была чрезвычайно сложной, с точки зрения программирования. Напомним, что в М-9 имелись 3 пары блоков «процессор-маска», выполняющих операции над векторами и матрицами. Первая связка состояла из матрицы 32х32 16-битных процессоров (т. н. функциональный блок) и матрицы 32х32 1-битных процессоров для операции над битами маски. Вторая связка состояла из векторного сопроцессора из 32 узлов и такого же блока маски. Наконец, третья связка состояла из ассоциативного блока, выполняющего операции сравнения и выборки подмассивов по содержанию, и такого же блока маски для нее. М-9 был прототипом, серийные машины предлагалось собирать из относительно произвольного набора указанных блоков, в частности, М-10 должна была состоять лишь из функционального блока, а чудовищная М-11 – из восьми. Звучало все это безумно круто, единственная проблема заключалась в том, как управлять этим великолепием. В любом случае машина такого класса для демонстрации полной вычислительной мощности должна была работать с идеально распараллеленной программой, что означало либо конструкцию блока управления безумной сложности, либо написание безумной сложности оптимизирующего компилятора. Либо (если идти по пути архитектуры CUDA и языка OCCAM, написанного для транспьютеров Inmos) требовалось разработать отдельный параллельный язык программирования, впрочем, ничего нерешаемого в этой задаче не было. Проект М-9 был представлен Карцевым в марте 1967 года на симпозиуме по вычислительным системам и средам в Сибирском отделении АН СССР. Выступление ведущего математика-программиста Е. В. Гливенко о построении математического обеспечения такой многопроцессорной системы убеждало в ее реализуемости. Ю. В. Рогачев пишет: Поскольку руководство Минприбора, в состав которого входил в это время ИНЭУМ, сопротивлялось включению в план института этой работы, постановлением правительства отдел спецразработок ИНЭУМ был передан в Минрадиопром как Филиал № 1 ОКБ «Вымпел». Коллектив Филиала № 1 принял участие в разработке эскизного проекта системы «Аврора», в который отдельными книгами вошли и разделы вычислительного комплекса М-9. Но комплексный проект системы «Аврора» был отклонен, и дальнейшие работы по М-9 останавливались. Коллектив Филиала № 1 к дальнейшим работам ОКБ «Вымпел» не подключался… Он продолжал тесное сотрудничество с Радиотехническим институтом, где в это время разрабатывался проект сплошного непрерывного поля надгоризонтного обнаружения космических объектов.В 1968 году в РТИ как раз начинает разрабатываться проект второй очереди СПРН – РЛС «Дарьял», для которой требуется вычислительная мощность не менее 5 MIPS (хваленая БЭСМ-6 выдавала около 1 MIPS). М-10В итоге РТИ вспомнил о проекте Карцева, не отдав его разработку Кисунько, они решили пустить ее в дело сами. Несмотря на формальное выделение группы Карцева в отдельную организацию, им даже не выделили помещения, и сотрудники сидели по всей Москве, где попало. Вспоминает Карцев:Нельзя сказать, что разработка М-10 была встречена с распростертыми объятиями. Нам говорили, по правде сказать, что мы психи, что нельзя собрать воедино такую груду металла, что все это никогда не заработает. Это мы теперь приучили, так сказать, психологически, что большая вычислительная машина может состоять из такого количества аппаратуры. Тогда никто к этому готов не был. Да и работать нам было невероятно трудно: коллектив тогда трудился на «Соколе-1», в Большом Власьевском переулке (в полуподвале), в полуподвале на улице Бурденко, в полуподвале на Плющихе, на большой Почтовой улице, в полуподвале на улице Щукина и еще в нескольких местах по всей Москве.Выделившись из ИНЭУМ, коллектив получил помещение бывшей столярной мастерской одного из предприятий на «Соколе» площадью 590 кв. метров. Чтобы разместить весь коллектив, пришлось искать по всей Москве и арендовать нежилые помещения, в основном полуподвального типа. Собственное здание (типовую школу) институт построил только в 1975 году, а лабораторный корпус по специальному проекту в 1985–1986 годах уже после смерти Карцева.Вообще, главенствующая в СССР техническая школа ИТМиВТ Лебедева (которая никогда за всю свою историю ни разу не поссорилась ни с какими властями и потому была обласкана всячески) считала, следуя позиции своего основателя и гуру, многопроцессорные и многомашинные комплексы злом. Лебедева можно понять, он чудовищно намаялся с отладкой куда более простой БЭСМ-6, в силу ее убогой элементной базы и низкого качества советских комплектующих. Но Карцев и Юдицкий были гениями совсем другого класса, они владели секретами сборки надежных компьютеров из ненадежных компонентов.В БЭСМ-6 использовалось 60 тысяч транзисторов, 180 тысяч полупроводниковых диодов, 12 миллионов ферритных сердечников. Вычислительный комплекс из трех ЭВМ М-10 содержал 2 100 тысяч микросхем, 1,2 миллиона транзисторов и 120 миллионов ферритных сердечников. Это не только груда металла, но и труднопредставимое количество соединений, которые надо было заставить слаженно работать. В итоге все получилось – аптайм М-10 был равен невообразимым 99,999 % – величина, характеризующая лучшие мэйнфреймы IBM. Время простоя комплекса из-за неполадок не превышало 10 минут в год!Естественно, Карцев не мог не нажить завистников. Вспоминает Б. Н. Малиновский:Где-то в конце 60-х или начале 70-х годов мне в Киев позвонил Карцев и обратился с просьбой быть оппонентом по докторской диссертации сотрудника его института В. А. Брика, участника работ по ВК М-9. Знакомясь с присланной в Киев диссертацией, я убедился, что она далеко не заурядна – предлагались совершенно новые методы ускоренного выполнения ряда операций и соответствующие, проверенные практикой оригинальные схемные решения. В досконально исследованной области науки и техники, где, казалось, уже все изучено и расставлено по своим местам, автор диссертации сумел сказать новое и весьма весомое слово. Такого же мнения придерживался и второй оппонент, известный ученый, написавший ряд книг по вычислительной технике, А. А. Папернов. Поддержали диссертанта и выступавшие. Нас обоих шокировало отрицательное решение ученого совета, возглавляемого академиком В. С. Семенихиным. Оно было явно необъективным. Члены совета, недоброжелательно относившиеся к Карцеву, отыгрались на его ученике.Было трудно, но уже к середине 1970 Карцев представил на Загорский завод комплект документации на М-10. Машину там осилили собрать только через два года, а серийный экземпляр увидел свет в 1973. Опять-таки, обратите внимание на цикл: шесть лет (!) от разработки идеи до первой серийной машины – немыслимые, чудовищные сроки, за которые устаревало все, что только могло устареть. Созданная в 1967 М-10 (не говоря уже о М-9) стала бы одной из быстрейших в мире на довольно современной элементной базе, собранная в 1973 – она не вошла и в первую двадцатку, еще и собранная по мировым меркам из устаревшего металлолома. СССР безбожно тормозил все инновации: ситуации, когда в разработке компьютеров от идеи до реализации проходило менее 5–7 лет можно пересчитать по пальцам. Кроме ЭВМ для РЛС «Дарьял» (вычислительные комплексы 63И6 и 68И6) и командного пункта СПРН (комплекс 17Л6 из шести машин), на базе ЭВМ М-10, получившей в Министерстве обороны типичный невменяемый (чтобы злые шпионы не поняли) шифр 5Э66, был создан вычислительный комплекс для СККП генерального конструктора А. И. Савина. Всего к моменту прекращения производства в 1986 году было выпущено примерно 50 комплектов М-10. Опять-таки, СССР запрягал и разгонялся долго, но разогнавшись – затормозить уже не мог. Производительность в 5 MIPS была неплохой по меркам начала 70-х (CDC 7600 выдавал 24) и отличной – по меркам 60-х, но никакой – по меркам Cray Y-MP 1982 года с его 400 MIPS. Собственно, к середине 80-х с задачами М-10 с лихвой справился бы даже VAX. Тем не менее в течение 1974–1979 годов, вплоть до появления «Эльбрус-1», М-10 была самой мощной отечественной ЭВМ.Сам Карцев писал по поводу производительности М-10: Возможности, предоставляемые структурой М-10, не всегда можно выразить в операциях в секунду. Поэтому не следует удивляться, что, хотя производительность М-10 была в свое время оценена в 5,1 млн опер/с, реальный выигрыш по скорости по сравнению с другими машинами, когда такое сопоставление проводилось, оказывался значительно больше, чем можно было бы ожидать. Например, при расчетах кинетической модели плазмы для сетки в 512 узлов и количестве макрочастиц до 10 в степени 4 (вариант, который на пределе помещается во внутреннюю память БЭСМ-6) разница в скоростях между М-10 и БЭСМ-6 получается примерно в 20 раз, при большем количестве узлов сетки и макрочастиц значительно больше, чем в 20 раз; при этом на БЭСМ-6 счет шел с 48, а на М-10 – с 64 разрядами. При счете одной из задач механики сплошной среды разница в скоростях между М-10 и ЕС1040 получилась более чем в 45 раз (8,5 мин на вариант на М-10 вместо 6,5 ч на ЕС1040). Впрочем, поработать на мирные цели М-10 не дали – все существующие комплексы производились только для обслуживания СПРН. С программированием М-10, кстати, возникли ожидаемые проблемы, особенно со стабильностью работы ОС. Генерал-майор В. П. Панченко, участвовавший в приемке М-10, вспоминает:...устойчивой работы нового вычислительного комплекса по новой программе долгое время добиться не удавалось. Сбои происходили каждые несколько часов, а отказы через 10–15 часов. Обстановка накалялась. Сроки завершения испытаний проходили, а удовлетворительного результата добиться не удавалось... Ему вторит конструктор СПРН В. Г. Репин: ...эта по тем временам суперЭВМ параллельного действия во всем была хороша, но еще не удовлетворяла требованиям надежности, и в значительной степени из-за недостаточной отработанности операционной системы… Пришлось по ходу дела перераспределить эту работу и переложить разработку боевой операционной системы ЭВМ, а также операционной системы многомашинного комплекса на программистов СКБ-1. Отметим, что М-10 была собрана на уже хорошо знакомых нам ГИС серии 217 «Посол» с максимальной таковой частотой порядка десятков мегагерц. Разработка ТТЛ-серии 133, содранной с TI SN54, была закончена в зеленоградском НИИМЭ в сентябре 1969 года, а массовый выпуск начался в 1970 году, когда документация на М-10 уже поступила на Загорский завод. На основе серии 133 был, в частности, спроектирован «Эльбрус-1». ПЗУ для М-10 было выполнено по довольно оригинальной схеме – конденсаторной, прошивка хранилась на сменных металлических перфокартах 265х68 узлов. Перфокарта представляла собой тонкую пластину 0,5 мм толщиной с полиэтиленовыми изолирующими прокладками с обеих сторон. В блоке ПЗУ могло размещаться 128 таких перфокарт емкостью восемь 34-разрядных чисел каждая. Общая емкость ПП машины составляла 512 кбайт, время считывания 0,5 мкс, время цикла обращения 1,3 мкс. Объемы машины получились чудовищными – 31 шкаф (!), из которых 21 – занимали шкафы памяти. Вообще, западная школа сверхЭВМ предусматривала какой-никакой дизайн изделий, основанный на оптимизации. Например, Cray-1 имел форму art deco дивана не потому, что Сеймур Крэй был любитель модерновой мебели, а потому что такая форма способствовала кратчайшему пути сигнала и оптимальному охлаждению. Тем не менее машина мощностью в 30 М-10 поместилась в объем порядка 2 кубометров (не считая систем питания и охлаждения, в обоих случаях они занимали еще целый зал), СССР же такие изыски позволить не мог в силу чудовищной элементной базы – с тонкопленочными ГИС особо не разгуляешься, хорошо хоть в один зал влезли все шкафы. ОС М-10, которую, наконец, удалось собрать, работала в режиме разделения времени с 8 независимыми терминалами. Самая продвинутая версия ОС позволяла подключать до 48 терминалов с выводом на интерактивный дисплей ЕС7064 с клавиатурой и световым пером. Программирование осуществлялось на ассемблере М-10, ALGOL 60 и FORTRAN. Вообще, неудивительны такие проблемы с программированием: ни ALGOL, и FORTRAN не были распараллеливаемыми (от слова – совсем), на Западе под такие архитектуры создавали собственные языки, типа того же OCCAM, так что можно лишь представлять, как намучались с М-10 те, кто пытался приспособить под нее неприспосабливаемое. В М-10 содержались аппаратные средства отладки программ, что по тем временам было невероятно круто. М. А. Карцев так описывает эту особенность техники: Директивы, интерпретируемые указанной аппаратурой, включают в свой состав пуск, останов, продолжение отлаживаемой программы, прохождение отдельных участков программы шагами, вывод на терминал содержимого различных регистров, отдельных ячеек или массивов памяти, ввод с терминала информации в регистры или в память, управление регистром и схемой совпадений. Регистр и схема совпадений представляют собой весьма важное средство отладки программ. Они дают возможность по директивам, передаваемым программистом с терминала, но без внесения каких-либо изменений в отлаживаемую программу задавать весьма сложные условия для выработки сигнала прерывания, по которому происходит останов программы либо передача управления к любой отладочной программе, записанной программистом на свободном месте памяти. В результате М-10 могла выполнять останов по довольно сложным условиям типа «прерывание если выполнилась передача управления в ячейки с номерами от такой-то до такой-то» или «если для формирования адреса обращения к памяти в качестве базы (или индекса) будет использоваться такой-то регистр адресного модификатора» и так далее. Не Burroughs, конечно, но по меркам советских машин нереальный уровень техники. Спектр действий в ответ на прерывание был тоже огромным – от тривиальной печати дампа памяти, до вывода на экран показаний внутренних часов или ручной перезаписи каких-то регистров. Что забавно, Карцев сам отлично понимал все убожество императивных языков 1960-х в применении к параллельному программированию и предлагал всем программистам писать прямо и решительно в ассемблере М-10:Поскольку при проектировании машины основными целями считались производительность и эффективность, с самого начала предполагалось, что программирование будет вестись в основном на машинно-ориентированных языках Автокод-1 М-10 (фактически просто символьный язык один в один, правда, с неплохой мнемоникой) и Ассемблер – язык несколько более высокого уровня. Трансляторы с Алгола-60 и Фортрана на язык М-10 появились позже, однако, и до сих пор, несмотря на многочисленные усовершенствования, их использование приводит к значительным потерям в быстродействии по сравнению с программированием на машинно-ориентированных языках, потому что структура М-10 и, в частности, ее машинный язык очень сильно отличаются от той структуры, на которую вольно или невольно ориентированы современные алгоритмические языки (хотя они и называются проблемно-ориентированными или даже универсальными)… Возможно, что исходная предпосылка относительно того, что и системные программисты, и пользователи должны работать в основном с машинно-ориентированными языками, была неправильной. Единственный рисунок М-10, приведенный в книге Рогачева Плата от М-10 и ГИС «Посол» из книги РогачеваВ общем, несчастный Карцев прямо рекомендовал выкинуть Фортраны и Алголы, если из его машины надо было выжать больше производительности, чем из тостера, и писать все руками в машинных кодах. Проблема, о которой мы упоминали – сверхсложное УУ или сверхсложный компилятор, в СССР решилась нетривиально – сверхсложным ручным написанием программ на низкоуровневом языке. Разработать под М-10 соответствующий ей по мощности и удобству высокоуровневый язык и среду программирования здорового человека почему-то никто не подумал. Заброшенная РЛС СПРН Дарьял-У приёмник, Балхаш-9, карта размещения станций, эталонный план станции (https://swalker.org/, https://ru.wikipedia.org) В 1977 М-10 была модернизирована, в основном за счет памяти, удалось утолкать 21 шкаф в 4 сдвоенных. М-10М стала первой ЭВМ, которую НИИВК получил в собственное распоряжение, создав на ее основе многопользовательский моделирующий стенд. На этом стенде, в частности, проектировались многослойные печатные платы для новой машины М-13, разработка которой началась в 1977 году. Именно на этой машине проводились расчеты физики плазмы, которые цитировались выше, и многие другие научные работы. Сравнение с «Эльбрус» у М-10 тоже случилось, и результаты были интересные. Б. А. Андреев из ленинградского ОКБ, работавший с обеими системами и отлаживающий обе машины, был вполне компетентен в их сравнении: Вся убогость и халтурность МВК «Эльбрус-1 особенно контрастировала по сравнению с ЭВМ М-10 М. А. Карцева, которая стояла в 50-ти метрах у нас на предприятии. Это, кстати, было единственное место в СССР, где обе советские суперЭВМ стояли бок о бок и могли нами сравниваться. Как мы уже говорили – ИТМиВТ был довольно специфическим местом и разрабатывали в нем довольно специфические машины, которые становились легендарными не в силу своих уникальных потребительских качеств, а в силу харизмы Лебедева и его идеального образа в глазах ЦК КПСС. В итоге в СССР официально мифологизирована, отлита, говоря словами великих, в граните и объявлена золотым эталоном лишь одна серия машин – БЭСМ и все, что создавалось на ее основе (ну и «Эльбрус», как внучатый троюродный племянник по линии Бурцева). Все же прочие разработки считались либо секретными, либо маргинальными, либо не шли в серию, либо не удостаивались и одной десятой таких почестей.Для РЛС уровня «Дон-2Н» требовались вычислительные средства помощнее (в итоге обошлись четырьмя 10-процессорными «Эльбрус-2» на станцию, производительностью каждый в 125 MIPS, суммарной около 500 MIPS, что соответствует примерно современному планшету на 7нм HiSilicon Kirin 980), и Карцев решил, наконец, собрать величайший суперкомпьютер. М-13 Проект ЭВМ М-13 предусматривал серию машин на основе трех базовых моделей возрастающей мощности. При этом малая модель (М-13/10) отличается от средней (М-13/20) и большой (М-13/30) количественно – комплектностью устройств памяти, дополнительными внешними устройствами и пр., от которых зависит и производительность. Центральная процессорная часть имеет три конфигурации и может обеспечивать производительность в зависимости от исполнения – 12, 24 или 48 MIPS, ОЗУ – составляет 8, 5, 17 или 34 Мбайт, пропускная способность центрального коммутатора – 0,800; 1,6 или 3,2 Гбайт/с (что круто даже по современным меркам!), пропускная способность мультиплексного канала – 40, 70 или 100 Мбайт/с. В М-13 также входил фирменный процессор Карцева, предназначенный для работы с сильно разреженными данными. Его эквивалентное быстродействие достигало 2,4 GIPS. Вообще, М-13 была дальнейшим развитием все тех же оригинальных идей, заложенных в макете М-9, и безумно досадно, что эта уникальная архитектура не получила своего воплощения еще в 1967 году. М-13 строилась на той же TTL-логике серий 133, 130 и 530, что и первый «Эльбрус», и множество военных отечественных компьютеров 1980-х, включая бортовой компьютер комплекса С-300, о котором мы так же поговорим отдельно. Карцев недолюбливал мощную ECL-логику, что было неудивительно – проблемы с советскими клонами Motorola MC10000 стали легендарными, выход годных микросхем в начале измерялся чуть ли не единицами, разработчики «Эльбрус-2» и «Электроника СС БИС» намучались с ними нещадно, вплоть до того, что Бурцев был вынужден лично ездить на завод и руками перебирать партии чипов в поисках более-менее работоспособных. Эмиттерно-связная логика высокой интеграции предъявляла чрезвычайно жесткие требования не только к качеству изготовления, но и к монтажу компонентов, питанию и охлаждению, что тоже не раз аукнулось разработчикам указанных систем. Единственные известные изображения М-13, фото из архива Политехнического музея в Москве и книги МалиновскогоВ 1981 году Карцев принимает на работу окончательно сломленного и уставшего Юдицкого, спасая старого друга от необходимости работать каким-нибудь ремонтником телевизоров, однако для Юдицкого – слишком поздно. В разработках он участия более не принимает и в 1983 году умирает в возрасте 53 лет. Это стало ударом для Карцева, наложившимся на не менее неприятные события. Предоставим слово его соратнику и заму Ю. В. Рогачеву, позже написавшему книгу об этих печальных событиях:К концу 1982 года ОЗ НИИДАР изготовил и поставил институту полностью укомплектованное ячейками и блоками устройство ОПП, а также 9 шкафов и целый ряд блоков с ячейками других устройств. Все это показывало, что конструкторская документация обеспечивает все этапы изготовления и принципиальных трудностей не вызывает. А в феврале 1983 года, когда устройство ОПП успешно выдержало испытания по техническим условиям, стало ясно, что не возникнет особых трудностей и с настройкой устройств.Однако ни результаты работы Опытного завода, ни приближающиеся сроки поставок ЭВМ М-13 на объект для РЛС «Дарьял-У» не заставили руководителей ДМЗ и ЮРЗ приступить к изготовлению машины. Не смогло заставить эти заводы начать производство ЭВМ М-13 и руководство ЦНПО «Вымпел». Стремясь как-то оправдать свое бессилие, руководство Объединения решило отыграться на разработчиках машины, объявив в марте 1983 года на балансовой комиссии работу НИИВК неудовлетворительной. Причем выражено это было в некорректной форме, без указания причин и конкретных фактов, объясняющих такое решение. Особенно непорядочно повел себя в этом вопросе заместитель генерального директора В. В. Сычев. Всего за несколько дней до балансовой комиссии, знакомясь с результатами испытаний по ТУ устройства ОПП экспериментального образца ЭВМ М-13, он давал положительную оценку работам института и по машине М-13, и по вычислительному комплексу 63И6 в составе РЛС «Дарьял», на которой в это время завершались Государственные испытания. И именно В. В. Сычев на балансовой комиссии объявил негативную оценку работы НИИВК.М. А. Карцева, человека в высшей степени порядочного и интеллигентного, такое лицемерие повергло в шок. Он сразу же заявил генеральному директору ЦНПО «Вымпел» Ю. Н. Аксенову, что не сможет дальше работать под таким руководством. Чувство несправедливости по отношению к коллективу НИИВК явилось дополнительной нагрузкой на сердце и сильно отразилось на здоровье М. А. Карцева. Его сильно тревожило положение с запуском в производство серийных образцов ЭВМ М-13 на заводах ЦНПО «Вымпел»: поведение руководства Объединения ничего положительного в этом направлении не обещало.Не прояснило вопрос с изготовлением машины и совещание о ходе работ по созданию РЛС «Дарьял-У», которое в середине апреля проводил в Радиотехническом институте заместитель Министра радиопромышленности О. А. Лосев. Говорилось о трудностях производства аппаратуры станции, особенно подчеркивалось трудное положение с изготовлением ЭВМ М-13. Однако наше предложение отбросить амбиции и просить Министра подключить к изготовлению М-13 Загорский электромеханический завод было отвергнуто. В то же время, директора заводов ЦНПО «Вымпел» твердых обещаний приступить к изготовлению машины не давали.Странным на этом совещании было выступление технолога ЦНПО «Вымпел» В. Г. Курбакова, который говорил не о вопросах технологии изготовления, а подверг критике технические решения главного конструктора по архитектуре машины, поставив под сомнение работоспособность и эксплуатационные характеристики ЭВМ М-13. Кому потребовалось подстроить это выступление, как мог абсолютно не владеющий знаниями в вычислительной технике человек на совещании такого уровня выступить с подобным заявлением, осталось загадкой. Кроме главного конструктора РЛС «Дарьял-У» А. А. Васильева, который назвал это выступление надуманным и не соответствующим действительности, никто не остановил зарвавшегося «специалиста» – ни руководство Объединения, ни заместитель министра. Это уже было последней каплей, переполнившей чашу терпения: М. А. Карцев заявил О. А. Лосеву о своем твердом решении поставить перед министром радиопромышленности П. С. Плешаковым вопрос о переводе НИИВК из ЦНПО «Вымпел» в 8-е ГУ МРП.В порядке предварительного согласования этого вопроса 19 апреля 1983 года М. А. Карцев пригласил в институт заместителя министра радиопромышленности Н. В. Горшкова, курирующего в МРП вычислительную технику, главного инженера 8 ГУ, в ведении которого были научные и производственные предприятия вычислительной техники, в том числе и Загорский электромеханический завод. М. А. Карцев ознакомил их с ЭВМ М-13 – ее конструкцией, элементной базой, технологией изготовления и ходом настройки устройств экспериментального образца. В состоявшейся затем беседе Михаил Александрович просил поддержать его предложение о переводе НИИВК в 8-е главное управление МРП и передачу изготовления ЭВМ М-13 Загорскому электромеханическому заводу. Согласие было получено.Однако Карцева это уже не спасло. Провал проектов М-5 и М-9, смерть Юдицкого, чудовищные интриги с принятием М-13 окончательно подорвали его здоровье. Уже до этого он и так пережил обширный инфаркт. 23 апреля 1983 года он ехал на своей машине по Ленинградскому проспекту и внезапно почувствовал себя плохо. У метро «Сокол» он из последних сил припарковался, потерял сознание и умер прямо в машине. Так оборвался путь одного из самых выдающихся мировых конструкторов ЭВМ. Незадолго до этого речь в день пятнадцатилетия института Карцев закончил так:...Нам сейчас кажется, что мы никогда не выпускали в свет такой хорошей разработки, как мы пытаемся выпустить сейчас, и что никогда так трудно не было выпустить разработку в свет, как сейчас, никогда мы не встречались с такими трудностями. Но я хочу вам просто напомнить, что мы переживали очередную влюбленность в каждую нашу разработку, и трудности у нас всегда были неимоверные. Я вот сейчас просыпаюсь ночами в холодном поту от того, что так медленно и с таким трудом идет производство нашего нового детища. Но, понимаете, это, в общем, относится просто, наверное, к старческой бессоннице. А на самом деле ведь от того дня, как мы получили задание правительства, прошло не очень много, прошло всего два года и восемь месяцев. И не может быть, чтобы наш коллектив, в котором есть и убеленные сединами, и умудренные опытом ветераны, и энергичная и образованная молодежь, чтобы мы не вытянули это наше детище!Коллектив разработчиков бился, как лев, с партийными бюрократами и чиновниками «Вымпела» за выпуск машины своего учителя и друга. Вспоминает Рогачев:5 мая 1983 года заместитель министра О. А. Лосев решил обсудить с руководством ЦНПО «Вымпел» вопрос о положении в НИИВК. Был приглашен на это совещание и я. Руководство Объединения подготовило для обсуждения два варианта проектов приказа о дальнейшей деятельности института, которые существенно меняли его статус. Первый вариант вообще лишал институт самостоятельности, включая его коллектив в состав НТЦ ЦНПО «Вымпел». Я категорически отверг этот вариант. Второй вариант, наоборот, включал НТЦ в состав НИИВК, что, в сущности, означало то же самое, только при сохранении названия, так как приоритетной становилась тематика НТЦ. Было ясно, что тематика НИИВК переместится на второй план, а изменение названия – всего лишь дело времени.Обсуждение этих проектов прервал телефонный звонок министра. П. С. Плешаков просил О. А. Лосева зайти к нему для решения вопроса о НИИВК, сообщив, что с этим вопросом у него находится Н. В. Горшков. (Значит, наш проект приказа П. С. Плешакову был представлен). Через некоторое время к министру пригласили и нас. Н. В. Горшкова в кабинете министра уже не было. Обращаясь ко мне, Петр Степанович сказал, что руководство Министерства назначает меня директором НИИВК, а институт сохраняет существующий статус и положение. Это означало, что не были приняты наши предложения о переходе в 8-е ГУ, но не были приняты и предложения ЦНПО «Вымпел».И все же через некоторое время вопрос о переводе НИИВК в 8-е ГУ возник снова. На заседании коллегии Министерства радиопромышленности в октябре 1983 года при обсуждении хода работ по созданию РЛС «Дарьял-У» мне удалось убедить членов коллегии, что заводы ЦНПО «Вымпел» освоить серийное производство ЭВМ М-13, по крайней мере, в ближайшие годы, не смогут. Спасти положение может только ЗЭМЗ. После длительного и бурного обсуждения коллегия приняла решение о производстве машины на Загорском электромеханическом заводе и о передаче НИИВК в 8-е ГУ МРП.Однако реализация этого решения тормозилась со стороны некоторых руководителей ЦНПО «Вымпел». В частности, заместитель генерального директора В. В. Сычев пытался различными методами, в том числе и давлением на руководителей партийной и общественных организаций, на научный актив НИИВК, заставить руководство института отказаться от решения выйти из состава Объединения. И только вмешательство заместителя заведующего оборонным отделом ЦК КПСС В. И. Шимко положило конец волоките с переводом НИИВК в 8-е ГУ МРП. В конце ноября 1983 года этот перевод был оформлен.…Руководство завода отказалось использовать ранее изготовленные в ЦНПО «Вымпел» ФОСы, а решило для гарантии качества МПП изготовить новый комплект непосредственно на своем оборудовании. Так просто решился вопрос, который в ЦНПО «Вымпел» был камнем преткновения и держал в течение двух лет в напряжении и институт, и ОКБ заводов, и руководство Объединения. В январе 1984 года ЗЭМЗ получил практически всю конструкторскую документацию, необходимую для запуска ЭВМ М-13 в производство. И уже к середине 1986 года НИИВК получил все устройства головного образца, изготовленные с приемкой заказчика. Началась комплексная стыковка машины в целом, и к концу 1987 года головной образец ЭВМ М-13 успешно выдержал заводские испытания.Генеалогия машин Брука и Карцева, рисунок Ю. В. Рогачева Единственная гражданская разработка НИИВК уже после смерти Карцева – знаменитый персональный компьютер «Агат-7» на клоне процессора MOS 6205, клон Apple I, первый ПК в СССР, выпущен в 1984 году. К 1989 году был разработан клон Apple II – «Агат-9». (https://www.computer-museum.ru) Совершенно типичная шизофреническая бюрократия СССР привела к тому, что выпуск М-13 отложили на ЧЕТЫРЕ года – с 1983 по 1987 шли непрерывные баталии в духе кафкианского абсурда, решались вопросы подчинения и соподчинения, а чиновники пытались разделить потенциальные награды (в случае успеха) и найти, на кого свалить вину, в случае провала. В итоге первая пилотная серия М-13 поступила на объект «Дарьял-У» в 1988 году, с его установкой, отладкой и приемкой провозились еще три года и только в 1991 году М-13 прошла госприемку. На внедрение машины суммарно было потрачено в два раза больше времени, чем на ее конструирование – восемь лет! Безумные, непредставимые сроки по меркам любой страны, кроме СССР. Естественно, что к тому времени отличная по меркам 1979–1980 года машина превратилась в тыкву, буквально через пару лет появились микропроцессоры сравнимой мощности…Владимир Михайлович Карцев вспоминал о своем отце так:Непрофессионализма отец не любил в любой области. Помню слова негодования, когда он собирал приемник из детского набора, в котором ни одна деталь не помещалась на отведенное ей место. …Интеллект отца остался в его разработках и книгах, работах его последователей, интеллигентность – только в памяти тех, кто знал его. Последнее качество делало отца более уязвимым в тех случаях, когда надо было договориться с властями предержащими или потребовать что-то. Без интеллигентности, как и без чувства юмора, не было бы того человека, которого мы все помним.Очевидно, что такие люди были максимально не приспособлены для работы в системе СССР. Итак, в завершение цикла нам осталось лишь рассмотреть единственную научную школу, которая поставила серийные ЭВМ для всех видов ПВО и ПРО – от С-300 до А-135, великий и ужасный ИТМиВТ и его машины, после чего мы соберем все части пазла и будем готовы ответить на финальный вопрос о развитии и судьбе отечественной противоракетной обороны.]]> https://topwar.ru/188128-rozhdenie-sovetskoj-pro-na-puti-k-kiberkommunizmu.html https://topwar.ru/188128-rozhdenie-sovetskoj-pro-na-puti-k-kiberkommunizmu.html 188128 Sat, 23 Oct 2021 04:11:09 +0300 native-yes Нам предстоит ответить на три вопроса. Были ли так называемые гонения на кибернетику? Повлияли ли они на развитие вычислительной техники в СССР самым фатальным образом, и не с ними ли связано нарастающее отставание Союза в вычислительной технике, обернувшееся решением клонировать машины DEC и IBM? И наконец, если гонений не было, то что же случилось в 1950–1970-е годы с Китовым, Бруком, Рамеевым, Глушковым, Ершовым и многими другими специалистами, вынужденными покинуть институты, лишиться должностей, прекратить перспективные разработки? Как выглядели гонения на наукуО том, как выглядели гонения на науку в СССР, когда они имели место, узнать несложно. Период примерно с 1930 до смерти Сталина – время жесточайшего идеологического террора, так что примеров у нас предостаточно. Широко известно, как в середине 1930-х годов с подачи безумного «академика» Т. Д. Лысенко была уничтожена почти вся советская школа генетики, ученые-генетики изображались как «носители буржуазной идеологии и враги народа». В 1940 году был арестован Н. И. Вавилов (умер в тюрьме), из Всесоюзного института растениеводства были уволены 36 человек, многие попали в лагеря, некоторые были расстреляны (С. Г. Левит, И. И. Агол и другие). В 1937 году был разгромлен Украинский физико-технический институт, 5 ученых казнены (среди них физик-экспериментатор нобелевского уровня Л. Шубников, чудом избежал смерти знаменитый Лев Ландау, нобелевский лауреат), 6 – отправлены в лагеря, УФТИ перестал существовать как центр теоретической и экспериментальной физики европейского масштаба. Далее последовали уже упомянутые гонения на «эйнштейнианство» и квантовую механику, прекращенные только с подачи Берии. В 1937 году разгромлена Пулковская обсерватория, арестованы члены многих других научных организаций – астрономы, геологи, геофизики, геодезисты, математики научных и учебных заведений Ленинграда, Москвы и других городов. Из них казнены 14 человек, еще 11 умерли в лагерях, 17 отсидели от 5 до 12 лет, судьба еще нескольких неизвестна. В лингвистике тридцать лет доминировала лженаучная теория Н. Я. Марра, который утверждал, что язык является инструментом классового господства и его структура определяется экономикой общества. В 1951 году была начата кампания идеологического вмешательства в органическую химию. С 1950-х по 1980-е годы публикации о мировых лингвистах Н. Хомском, Р. О. Якобсоне и прочих допускались только в негативном ключе, что привело к отставанию, в том числе в когнитивных науках.Атмосферу эпохи помогает прочувствовать, например, судьба известного физика 1930-х годов д. ф.-м. н. М. П. Бронштейна. Он занимался проблемой квантовой гравитации вместе с Гамовым, Ландау, Дираком и Таммом, кроме того, Бронштейн совершил еще более тяжкий грех, разрабатывая теорию расширяющейся Вселенной (она в СССР считалась чудовищной буржуазной ересью идеализма). Впрочем, казнили его не за это, а за то, что он поддержал в те годы активно обсуждаемую гипотезу несохранения энергии в квантовых масштабах, выдвинутую Нильсом Бором. Партийные чиновники исследовали вопрос и пришли к выводу, что она ложна, с точки зрения учения Маркса, следовательно – все, кто высказывается в ее поддержку – враги народа и должны быть вычеркнуты из советской науки. Тогда Бронштейн опубликовал ехидную статью, доказывающую, что с помощью диамата можно вывести вообще все, что угодно, остроумно «вскрыв буржуазную сущность» самого закона сохранения, указав на потенциальные возможности вечного двигателя для коммунистического будущего. Таких насмешек над святым социализм не простил, в 1937 Бронштейн и (на всякий случай) его коллеги Шубин и Витт были арестованы. На первом допросе он отверг обвинения в том, что еще с 1930 года состоит в организации, целью которой былосвержение Советской власти и установление такого политического строя, при котором интеллигенция участвовала бы в управлении государством наравне с другими слоями населения, по примеру стран Запада.Впрочем, недели в изоляторе НКВД в Ленинграде ему хватило, чтобы подписать все, что от него потребовали, и отправиться на расстрел. Шубину и Витту дали 5 и 8 лет, но в том же году они были убиты, уже находясь в ГУЛАГе, при невыясненных обстоятельствах.Математиков самые настоящие гонения и репрессии тоже не миновали. Практически все ученые, в заслугу которым можно поставить развитие отечественной компьютерной науки вышли из так называемой Московской математической школы академика Н. Н. Лузина, иногда в шутку называемой «лузитанией». Талантливые молодые математики стали группироваться вокруг харизматичной личности Лузина еще с конца 1910-х и, несмотря на бесславный конец «лузитании» в 1936 году, к этому времени она дала миру Колмогорова, Новикова и Тихонова, со школой работали Ляпунов и Соболев, в общем, практически все люди, кто так или иначе занимался компьютерными науками в СССР. Судьба самого Лузина печальна. Он поругался с учениками (кто в чем виноват, сейчас уже понять сложно, некоторые, например, Новиков, говорят о чисто личном конфликте, связанном с отношениями Александрова и Колмогорова, лежащими далеко за пределами дружеских, другие о том, что руками наивных учеников, мастерски восстановленных против учителя, партийный функционеры хотели убрать Лузина и расчистить себе места в АН, в общем, теорий много и правду мы уже не узнаем) и в результате попал под раздачу – была организована специальная Комиссия АН СССР, решающая разобраться с «лузинщиной» в математике. К счастью, заступничество всемирно известного физика Капицы спасло его от вердикта «вредитель», означающего смертный приговор (кроме того, вмешался Г. М. Кржижановский, личный друг Ленина, последний из старой гвардии большевиков, которого не решился убить даже Сталин), но авторитет он потерял, несколько лет был фактически безработным, затем вынужден был уйти из МГУ в Институт автоматики и телемеханики. Позорное постановление Академии наук о том, что «поступки Лузина являются недостойными советского ученого», было формально отменено только в 2012 году. Куда меньше повезло экономисту и статистику Н. Д. Кондратьеву – его научная школа была полностью уничтожена, а сам он казнен в 1938 году. Вообще, все тридцатые годы прошли под знаком тотального искоренения любых научных статистических методов настолько, что, в отличие от теории вероятностей, в которой советские математики сделали многое, математическая статистика была практически полностью выкорчевана из науки.Несмотря на это, в СССР всегда была традиционно сильнейшая школа вычислительной математики, теории оптимизации и теории автоматического управления. Одним из первых достижений этих дисциплин стало решение знаменитым математиком Л. В. Канторовичем прикладной проблемы по заказу Центральной лаборатории Ленинградского фанерного треста. Сотрудники ЦЛЛФ обратились к нему с просьбой найти метод оптимальной распиловки фанерных листов с минимизацией отходов. Канторович не только выполнил заказ, но и разработал принципиально новый метод решения экстремальных задач – линейное программирование. Важность этого метода была столь высока, что за работу 1939 года «Математические методы в организации и планировании производства» он был удостоен Нобелевской премии по экономике, правда, только в 1975 году. Забавно то, что в народное хозяйство алгоритмы Канторовича так и не были внедрены. Канторович решил задачу в общем виде, найдя теоретический максимум выхода деталей произвольной формы, то есть превзойти этот метод было уже невозможно. Партия же требовала ежегодного прироста планов выпуска и оптимизации до бесконечности, а то, что это идет вразрез с какими-то фундаментальными теоремами, настоящих коммунистов не смущало. Начальники производства смекнули, что распиловка сразу «по Канторовичу» приведет к тому, что задирать план выше будет уже некуда, и положили эти алгоритмы на полку. Вот как он сам вспоминал эту историю:…На вагоностроительном заводе имени Егорова в Ленинграде с помощью линейного программирования сделали раскрой металла. Это была пионерная работа и в мире, и у нас в стране. Делалось все в эпоху арифмометров, а не ЭВМ, вообще, вероятно, это было первое в мировой практике реальное применение методов линейного программирования.После того как были применены оптимальные методы и несколько сократился расход металла, оказалось, что резко уменьшилась возможность сдачи металлолома. В итоге был сорван план сдачи отходов металла, а раз один из показателей плана не выполнен, то предприятие не может быть премировано в полном размере. Второй казус этой ситуации: отраслевое начальство, получив рапорт о том, что завод на 4 процента увеличил использование металла при раскрое, предложило им не терять темпа и в следующем году опять подняло план использования металла на те же 4 процента. Выходило, что металл должен использоваться на 101 процент, и пришлось даже писать бумагу от академии, что больше 100 процентов не бывает.Работы Канторовича становятся всемирно известными и входят в число классических, за что и были отмечены Нобелевской премией, но в Союзе их не жаловали, сравнивая его выводы с теориями Парето, которого называли в печати не иначе как «фашист». Вот как описывает ситуацию с неприятием линейного программирования директор Центрального экономико-математического Института РАН, доктор физико-математических наук Валерий Макаров:Он использовал термин «разрешающий множитель», потом называл их «объективно-обусловленными оценками», т.е. не «цены», а «оценки». Но оценки объективные, т.е. они вытекают из решения. А потом постепенно от этих объективно-обусловленных оценок дошло до обычного стандартного термина «цены». Множитель, оценки, цены, – оказалось, это один и тот же объект. И вот основное его фундаментальное открытие состояло в том, что цены, которые характеризуют оптимальный план при очень широких условиях, оказываются ценами рыночного равновесия … Попытки Канторовича перевести стрелки социалистической экономики на научные рельсы провалились: «При чем тут наука? Какие «оценки»? Нужен план и всеобщий энтузиазм. И победа будет за нами».Термин «программирование» в работах Канторовича нужно понимать в смысле «планирования» (один из переводов англ. programming). Он был предложен в середине 1940-х годов Джорджем Данцигом (George Bernard Dantzig), одним из исследователей алгоритмов линейного программирования, еще до того, как компьютеры получили широкое распространение и этот термин приобрел иное значение. В целом, кроме этого, отечественные ученые сделали достаточно много для решения прикладных задач, разрабатывая методы оптимизации, решения дифференциальных уравнений и т. п.Гонения на кибернетикуИтак, что же случилось с гонениями на кибернетику? Отечественный подход к гонениям изложен в трех основных источниках, причем все они противоречат друг другу (и этой статье отчасти тоже). Главный представитель первого – довольно интересная личность, Д. А. Поспелов, доктор технических наук, а также академик скандально известной неофициальной РАЕН (не путать с РАН!), прославившейся фильтрами Петрика, вечными двигателями, извлечением энергии из вакуума и награждением за «ноосферные технологии» знаменитого городского сумасшедшего и основателя религии в честь себя Николая Левашова. Кроме этого, он являлся членом не менее мутной Международной академии информатизации, прославившейся диссертациями на тему уфологии, астрологии и телекинеза. Поспелов, относящий себя к кибернетикам старой школы, является первоисточником в вопросе «гонений» и, начиная с эпохи гласности, много лет упрекал СССР за грехи 1950-х, утверждая, что именно из-за этих гонений Союз провалил программу создания вычислительной техники. Феноменальной красоты модернистское здание ГНЦ РФ ЦНИИ РТК – одно из немногих воспоминаний о романтической эпохе советской кибернетики. Фото автора. Вторая критика обрушивается со стороны обозревателя журнала «Родина» кандидата экономических наук В. С. Бондарева, и она прямо противоположна предыдущему оратору. Бондарев доказывает, что кибернетика была настоящей лженаукой, по типу астрологии или алхимии, толку от нее не было и быть не могло, и провалилась советская программа информатизации как раз благодаря тому, что кибернетику во времена Хрущева бросились всесторонне поддерживать и развивать. И развивали даже в 1970-е, когда кибернетический бум на Западе был давно пройден, и люди наконец-то прозрели и занялись чем-то полезным. Наконец, третий известный автор – неомарксисист и публицист В. Д. Пихорович (автор эсэсэровской серии «К 150-летию В. И. Ленина») оппонирует им обоим сразу. В отличие от Поспелова, он считает, что никаких гонений не было и быть не могло. А в отличие от Бондарева – что советский киберпроект был гениален, и вся проблема была в том, что подвели советские философы, недостаточно изучившие труды Ленина и Маркса, и потому не увидевшие сразу же, что будущее за киберкоммунизмом. В итоге максимально адекватным источником по теме служит книга From Newspeak to Cyberspeak: A History of Soviet Cybernetics, издательства MIT Press, 2002 года. Давайте посмотрим на факты. У истоков отечественной кибернетики стояли два человека – Китов и Ляпунов. Анатолий Иванович Китов с детства был наделен многими талантами – от напористости и дерзости до острого ума. Как и Карцев, он блестяще учился, но из физмата Среднеазиатского университета отправился на фронт. Командовал зенитной батареей, был дважды тяжело ранен, отбивал Крым и дошел до Берлина, получив орден Красной Звезды. Даже на фронте не оставлял занятий математикой, самостоятельно изучая, подобно многим великим умам той эпохи, баллистику ПВО. После войны продолжил образование в Артиллерийской академии, причем сдав сходу и вступительные экзамены, и всю программу первого курса, переведясь сразу на второй, в дальнейшем материал давался ему так легко, что он обычно просил о сдаче экзамена досрочно, сразу после окончания очередного семестра лекций. Параллельно он успевал учиться на мехмате МГУ, посещая семинары самого Колмогорова, и шокировал присутствующих математиков тем, что человек в военной форме внезапно поддерживал беседу на темы математического моделирования и оптимального управления. Академию он закончил с золотой медалью и в 1952 году защитил диссертацию «Программирование задач внешней баллистики ракет дальнего действия», в процессе работы над которой познакомился с концепцией цифровых вычислительных машин. Эта тема пленяет Китова до конца жизни.В том же году его, к тому моменту полковника, назначают наблюдателем от военных в уже многократно упомянутый ранее СКБ-245, где разрабатывали «Стрелу». Будучи феноменально любопытным, Китов закапывается в секретную библиотеку СКБ и там в спецхране находит книгу Винера «Кибернетика», которая была у нас переведена и засекречена сразу же после ее издания в США, и мирно пылилась на полке несколько лет, никому не нужная. Прочитав ее, Китов просветляется. С ним происходит примерно то же самое, что до того со многими американскими учеными, попавшими под обаяние новой концепции. Компьютерные сети! Человеко-машинные интерфейсы! Новые парадигмы информатики! Интеллектуальные системы и базы данных! Оптимальное управление! – фейерверк идей проносится у него в голове. До смерти Сталина оставался год, а до ХХ съезда – четыре, поэтому контроль над наукой был еще крепок, и в НИИ-5 ГАУ МО СССР проходил регулярный методологический семинар по философским основам физики и естествознания, на котором ученые обсуждали, какие методы познания природы являются подлинно ленинскими. Китов, не вынося книгу из спецхрана, там же пишет статью «Основные черты кибернетики» и презентует ее на заседании семинара в 1954 году.К тому моменту эхо новой дисциплины давно докатилось и до СССР и, начиная с 1950 года, не дожидаясь команды сверху, наиболее угодливые публицисты наносят кибернетике превентивный удар (при этом оригинальный труд Винера, что забавно, из них никто в руках не держал – не было допуска). В начале мая 1950 года в «Литературной газете» появилась статья Б. Н. Агапова «Марк III, калькулятор», содержавшая резкую критику идеи использования ЭВМ для обработки экономической информации, а также нелицеприятную оценку личности Винера. Через два года выходит еще четыре статьи: М. Ярошевского «Кибернетика – наука мракобесов» в «Литературной газете», К. А. Гладкова «Кибернетика или тоска по механическим солдатам» (и это при пацифизме Винера, яростном до карикатурности, и его атаках на военное использование науки!) в журнале «Техника – молодежи», Б. Э. Быховского «Кибернетика – американская лженаука» в журнале «Природа» и Ю. Клеманова «Кибернетика» мозга» в журнале «Медицинский работник». В этом же году Китов устраивает серьезные обсуждения новой дисциплины и ее перспектив с Соболевым и Ляпуновым, естественно, все это происходит параллельно и независимо, Ляпунов не читает «Литературную газету», а журналисты не ходят по военно-научным семинарам. Что интересно, партия вообще не заинтересовалась попыткой писателей бежать впереди паровоза – в 1953 умирает Сталин, и гонения на науки быстро сворачивают (в течении 2–3 лет идеологический пресс был снят практически со всех дисциплин, реабилитировали генетику, официально разрешили теорию относительности и т. п.). В итоге наблюдается абсурдная ситуация: по инерции выходит еще одна статья Быховского «Наука современных рабовладельцев» в журнале «Наука и жизнь» и 5-й номер журнала «Вопросы философии» со статьей «Кому служит кибернетика», подписанной псевдонимом «Материалист». И в то же время А. И. Китов и А. А. Ляпунов свободно выступают c лекциями о кибернетике в Центральном лектории Политехнического музея, в МГУ, в ЦК КПСС (!), во Всесоюзном Доме науки и техники, в ведущих НИИ Москвы, а Китов еще и Ленинграда. На следующий год философы также по инерции продолжают разгон головой в стену – выходит 4-е издание «Краткого философского словаря» со знаменитой статьей «Кибернетика – реакционная буржуазная лженаука…», одновременно ее уже вполне официально обсуждают в НИИ-5 ГАУ МО СССР.До некоторых писателей начинает доходить, что они изо всех сил ломятся куда-то не туда, и Эрнст Кольман публично разносит статью «Материалиста» на лекции в Академии общественных наук при ЦК КПСС. Кольман вообще чрезвычайно быстро сориентировался в ситуации – в тридцатые он был фанатиком и крестоносцем Сталина, главным «красным профессором» и своеобразным «царем науки» от СССР. Только вот распределял он не гранты, как Ванневар Буш, и не среди наиболее достойных. Кольман решал, кому жить, а кому умереть, сравнивая научные теории с единственно верным учением сталинизма. Он ответственен за уничтожение «лузитании», по его доносу казнили Кондратьева и уничтожили советскую статистическую школу. Типичная статья Кольмана начиналась обычно так:В подготовке взрывов и поджогов наших заводов, в шпионаже, в организации кризисов в области энергетики, топлива, металла, текстиля и транспорта, в подготовке интервенции – во всем этом вредители из «Промпартии» сознались. В качестве инженеров-конструкторов, инженеров-экономистов, они были законченными вредителями, агентами французского империализма и бывших «отечественных» заводчиков и помещиков... Несмотря на все увертки Рамзина, допрос уличил его в том, что его теоретические высказывания в споре о высоких и низких давлениях, установка руководимого им Теплотехнического института в вопросе о сжигании подмосковного угля в пылевидном состоянии были вредительскими, сознательно направленными на задержку развития науки и производства.После смерти вождя Кольман раньше всех улавливает ветер перемен, становится яростным защитником всех несправедливо пострадавших от гнета тирана и изо всех сил начинает бороться со сталинским наследием, в том числе с гонениями на науку (правда, он слегка переборщил, превратившись в либерала, куда большего, чем дозволила партия, и был лишен всех постов и привилегий, после чего сбежал на Запад и принялся разоблачать ужасы сталинизма). Наконец, в 1955 две временные линии сходятся в одну – 4-й том «Краткого философского словаря» изъят и подвергнут цензуре, взамен выходит новая версия – с вычеркнутой статьей про «реакционную и буржуазную». В журнале «Вопросы философии» открыто напечатана до того засекреченная та самая статья Китова «Основные черты кибернетики». На Мехмате МГУ проходит выступление, посвященное кибернетике. Докладывают те же Китов и Ляпунов, зал аплодирует, противники кибернетики от выступления отказались. Статья «Техническая кибернетика» печатается в журнале «Радио». Гонения закончились. Буквально через год после издания статьи «Материалиста», она была отовсюду вымарана. Вместо нее появляется официальный разгром уже самого «Материалиста»: Некоторые наши философы допустили серьезную ошибку: не разобравшись в существе вопросов, они стали отрицать значение нового направления в науке в основном из-за того, что вокруг этого направления была поднята за рубежом сенсационная шумиха, из-за того, что некоторые невежественные буржуазные журналисты занялись рекламой и дешевыми спекуляциями вокруг кибернетики…Нужно отметить, что самые разгромные статьи против кибернетики были написаны отнюдь не философами. Исследование, проведенное Василием Пихоровичем в его статье в защиту Глушкова, в этой части кажется вполне адекватным, приведем его здесь:Обычно говоря, что против кибернетики выступали философы, подтверждают это тем, что в «Философском словаре» 1954 года была опубликована статья «Кибернетика», в которой последняя называлась «лженаукой». Но это ведь еще не значит, что писали ее именно философы. Из «достоверных источников, пожелавших остаться неизвестными» мне стало известно, что статья эта была написана Е. А. Шкабарой, заместительницей С. А. Лебедева. По словам этого же «источника», она предложила подписать ее своему шефу и дала ей ход… Далее он приводит известную цитату Глушкова: «Что касается истории развития кибернетики, то стоит все договаривать: немалый вклад в критику кибернетики сделали сами специалисты в области авиатехники и вычислительной техники. Почему так случилось? Из-за недостаточного уровня философской подготовки и философского мышления! Люди недооценивали то, что сами создали».…Разговор был на круглом столе, отчетом о котором и являлась публикация в журнале. Глушков мельком, как само собой разумеется, высказал привычное обвинение в адрес философов, что они, мол, были неправы в отношении кибернетики. Но один из участников круглого стола, на то время директор Института философии АН УССР, П. В. Копнин вместо того, чтобы согласиться и ритуально покаяться, как это всегда делали в таких случаях советские философы, вдруг заявил, что на самом деле, все было не совсем так, что вовсе не философы были инициаторами выступлений против кибернетики. И вот в ответ на это возражение и позвучала процитированная мысль В. М. Глушкова.Нельзя сказать, что Глушков был неправ. В предыдущей статье мы уже пытались показать, что сама кибернетика, как чистая научная дисциплина – определенно была переоценена (да и, в конце концов, любую науку можно выставить на посмешище, если на нее начнут ссылаться сайентологи), но ее значение было именно философским в хорошем смысле слова. Кружок Соболева – Ляпунова – Китова Кибернетика помогла найти и объединить ученых, которые не стали бы без нее работать вместе – от лингвистов до генетиков и математиков, и вдохновила их посмотреть на мир куда шире, чем через амбразуру своей специальности. При этом с полетом воображения у некоторых именитых советских технарей было действительно не очень, тот же Лебедев, по сути, всю жизнь реализовывал версию одной и той же машины, всячески отвергая микросхемы вместо транзисторов, многопроцессорность и прочее (многое из этого в итоге в самые перспективные разработки ИТМиВТ пиратски протащил его ученик Бурцев, об чем мы еще поговорим позже). В итоге совершенно неудивительно, что наряду с писателями в «травлю» кибернетики включилась еще и школа Лебедева – не только по причине не осознания ими ее истинной пользы, но и потому, что в памяти были свежи тридцатые годы. Не стоит забывать, что в 1946–1948 годы пошла вторая волна погромов «эйнштейнианства», так что куда безопаснее было заранее примкнуть к потенциальным победителям. В общем, вопрос с «травлей» на этом можно, как нам кажется, окончательно закрыть. Виктор Глушков за пультом ЭВМ «Днепр». Фото: strelkamag.comВ 1958 году, наконец, официально издают Винера, огромным тиражом, книга помещена в общий читальный зал Ленинской библиотеки, но главным событием года стал выход первого выпуска детища Ляпунова – «Проблем кибернетики». Отлично изданный, в красной суперобложке том стал началом серии из 41 сборника, во многом определивших пути развития отечественных компьютерных наук. По сути, кружок Китова и Ляпунова и его печатный орган действительно были аналогами Винеровского кружка в США, жаль, что сравнимого влияния на развитие техники он у нас не оказал. Кружок и его семинары существовали двадцать лет до смерти великого Ляпунова в 1973 году. Всего было проведено 141 заседание, в работе принимали активное участие математики, физиологи, лингвисты и экономисты. В итоге к 1960 году у нас вполне сложился круг тесно контактирующих друг с другом ученых, находящихся на переднем крае мировых проблем, связанных с теориями оптимизации, автоматического управления и численными методами. Вдумчивый читатель может заметить здесь некоторое противоречие с предыдущими статьями, в которых утверждалось, что западный опыт в этих дисциплинах в СССР не был замечен, осознан и продвинут. На самом деле, ничего противоречивого в этом нет. Кружок Соболева – Ляпунова – Китова (куда входили и многие другие ученые, причем с удовольствием поддерживались и междисциплинарные исследования, членом своеобразного общества были генетик Н. В. Тимофеев-Ресовский, лингвист В. В. Иванов и многие другие не математики) действительно был чрезвычайно похож на максимально прогрессивные американские научные общества. Разница была не в качестве человеческого материала, все это были первоклассные специалисты с мировым именем. Была она и не в том, что пионеры советской кибернетики (используем пока этот термин для совокупной характеристики математиков, лингвистов, биологов, программистов и инженеров, по духу своего собрания напоминающих лучшие западные интеллектуальные сообщества того периода) не понимали передовых американских теорий. Дело в том, что, как мы уже помним из предыдущей статьи, на Западе такие сообщества, возникшие вокруг идей Винера, пользовались чрезвычайной и неограниченной поддержкой со стороны государства. Фактически, как и завещал Ванневар Буш – им просто выдавали чудовищные деньги и карт-бланш делать с ними, что угодно, и действительно – они возвращались с чем-то не просто полезным, а переворачивающим целые области. Машинный перевод, распознавание речи, человеко-машинные интерфейсы, прогресс в понимании фундаментальных закономерностей мышления, структуры естественных и формальных языков, теория компьютерных сетей и пакетной передачи данных – все это выросло из похожих кибернетических посиделок разнообразных специалистов, которых свела и объединила книга Винера.В СССР же никто и не подумал обратить на это особое внимание и тем более как-то неограниченно поддерживать дух свободных научных дискуссий на любые темы – сама мысль об этом глубоко идеологизированной и партийной советской науке была чужда. В итоге у нас кружок кибернетиков пополнялся по меркам официальной позиции Союза людьми глубоко маргинальными – теми же генетиками, лингвистами, исследователями искусственного интеллекта или же математиками, от которых требовали исключительно прикладной промышленной деятельности, все идеи приходилось буквально продавливать через железобетонный частокол партийной бюрократии. Ценности свободной науки, делаемой разнородными фундаментальными специалистами, пребывающими вне каких-либо идеологических догм, СССР, по понятным причинам, так и не смог увидеть.Отметим еще, что в 1955 году Китов выпускает фундаментальный труд «Электронные вычислительные машины», опубликованный в издательстве «Знание» и рассчитанный на массового читателя, а в соавторстве с Криницким в академическом издательстве «Наука» он издает «Элементы программирования». На следующий год выходит в свет 600-страничная энциклопедия «Электронные вычислительные машины и программирование», которую Китов также написал в соавторстве с Криницким. По этой монографии обучались тысячи специалистов, в том числе легендарный Глушков. Значение этих книг огромно, они входят в золотой фонд классической компьютерной литературы и были переведены на английский, профессор Мичиганского университета Джон Карр (John W. Carr) упомянул работы Китова в своей книге Lectures on Programming в 1958 году так:Probably the most comprehensive description of the computer programming problems, illustrated with detailed analyzed examples of both manual and automatic programming, is available at present in the book by A. Kitov. Some parts of it have been translated into English so they are available at the American Computer Association.Первый специализированный вычислительный центрПараллельно с пропагандой кибернетики Китов занимался организационной работой и разработкой ЭВМ. В 1954 году он продавливает создание первого специализированного вычислительного центра – ВЦ-1 МО СССР (сейчас ЦНИИ-27 МО РФ). Вспоминает Г. А. Миронов:…высшее руководство МО, возможно, не доверяло Китову, из-за его слишком молодого для генеральской должности возраста, и периодически назначало над ним начальников много старше: первый оказался не готов профессионально, а второй имел богатый организационный опыт, но был далек от электроники и программирования. Китову оставлялась должность первого заместителя ВЦ-1 с одновременным выполнением обязанностей заместителя командира по научной работе. У него совершенно не складывались отношения с некоторыми замами командира части по политической работе и с секретарями партийной организации. Анатолий Иванович не мог (а может быть, и не хотел) скрывать своего раздражения, когда военные и партийные функционеры непрофессионально вмешивались в научную деятельность, и это впоследствии ему припомнили.Основной задачей центра изначально было обслуживание расчетов запусков баллистических ракет, для этого там были организованы три отдела. В первом эксплуатировалась уже известная нам «Стрела» (установлена в 1956 году, несмотря на всю ее убогость, на ней несколько лет делали расчеты запусков всех советских ИС), во втором был установлен прибор под названием «Интеграл» (во многих источниках он ошибочно называется ЭВМ, но на самом деле это был типичный интегратор, за исключением этого факта подробностей о данной машине не обнаружено), а третьим был отдел программирования. Китов был недоволен «Стрелой» и абсолютно независимо от всех прочих исследовательских групп инициировал разработку уникальной машины М-100.М-100 является одним из самых загадочных советских компьютеров, его фотографий не сохранилось, описание тоже чрезвычайно скудное, максимум информации можно почерпнуть из фундаментальной книги «Анатолий Иванович Китов», выпущенной ничтожным тиражом в 500 экземпляров издательством «МАКС Пресс» в 2020 году. Там говорится, что в 1958–1959 годах под руководством Китова в ВЦ-1 были построены две специализированные ламповые ЭВМ – М-100 и «Удар», предназначенные для обработки данных радиолокации (судя по всему, это примерный аналог машин SAGE) и подготовки запуска ракет. В разработке не обошлось без чисто советских анекдотов, приведем цитату из книги.Как известно, руководители СССР считали, что победы советских спортсменов на международной арене являются доказательством преимущества социалистической системы перед капиталистической. При этом утверждалось, что все наши спортсмены являются любителями, занимающимися спортом после работы, в связи с чем существовала негласная разнарядка на формальный приём на предприятия спортсменов. Вот как вспоминает об этом один из разработчиков М-100, впоследствии известный учёный, доктор технических наук, профессор Г. А. Миронов:Разработку собственно процессора (арифметика и управление) вела лаборатория Валерия Никитина. У него работал лучший специалист нашей воинской части по арифметическим устройствам Глеб Смирнов (со «Стрелы»), выпускницы вузов Марина Чаевская и Антонина Яшина (потом Володина). Марина была толковым инженером, а Яшина была выдающейся волейболисткой. Играла в команде ЦСКА и в сборной СССР, была чемпионкой Союза и даже мира. В лаборатории она появлялась не часто, так как постоянно была на соревнованиях, тренировочных сборах и т. д. Надо отдать ей должное – она всё-таки пыталась что-то делать, хотя и её, и свои обязанности в основном выполнял Глеб Смирнов (тоже волейболист, но несколько меньшего масштаба). В лабораторию хотели назначить ещё какую-то выдающуюся спортсменку из ЦСКА, но Никитин решительно воспротивился и был понят А. И. Китовым.Несмотря на такие забавные коллизии, М-100 была разработана за рекордно короткое время для машины такой феноменальной сложности – чуть больше года. Она использовала ферритовую память (как мы помним – невероятно круто по тем временам для СССР), причем в таком же качестве, как и машины Юдицкого и Карцева – ПЗУ, в которое прошивались алгоритмы.Для предварительной отладки этих алгоритмов использовалась «Стрела» – первый случай в СССР, когда программы для одной платформы отлаживались на другой. М-100 имела трехадресную систему команд, работала с 16-разрядными числами с фиксированной запятой. Архитектура памяти была гарвардской – отдельная память для команд и данных, машина имела микропрограммное управление и конвейеризованный процессор, что по тем временам было поразительно. Для машины был написан огромный пакет радиолокационного ПО. М-100 навсегда осталась мощнейшей машиной первого поколения в мире, с производительностью 100 KIPS, при том, что чудовищный IBM AN/FSQ-7 SAGE (он же Whirlwind II) имел производительность 75 KIPS, хотя его преимуществом была универсальность, машина Китова все-таки была специализированной. М-100 была изготовлена в единственном экземпляре и отправлена на полигон в Киевское высшее радиотехническое училище (КВИРТУ). На её базе была спроектирована и запущена в серийное производство транзисторная ЭВМ «Удар», о которой, к сожалению, известно еще меньше. Абсолютным мировым чемпионом 1959 года М-100, увы, не стала, ее легко превзошел транзисторный IBM 7090 (выдававший порядка 300 KIPS), но среди ламповых ЭВМ это был феноменальный компьютер. В этой серии статей, к прискорбию, мы все время имеем дело с великими людьми, которые были ужасающим и несправедливым образом недооценены на Родине. Китов пополняет список вслед за Карцевым и Юдицким – его кругозор и познания не уступали его любознательности, область научных интересов была огромной и, к сожалению, большая часть его наследия оказалась отвергнутой. Помимо разработки ЭВМ, он занимался математической лингвистикой, машинным переводом, созданием онтологий и баз данных, машинной обработкой естественного языка, теорией программирования и создания операционных систем – в общем, был истинным кибернетиком в лучшем смысле этого слова. Ему удалось увлечь своими идеями (кроме Ляпунова и Соболева) огромное количество людей, в том числе Рамеева (уже известного нам создателя серии «Урал»), Карцева и Брука. И вот в 1960 году все закончилось.Уже готовую машину Карцева – ту самую М-5, отменяют, Брука через несколько лет выдавливают из ИНЭУМ, Китова исключают из партии и увольняют из созданного им же ВЦ-1 МО СССР с лишением права занимать в дальнейшем любые командные должности. Что же произошло? Китов, Рамеев и Брук покусились на святая святых партии – рычаги управления экономикой. Осенью 1959 года А. И. Китову пришла в голову идея о создания единой автоматизированной системы управления для вооруженных сил и для народного хозяйства на базе общей сети ВЦ, создаваемых и обслуживаемых МО СССР. Понимая, что через своих начальников ему не пробиться, Китов делает ход конем и пишет письмо главному утописту 1950-х – самому Хрущеву. К письму прилагается брошюра с еще более радикальной идеей – создать Единую государственную сеть вычислительных центров (ЕГСВЦ) – общегосударственную автоматизированную систему управления национальной экономикой. Идея абсолютно кибернетическая и идеально вписывающаяся в концепцию плановой экономики.Страна готовилась к ХХI съезду партии, который даст старт первой (и последней) семилетке и выдвинет знаменитый лозунг «догнать и перегнать», поэтому в мае ЦК КПСС и Совет министров СССР приняли постановление об ускоренном создании новых ЭВМ и широком их использовании в народном хозяйстве. В июне вопросы развития вычислительной техники были подняты на пленуме ЦК. Однако идея создания ЕГСВЦ была просто проигнорирована. Профессор И. Б. Погожев вспоминает, что характерной чертой Китова было полное отсутствие чинопочитания и чинобоязни при обращении к высокому начальству. Он говорил начальству правду, в которой сам был убежден, столь же определенно и откровенно, как и всем своим друзьям.Так что он и не подумал замолчать. Китов пишет второе письмо Хрущеву. И к этому письму прилагает уже не брошюру, а 200-страничный проект «Пути автоматизации управления в вооруженных силах и в народном хозяйстве» (известный позже как «Красная книга»), проект содержит детализированный план создания ЕГСВЦ двойного назначения – гражданского и военного, что, по мысли Китова, существенно сократит затраты. Естественно, это встретило, мягко говоря, возражения. Представление об уровне полемики дает свидетельство самого Китова о разговоре с тогда еще не генеральным, а просто секретарем ЦК КПСС Л. И. Брежневым (по воспоминаниям профессора П. А. Музычкина):Брежнев: Вот вы предлагаете то-то и то-то. Но у нас несколько другой подход. Если возникают проблемы, мы собираем передовых рабочих, колхозников. Обсуждаем с ними все, советуемся и принимаем решения.Китов: Леонид Ильич, а если вы заболеете, вы тоже позовете рабочих и колхозников советоваться или все же обратитесь к специалистам, которые знают, как лечить?Но куда больше проект Китова, начинавшийся с жесткой критики Минобороны за медлительность при внедрении ЭВМ, задел военную элиту. В 1960 году Анатолий Иванович был исключен из КПСС и уволен, был вынужден перейти… в Минрадиопром, об отношениях которого к инновации мы уже наслышаны. Стоит сказать пару слов о его дальнейшей судьбе. Китов был настоящим титаном и не только интеллекта, но еще и стойкости и оптимизма. Поразительно, но из всех героев наших статей лишь он (ну еще Кисунько) не слег преждевременно с инфарктом, после того как его лишили любимой работы, исключили из партии и ясно дали понять про ненужность его проекта. Поразителен и тот факт, что этот великий человек ушел из жизни совсем недавно, в 2005 году, до конца продолжая заниматься и интересоваться своей любимой вычислительной техникой.ОГАСАнатолий Иванович не оставлял мысли создать единую автоматизированную систему управления в стране. В 1961 году вышел знаменитый сборник «Кибернетику – на службу коммунизму» под редакцией А. И. Берга, где одной из ключевых стала статья А. И. Китова «Кибернетика и управление народным хозяйством». В американском журнале Operations Research в 1963 году появилась развернутая положительная рецензия на эту работу. Остаток жизни он посвятил разработке разнообразных АСУ для Минрадиопрома и Министерства здравоохранения. С его помощью в одной из московских больниц появилась первая PDP-11/70, одна из самых производительных мини-ЭВМ середины семидесятых. Для работы на ней была выбрана система программирования MUMPS (Massachusetts General Hospital Multiprogramming System), позже стандартизованная в ISO (ISO11756:1991), а тогда ставшая популярной в нашей стране в виде системы ДИАМС на миникомпьютерах СМ-4. Китов разработал язык АЛГЭМ, занимался ассоциативным программированием и завершил карьеру в должности заведующего кафедрой вычислительной техники и программирования Российской экономической академии им. Г. В. Плеханова, проработав там с 1980 по 1997 год. Друг и коллега Китова Г. А. Мещеряков вспоминал о нем: Не могу не согласиться с профессором И. Б. Погожевым, вспоминающем о Китове так: «Я заметил одну черту Анатолия Ивановича, которая мне кажется особенно важной. Создавая новые научные направления в кибернетике, он самоотверженно преодолевал ожесточённое сопротивление различного начальства, а потом, когда это направление уже было создано, то возглавлять его доводилось другим, даже часто тем, кто этому препятствовал. А. И. Китов относился к этому спокойно, и я никогда не видел у него признаков раздражения…» В заключение хочется отметить, что по своему вкладу в науку, по своим пионерским идеям, решениям, конкретным разработкам, опубликованным научным трудам и т. д. Анатолий Иванович Китов, по моему мнению, безусловно, заслуживал намного больше того в плане званий, наград и других регалий, чем он имел.«Недалёк тот день, когда исчезнут обычные книги, газеты и журналы. Каждый человек будет носить с собой электронный блокнот – комбинацию плоского дисплея с миниатюрным радиоприёмопередатчиком. Набирая на клавиатуре этого блокнота нужный код, можно, находясь в любом месте на планете, вызвать из гигантских компьютерных баз данных тексты, изображения, которые и заменят не только книги, журналы и газеты, но и телевизоры». Цитата из книги Глушкова «Основы безбумажной информатики», вышедшей через несколько месяцев после его смерти. Фото:strelkamag.comВ 1971 году идею создания общесоветской компьютерной сети для управления экономикой подхватил друг и коллега Китова, уже упоминавшийся в этих статьях не раз Виктор Михайлович Глушков. Это тоже фигура совершенно титаническая, Глушков был ученым мирового масштаба, всю свою жизнь занимавшимся компьютерными науками во всех мыслимых их аспектах – от разработки новых типов высокопроизводительных компьютеров до создания новых разделов математики для описания их работы. Среди его научных интересов было и создание общегосударственной сети управления – ОГАС. Отличный математик, конструктор великолепной ЭВМ МИР-1, Глушков был также сторонником полной автоматизации. Работы по созданию АСУ на базе отечественных универсальных цифровых вычислительных машин были начаты по его инициативе в 1963–1964 годах. Первой в СССР системой для предприятия с крупносерийным характером производства стала АСУ «Львов», внедренная на Львовском телевизионном заводе «Электрон». В конце 1960-х – начале 1970-х под руководством академика была создана типовая система «Кунцево», внедренная на Кунцевском радиозаводе. Благодаря его инициативе принимаются решения о том, чтобы 600 систем, разрабатывавшихся для машиностроительных и приборостроительных предприятий девяти оборонных министерств СССР, были построены на основе «Кунцево».Однако колоссальная проблема была в унификации. Советские чиновники с удовольствием принимали проекты АСУ для предприятий любого типа (и осваивали под это дело чудовищные суммы – около 500 НИИ и КБ специализировались на разработках в области автоматизации, в этом сизифовом труде участвовало не менее 200 тысяч человек), но попытки создать универсальную всесоюзную систему зарубали мгновенно. Глушков отмечал: …у нас в стране все организации были плохо подготовлены к восприятию обработки экономической информации. Вина лежала как на экономистах, которые практически ничего не считали, так и на создателях ЭВМ. В результате создалось такое положение, что у нас органы статистики и частично плановые были снабжены счетно-аналитическими машинами образца 1939 года… Американцы до 1965 г. развивали две линии: научных машин (двоичные с вещественной арифметикой, высокоразрядные) и экономических машин (двоично-десятичные, с развитой памятью). Впервые они соединились в линейке IBM. У нас нечему было сливаться, так как существовали только машины для науки, а машинами для экономики никто не занимался. Первое, что я тогда сделал – попытался заинтересовать конструкторов «Урал-1» и серии «Минск» в необходимости разработки новых машин, ориентированных на экономические проблемы. …Связь между окончанием разработки и выпуском установочной партии в случае «Минск-1», 22, 23 и 32 составляли от одного до трех месяцев, сметы были рекордно малы – «Минск-2» 800 т. р., 23 – 1100 т. р., 32 – 2200 т. р. [примерно $2,7 млн ничтожно по меркам США]. «Урал-4» стала первой и единственной в те годы машиной для планово-экономических расчетов. Рамеев пытался и раньше вести разработку ЭВМ для экономических расчетов, но на это разрешения не дали.Брук, зная о результатах Канторовича и Леонтьева (классические динамические модели экономики и межотраслевого баланса), также развернул в своем ИНЭУМ работы по применению ЭВМ к планированию экономики на государственном уровне. Однако ИЭНУМ в начале 1960-х попал на баланс Госплана, и концепция автоматизировать их работу вызвала у тысяч чиновников ужас – после введения массовой автоматизации они лишались рабочих мест, а те, что не лишались, не могли бы более организовывать приписки и перевыполнения плана. Проект машины М-5 был немедленно закрыт, ИНУЭМ полуразгромлен, а Брук лишен всех постов и более к разработке ЭВМ никогда не допускался. Л. В. Иванов (ВРЭ, Серия ЭВТ, 1993, Вып. 2) вспоминал об этом так:ЭВМ М-5 могла бы стать следующим значительным этапом в жизни Михаила Александровича. По свидетельству работавших с ним тогда инженеров и математиков, им были заложены в М-5 блестящие идеи. Однако начатой работе не суждено было завершиться. Карцев был отстранен И. С. Бруком от работ по М-5. Это была большая драма в жизни Карцева. Происходит поворот его интересов в сторону управляющих машин.О том, как убивали его любимое детище, вспоминает сам Глушков:К сожалению, после рассмотрения проекта комиссией от него почти ничего не осталось, вся экономическая часть была изъята, осталась только сама сеть. Изъятые материалы уничтожались, сжигались, так как были секретными. Нам даже не разрешали иметь копию в институте. Поэтому мы, к сожалению, не сможем их восстановить.Против всего проекта в целом начал резко возражать В. Н. Старовский, начальник ЦСУ. Возражения его были демагогическими. Мы настаивали на такой новой системе учета, чтобы из любой точки любые сведения можно было тут же получить. А он ссылался на то, что ЦСУ было организовано по инициативе Ленина, и оно справляется с поставленными им задачами; сумел получить от Косыгина заверения, что той информации, которую ЦСУ дает правительству, достаточно для управления, и поэтому ничего делать не надо. В конце концов, когда дошло дело до утверждения проекта, все его подписали, но при возражении ЦСУ. Так и было написано, что ЦСУ возражает против всего проекта в целом.В июне 1964 года мы вынесли наш проект на рассмотрение правительства. В ноябре 1964 года состоялось заседание Президиума Совета Министров, на котором я докладывал об этом проекте. Естественно, я не умолчал о возражении ЦСУ. Решение было такое: поручить доработку проекта ЦСУ, подключив к этому Министерство радиопромышленности… По статистике ЦСУ, при обработке информации на счетно-аналитических машинах на каждую вводимую цифру или букву приходится 50 сортировочных или арифметических операций. Составители проекта с важным видом написали, что, когда будут использоваться электронные машины, операций будет в десять раз больше. Почему это так, одному Господу Богу известно. Потом взяли количество всех бумажек, умножили на 500 и получили производительность, требуемую от ЭВМ, которую надо, например, установить в Архангельске и в Нукусе (в Каракалпакской АССР). И у них получились смехотворные цифры: скорость вычислений ЭВМ должна составлять около 2 тысяч операций в секунду или около того. И все. Вот в таком виде подали проект в правительство.Снова была создана комиссия по приемке, меня хотели сделать председателем, но я отказался по этическим соображениям. После ознакомления членов комиссии с проектом возмутились представители Госплана, которые заявили, что они не все концепции академика Глушкова разделяют, но в его проекте хотя бы было планирование, а в этом – одна статистика. Комиссия практически единогласно отвергла этот проект, за исключением меня. Я предложил, учитывая жизненную важность этого дела для страны, признать проект неудовлетворительным, но перейти к разработке технического проекта, поручив это Министерству радиопромышленности, Академии наук СССР, Госплану. С этим не согласились, мое предложение записали как особое мнение и поручили Госплану делать заново эскизный проект.Госплан потребовал на это два года, а был уже 1966-й. До 1968 года мусолили, но абсолютно ничего не сделали. И вместо эскизного проекта подготовили распоряжение Совета министров СССР о том, что, поскольку очень мудро ликвидировали совнархозы и восстановили отраслевой метод управления, то теперь не о чем заботиться. Нужно, чтобы все министерства создали отраслевые системы, а из них автоматически получится общегосударственная система. Все облегченно вздохнули – ничего делать не надо, и такое распоряжение было отдано.Далее Глушков попробовал продавить ОГАС прямо через Политбюро ЦК КПСС. Результат был впечатляющий:Смирнов поддержал, и, в общем, все зампреды поддержали наши предложения. Я слышал, что здесь есть возражения у товарища Гарбузова». Гарбузов выступил так, что сказанное им годится для анекдота. Вышел на трибуну и обращается к Мазурову (он тогда был первым заместителем Косыгина). Вот, мол, Кирилл Трофимович, по вашему поручению я ездил в Минск, и мы осматривали птицеводческие фермы. И там на такой-то птицеводческой ферме (назвал ее) птичницы сами разработали вычислительную машину.Тут я громко засмеялся. Он мне погрозил пальцем и сказал: «Вы, Глушков, не смейтесь, здесь о серьезных вещах говорят». Но его Суслов перебил: «Товарищ Гарбузов, вы пока еще тут не председатель, и не ваше дело наводить порядок на заседании Политбюро». А он – как ни в чем ни бывало, такой самоуверенный и самовлюбленный человек, продолжает: «Три программы выполняет: включает музыку, когда курица снесла яйцо, свет выключает и зажигает и все такое прочее. На ферме яйценосность повысилась». Вот, говорит, что нам надо делать: сначала все птицефермы в Советском Союзе автоматизировать, а потом уже думать про всякие глупости вроде общегосударственной системы».Неудивительно, что после 14 лет непрерывной борьбы Глушков не выдержал. С августа до января 1982 года он тяжело страдал от мигреней, кашля, повышенного давления. Сначала ему диагностировали остеохондроз, потом вирусное заболевание мозга неизвестной природы и только 7 января известный немецкий нейрохирург профессор Цюльх, прибывший в Москву по личной просьбе семьи Глушкова, поставил правильный диагноз: «запущенная опухоль продолговатого мозга, распространившаяся вдоль позвоночника». 30 января Глушков умер, незадолго до этого к нему в реанимационную палату пришел помощник министра обороны СССР Устинова и спросил – не может ли министр чем-либо помочь? Глушков до смерти записывал воспоминания на диктофон и в этот момент как раз дошел до истории с ОГАС. Вспомнив о железной стене бюрократов, он ответил: «Пусть пришлет танк!» На этом и закончилась последняя фундаментальная попытка управлять экономикой страны с помощью машин.Мнение же экономистов «старой школы» относительно ОГАС и прочего подытожил Г. Х. Попов, д. э. н. и российский политик, Председатель Московского городского Совета народных депутатов: У меня к Институту экономики были свои счеты. Он – как я считал – не давал должного отпора наступлению Центрального экономико-математического института. А ЦЭМИ сначала вообще чуть ли не солидаризировался с моделью полной «АСУнизации» страны академика В. М. Глушкова (модель предполагала замену всего аппарата управления экономикой сетью автоматизированных центров – АСУ). Потом ЦЭМИ перешел к другой модели – СОФЭ, – где все планирование и управление заменяла сложно взаимодействующая иерархия математических моделей. Я, как сторонник других взглядов на управление, считал СОФЭ и АСУ главными опасностями, чем-то вроде «электронного фашизма». И, естественно, негодовал на Институт экономики, который первым должен был бы со всем этим бороться.В СССР кибернетика точно так же сплотила многих специалистов самых разных областей и дала им творческий импульс. «Кибернетика и музыка» Рудольфа Зарипова, посвященная компьютерной музыке, результаты сочинения музыки ЭВМ, записанные на перфоленте, «ИИ-кантата», сочиненная на машине «Урал-2» по программе Рудольфа Зарипова 1977 года. Портрет Владимира Ленина с обложки журнала «Кибернетика», выполненный на компьютере в технике ASCII-арта 1970 года. Мейнфрейм Института автоматики и телемеханики ICL 4-70, на котором В. Л. Арлазаров разрабатывал первые в Собзе шахматные программы (между прочим, обыграл самого Джона Маккарти и его LISP-программу в 1967!). Юрий Авербах тестирует программу «Ладья и пешка против ладьи» 1979 год, «Ладейный эндшпиль мы сделали на спор. В СССР приехал английский шахматный мастер Дэвид Леви́, он очень увлекался машинными шахматами, и мы с ним поспорили, что сделаем за год программу для ладейного эндшпиля с одной пешкой, и эта программа сможет его обыграть. Мы выиграли – я уже точно не помню, на что спорили, но, кажется, на двенадцать бутылок виски». Никакая статья о советской кибернетике невозможна без этой книги. Первое издание, 1965 год. Оптимистичное и красивое руководство пользователя к Урал-4. Фото arzamas.academyАнализ экономики не входит в задачи этой статьи, так что от комментариев – насколько идеи Китова и Глушкова были утопическими – мы воздержимся. Отметим лишь, что в 1960-е похожие концепции посещали и прочие социалистические экономики, в частности, хорошо известен эксперимент Стаффорда Бира (Anthony Stafford Beer) в Чили, при президенте Альенде, закончившийся, впрочем, ничем. Об этих экспериментах есть хорошая статья на Хабре, так что желающие углубиться в тему могут сделать это самостоятельно. Зато теперь мы знаем, почему Карцев был вынужден уйти в Минрадиопром, и о его работах в области суперкомпьютеров ПРО мы продолжим разговор в следующей статье.]]> https://topwar.ru/187844-rozhdenie-sovetskoj-pro-viner-chelovek-i-mif.html https://topwar.ru/187844-rozhdenie-sovetskoj-pro-viner-chelovek-i-mif.html 187844 Mon, 11 Oct 2021 18:00:24 +0300 native-yes У кибернетики есть общепризнанный отец, о котором, как мы уже говорили, большинство людей не знают ничего, да и то не все. Норберт Винер (Norbert Wiener) – вундеркинд и гений, неудачник и невротик, бесполезный герой, прославленный и забытый. История его жизни полна мифов, и даже в США их начали разгребать относительно недавно, начиная с книги известного математика Фреда Конвея (Frederick Bartlett Conway) «Dark Hero of the Information Age: in search of Norbert Wiener, the father of cybernetics», вышедшей в 2005 году. В ней он по крупицам восстанавливает странную историю о рождении новой науки, ее кратком всплеске и полном забвении. Норберта Винера нельзя назвать счастливым ребенком, и его детские травмы остались с ним на всю жизнь, определив его печальную судьбу. Он родился в семье Лео Винера (Leo Wiener), польского еврея-эмигранта, который был медиком в Варшаве, инженером – в Берлине, школьным учителем – в Канзас-Сити и, наконец, профессором славянских языков – в Гарварде (он был полиглотом и свободно владел 17 языками). Лео был историк, лингвист и переводчик (в частности, он первый познакомил американцев с русской классикой – Толстым и Достоевским, а основанная им книжная серия издается до сих пор), но подход к воспитанию ребенка у него был, мягко скажем, антигуманный. Он считал, что маленький Норберт обязан стать универсальным гением и просто беспощадно тренировал его буквально с рождения. Всякий раз, когда юный Норберт совершал ошибку, «нежный и любящий отец сменялся кровавым мстителем» – писал позднее Винер в автобиографии, в которой рассказывал о своей пожизненной борьбе с депрессией.Пока дети здоровых родителей играли в машинки, семилетний (!) Винер читал Дарвина и Данте (в оригинале). Начальную школу ему заменила жесточайшая муштра, в результате чего в 1906 году в возрасте 11 лет он поступил в колледж Тафтса, в возрасте 14 – получил степень бакалавра математики, после чего поступил в аспирантуру по зоологии в Гарварде. В 1910 году он перевелся в Корнуолл для изучения философии и окончил университет в 1911 году в возрасте 17 лет. Через два года Винер получил степень доктора философии (PhD) в Гарварде, защитив диссертацию по математической логике (сравнение работ Эрнста Шредера с «Principia Mathematica»). После Гарварда Лео стал просто сапогами пропихивать Винера в науку и отправил его в Европу, сначала в Кембридж к великим Бертрану Расселу (Bertrand Arthur William, 3rd Earl Russell) и Харди (Godfrey Harold Hardy), затем Винер брал курсы математики у лучших немецких профессоров, включая Гильберта (David Hilbert) и Эдмунда Ландау (Edmund Georg Hermann Yehezkel Landau). Там же его продолжило нести в философию, в частности, он посетил три курса Гуссерля (Edmund Gustav Albrecht Husserl). Отметим, что Рассел отзывался о Винере с неодобрением, видя его неуживчивость, рассеянность и огромную гордость. В результате к двадцати годам Винер уже сломался. Его настоящим врожденным талантом было быстро усваивать колоссальные объемы информации, многократно превосходящие способности большей части людей (это он унаследовал от отца – тот как-то раз перевел 24 тома Толстого на английский за 24 месяца). Но, кроме этого, от настоящего ученого в нем было очень немного – специфическим гением и творческой искрой он (в отличие от Буша и Сперри) практически не обладал и так до конца своих дней и не смог применить на практике невообразимый груз знаний, вбитый в его голову. Он превосходно знал всю мировую математику своего времени и был ходячей энциклопедией, но, по иронии судьбы, почти ничего и не сделал как математик. Дрессура отца и жесточайшие нагрузки привели к целой коллекции неврозов и психических проблем, от которых Винер страдал всю жизнь и безуспешно пытался лечиться.Он стал неуравновешенным, маниакально честолюбивым и одновременно неуверенным в своих силах, всю жизнь мечтающим выбраться из-под пяты родителей, с нулевыми социальными навыками и невероятной, чудовищной, легендарной рассеянностью во всех вопросах, кроме математики. Он мог, как ходячая «Британника», со скоростью пулемета выдавать рассуждения о стохастических дифференциальных уравнениях, интегралах по траекториям и основаниях математики, но был не в состоянии запомнить лица людей, работавших с ним в одном офисе 20 лет. Кроме кучи психологических проблем, Винер приобрел и физические – тяжелую степень ожирения и не менее тяжелую близорукость. Помимо этого, Винер, по сути, был гуманитарием, его стихией были языки (которых он знал 12) и социальные науки, включая философию, в технике же он до конца своих дней не разбирался абсолютно и совершенно. В 1939 году инженер Bell Labs Джордж Штибиц (George Robert Stibitz), отец релейных компьютеров и автор первой в истории реализации логических схем на реле, построил для облегчения работы своих сотрудников Complex Number Calculator Model I – первый цифровой релейный калькулятор в истории. Осенью 1940 года в Ганновере (штат Нью-Гемпшир) проходило заседание Американского математического общества, и Штибиц презентовал там Model I оригинальным способом. Bell Labs были специалисты в связи, и Штибиц привез с собой телетайп (вместо громоздкой машины, оставшейся в Дартмутском колледже), подключился к калькулятору удаленно и предложил собравшимся ученым поработать с машиной. Среди них был великий Джон вон Нейман (машина произвела на него огромное впечатление, и через три года он присоединился к проекту ENIAC), Рихард Курант (Richard Courant) и Винер. По воспоминаниям из книги «A History of Engineering and Science in the Bell System: Communications sciences (1925–1980)». Винер подошел к клавиатуре и стал испытывать его, раз за разом стараясь сбить компьютер с толку, но на телетайпе появлялись правильные значения, и это казалось волшебством. Так Винер впервые столкнулся с думающими машинами.Тот самый Bell Labs Model I Relay Calculator (CNC), который Винер безуспешно пытался заставить делить на ноль, и телетайп к нему (фото https://www.computerhistory.org)Всем участникам собрания было предложено самостоятельно поработать за телетайпным пультом (на это отвели время с 11 часов утра до 2 часов ночи). Ученые толпились у телетайпа, терпеливо дожидаясь своей очереди. Норберт Винер, например, потратил свое время на то, что многократно и безуспешно пытался заставить машину разделить какое-нибудь число на нуль. Когда чуть позже Норберт заинтересовался проблемой ПВО, он захотел исследовать движение самолетов и (из книги Томаса Рида «Рождение машин. Неизвестная история кибернетики», Бигелоу – это Julian Bigelow, электроинженер и аспирант MIT, работавший с Винером)Винер полагал, что пилоты… будут двигаться зигзагом или как-то уклоняться. Чтобы проиллюстрировать это, профессор начертил зигзаг на доске, Бигелоу возразил, что такое поведение пилота ограничено возможностями самолета.В общем, о технике профессор Винер имел чрезвычайно смутное представление. Вернемся к его научной карьере. Обучение он продолжал всего год, после начала Первой мировой войны спешно сбежав из Европы обратно домой. Чтобы выйти из-под пяты отца, хотел записаться добровольцем на фронт, но, естественно, и близко не подошел по здоровью. В 1916 он попытался попасть в тренировочный лагерь для офицеров (отказ), в 1918 попробовал еще раз (в итоге его пригласили на Абердинский полигон работать с другими математиками над баллистическими таблицами) и в то же время попытался стать хотя бы рядовым (снова отказ), и тут война закончилась. Несмотря на его поздний показной пацифизм, Винер до 1946-1947 года не мыслил себя в отрыве от армии и постоянно пытался туда пролезть тем или иным способом, в начале Второй мировой войны он также принялся оббивать пороги всех ведомств, что бы ему позволили служить.Винер не смог получить постоянную должность в Гарварде, что он объяснял в основном антисемитизмом в университете и, в частности, антипатией гарвардского математика Биркгоффа (George David Birkhoff), одного из самых авторитетных ученых США.Насколько это правда, судить сложно. С одной стороны, Биркгоффа обвинял в этом же и Альберт Эйнштейн, хотя единственное его преступление заключалось в том, что он не особенно стремился брать на работу в Гарвард огромный поток эмигрантов из Германии. При этом Биркгофф был в прекрасных отношениях с польским евреем Станиславом Уламом (Stanisław Marcin Ulam), одним из отцов водородной бомбы и великим математиком, и наоборот, противодействовал (безуспешно) попыткам администрации Гарварда его уволить. С другой стороны – Винер был тот еще персонаж, и нежелание брать его на работу могло иметь куда более прозаические причины. В конце концов, отец его в Гарварде успешно работал, а самого Винера последовательно отвергли несколько вузов, включая даже университет Мельбурна. Винер пытался преподавать в университете штата Мэн, писал статьи для энциклопедии, работал помощником инженера, занимался журналистикой в Boston Herald, однако все его начинания неизменно кончались полным крахом. Так прошло пять лет, пока в 1919 году отец, тогда уже профессор Гарварда, смог продвинуть его на должность преподавателя кафедры математики MIT, где он и работал всю оставшуюся жизнь. В течение многих лет его фото висело там на стене «бесконечного коридора», среди других знаменитых ученых, но в 2017 его сняли по невыясненным причинам (скорее всего, в результате очередной борьбы за чистоту рядов). В 1926 году Винер вернулся в Европу в качестве стипендиата Гуггенхайма, работая в Геттингене и с Харди в Кембридже над броуновским движением, интегралами Фурье, проблемой Дирихле, гармоническим анализом и теоремами Таубера. Это был единственный момент в жизни, когда он проявил себя как математик. Винер увлекся математическим описанием броуновского движения (его одномерный случай сейчас известен, как винеровский процесс), доказал несколько теорем гармонического анализа (общую тауберову теорему Винера, теорему Палея-Винера и Винера-Хинчина), независимо от Стефана Банаха открыл банаховы пространства и ввел меру Винера на них. Мера Винера в дальнейшем нашла широкое применение в теории стохастических дифференциальных уравнений. В MIT стало ясно, почему Винер-младший до этого нигде долго не задерживался – об уровне его преподавания лучше всего скажут его ученики. Китайский физик К. Джен (Chih-Kung Jen) вспоминает: …невозможно не рассказать о замечательном человеке, Норберте Винере, свидетелем эксцентричности которого мне довелось быть. На лекции… сначала он доставал большой носовой платок и прочищал нос очень энергично и шумно. Он почти не обращал внимания на аудиторию и редко объявлял тему лекции. Он поворачивался лицом к доске, стоя очень близко к ней из-за своей очень сильной близорукости. Хотя я обычно сидел на первом ряду, мне было трудно разобрать, что он пишет. Большинство других студентов не могли видеть вообще ничего. Но наибольшее удовольствие для аудитории было слышать, как профессор Винер говорит сам себе: «Ну, это, определенно, совершенно неверно». При этом он быстро стирал все, что было написано. Затем он начинал все сначала, бормоча про себя: «Пока это, похоже, правильно». И через минуту: «Однако это не может быть правильно», – и стирал все опять. Этот процесс повторялся вновь и вновь, пока не звенел звонок с лекции. Профессор Винер уходил из аудитории, даже не взглянув на своих слушателей.На лекциях Винер разглагольствовал на любые темы, которые ему были интересны в данный момент, начисто игнорировал слушателей и непрерывно стряхивал в лоток для мела пепел своей сигары (в те благословенные времена курить можно было всем и везде).Кроме «таланта» лектора, он был наделен своеобразной памятью. Администратор факультета математики MIT Филлис Блок (Phyllis L. Block) вспоминает: Он часто навещал меня в офисе и разговаривал со мной. Когда, спустя несколько лет мой офис переехал в другое помещение, Винер пришел ко мне представиться и познакомиться. Он не помнил, что я тот же самый человек, с которым он часто общался. Я был в другом помещении, и он принимал меня за кого-то другого, меня он помнил только по комнате, в которой я сидел… И вот пришла мировая война номер два. Естественно, Винер не мог остаться в стороне, тем более что MIT, в котором он работал, был обласкан вниманием Ванневара Буша. Как мы уже упоминали, деньги там лились просто водопадом, причем абсолютно сумасшедшие. Винер, отличавшийся болезненным честолюбием и желанием прославиться, решил войти в число избранных Бушем научных богов, чьи труды должны были повергнуть нацистов и японцев. Была только одна проблема – в отличие от физиков, инженеров и баллистиков, он вообще не представлял, с чего начать. Как мы уже говорили инженером он был нулевым, физиком, в общем-то, тоже, не разбирался ни в радиолокации, ни в ЭВМ, а его работы в области стохастических процессов были очень далеки от военных нужд.Он попытался, как мы помним, вдохновленный презентацией Штибица, предложить Бушу построить цифровой компьютер, но тот, отлично понимая с кем имеет дело, благоразумно отказался. Всего с 1940 по 1945 год OSRD выдало MIT 8 контрактов на разработку систем ПВО, как мы уже упоминали – это была нерешенная проблема номер один, важнее даже, чем ядерная бомба. В конце концов, Гитлер бы не успел закончить ее вовремя, Японию бы вбомбили в каменный век и традиционными методами, так что, в теории, Манхэттенский проект не был абсолютно критичен именно для победы в войне. А вот без эффективных систем автоматического управления весь американский флот отправился бы на корм рыбам, равно как и американские стратегические бомбардировщики, если бы они не были оснащены радарами и автоматизированными турелями. Вторая битва за Британию тоже привела бы к чудовищным потерям, равно как и кампания в Европе, без поддержки современного ПВО и артиллерии. Так что проекты, связанные с теорией автоматического управления, получили максимальный приоритет. Естественно, Винер не мог об этом не знать. OSRD заключило 51 контракт с частными лабораториями и 25 – с академическими институтами, из них более 60 касались автоматических орудий. Средняя сумма гранта составляла 145 000 долларов (2,7 миллиона в сегодняшних ценах). Максимальный контракт на 1,5 миллиона (около 30 миллионов в 2020) получила Bell Labs за проект баллистического компьютера M9 (позже он вошел в состав модифицированного Rangekeeper Форда). Минимальную сумму получил одинокий Норберт Винер. 2 325 долларов (около 43,5 тысяч сейчас, в принципе неплохо, две месячные зарплаты нынешнего профессора MIT) он получил за свою чрезвычайно смутную идею придумать что-то из математики, что поможет сбивать вражеские самолеты.Винер не был бы Винером, если бы все пошло, как он планировал. Для начала – он вообще не знал, как летает самолет и что делает пилот. Он не представлял себе работу ПВО в целом, имел крайне смутные познания в баллистике и нулевые – в инженерии. При этом Винер был энциклопедистом-математиком, который из своей бездонной памяти мог в любой момент извлечь подходящую теорию, и он обратился к области, в которой разбирался действительно превосходно – теории случайных процессов. Винер заявил тему исследования – статистическое предсказание траектории полета истребителя. По задумке Винера, он должен был создать математическую модель, которая, накопив опыт анализа тысяч реальных траекторий, в любом бою сможет выдавать предсказания о всевозможных маневрах врага (и нет, речь не о просто стрельбе на упреждение, речь о том, что Винер считал, что он сможет построить машину, которая на основании наблюдения и статистического анализа всегда будет знать, куда в следующую секунду повернет пилот). Если вам это напоминает что-то из фантастики – вы не одиноки. В фильме «Эквилибриум» оперативники ловко уворачивались от выстрелов из любого оружия, просто потому, что их боевое искусство – ган-ката, учило, что в любой перестрелке траектории пуль статистически предсказуемы, и, проанализировав их, можно просто шагать сквозь огонь так, что никто в тебя не попадет. Без сомнения, идея абсолютно винеровская, и, как мы сейчас понимаем (а толковые математики понимали это и тогда) – совершенно фантастическая и абсурдная. Тем не менее перед Рождеством 1940 года грант был утвержден, и работа закипела. Винеру хватило ума привлечь в проект авиатора-любителя и аспиранта MIT Джулиана Бигелоу, который уже фигурировал в сцене выше. Винер не разбирался в самолетах, Бигелоу не владел математикой на таком феноменальном уровне. В итоге он пытался объяснить Винеру, какие траектории в небе может выписывать пилот, а тот пытался аппроксимировать их различными временными рядами и стохастическими дифференциальными уравнениями. Чтобы понять на практике, как движется пилот, самолет которого преследуют зенитным огнем, Винер и Бигелоу установили в своей лаборатории два небольших прожектора, один белый, второй красный и играли в догонялки. Красный прожектор должен был догнать белый, при этом белый – всячески уворачивался. По мнению Винера, из полученного хаоса траекторий можно было выделить статистические закономерности – ограниченное количество паттернов поведения пилота и машины, которые можно превратить в цифры и предсказать.Тем временем в других проектах OSRD наметился существенный прогресс. В мае Sperry испытала автоматическую зенитную турель на крыше RadLab. Отдел прикладной математики (Applied Mathematics Panel) в OSRD, отвечавший за всю коммуникацию между математиками, возглавлял еще один ученый из «мафии Буша», Уоррен Уивер (Warren Weaver), бывший директор Отдела естественных наук в Фонде Рокфеллера, специалист по теории вероятностей и математической теории операций. Винер был в его сфере ответственности, и он повез его в лабораторию Bell, в надежде, что тот обретет вдохновение и выдаст что-то вменяемое, вместо прожекторов на стене. В Bell Labs кипела работа. Незадолго до приезда Винера, молодой физик и исследователь операционных усилителей Давид Паркинсон (David B. Parkinson) спал и видел сон. Глен Зорпетт (Glenn Zorpette) описал его в своей статье в IEEE «Parkinson's gun director»: «Я видел себя в окопе вместе с командой ПВО. Там было орудие… Каждый его выстрел сбивал самолет… Человек из команды улыбнулся мне и показал на левую часть орудия. Там был укреплен потенциометр от моего самопищущего уровнемера.Проснувшись, Паркинсон знал, чем он займется. Его разработка автоматического самопишущего уровнемера, рисующая график напряжения, могла послужить в войне. Нет никаких причин, почему такая же схема не сможет управлять стволами пушки, по команде от вычислителя – нужно лишь усилить сигнал. Работа Паркинсона легла в основу Bell M9 Gun Director и его старшего брата M10 – полностью электронный ПУАЗО зенитной артиллерии, абсолютный венец ПВО Второй мировой войны, чья конструкция послужила основой для модификации Rangekeeper Форда и, установленная на побережье, сбивала V-1 во Второй битве за Британию.M9 Gun Director на демонстрации в Bell Labs в 1943 году, его старший брат M10 Gun Director во время Второй битвы за Британию (фото https://www.computerhistory.org)Посмотреть на эту чудесную машину и приехал Норберт Винер. К сожалению, инженеры и математик абсолютно не поняли друг друга. Винер был разочарован, он счел, что компьютер Bell чрезвычайно убог, так как не умеет предсказывать случайные траектории. Инженеры сочли, что полоумный математик несет какую-то чушь про стохастические уравнения, без которых и так все прекрасно работает. Отметим для истории, что правы оказались как раз инженеры – Bell M9 показал себя блестяще. Через год работы пришло время отчитываться, и Винер посылает Уиверу 124-страничный доклад «Extrapolation, Interpolation and Smoothing of Stationary Time Series», посвященный чистой математике – статистическому анализу временных рядов. В принципе, его идеи оказались затем полезны в теории сигналов и при проектировании фильтров и стали его вторым важным вкладом в чистую математику, однако, как несложно догадаться, никакого отношения к ПВО работа не имела. Вообще, проблема наведения оружий упоминалась там всего 2 раза, среди броуновского движения, интегралов Фурье, распределения Пуассона и меры Лебега. Уивер доклад на всякий случай засекретил и поместил к массиву научной документации, относящейся к войне с Японией, в результате чего он стал известен, как «Желтая папка».Еще через 5 месяцев Винер пригласил Уивера вместе со Штибицем для отчета в свою лабораторию и показал игры с прожектором. Фактически единственное ценное, да и то с точки зрения философии, что Винер вынес к тому моменту из своих экспериментов, стало осознание, что человек и машина могут образовывать систему с обратной связью. Да и вообще, в принципе, любые системы такого рода концептуально очень похожи, следовательно, можно пытаться предсказывать и модифицировать их поведение, исходя из статистического анализа их действий. Эти мысли он позже и развернул в кибернетику. Уивер был совершенно не впечатлен. Что хуже, даже Бигелоу разочаровался в своем наставнике и констатировал, что «статистический метод Винера не имеет сейчас ни одного практического применения в условиях боя». Винер, однако, не сдавался, он был фанатично уверен в великой важности своей работы для войны. Когда осенью 1942 года Институт математической статистики запланировал конференцию, Винер послал туда срочную записку, предупреждая, что даже заголовки его презентаций должны быть строго засекречены! До этого Винер и Бигелоу окончательно взбесили Уивера тем, что их беспорядочные командировки по военным объектам отвлекали людей и не несли никакого практического смысла. Они посещали военные учреждения без четкого маршрута, без разрешений и без представления о том, можно ли отвлекать людей, которых они хотели видеть, если у них вообще было представление о том, кого они хотя увидеть… Круглые сутки в мой офис приходят телеграммы о том, где находится эта парочка. Это уже можно печатать в «Простаках за границей» [отсылка к роману Марка Твена],– гневно писал он. Первого сентября 1942 года контракт с Винером был разорван. Несчастный вундеркинд тщетно писал прошения о продлении своей работы: «Я все еще надеюсь убить нескольких врагов», – говорил он в письме Уиверу. Однако в 1943 году из 33 японских самолетов, решившихся атаковать американский линкор South Dakota, 32 были уничтожены в воздухе еще на подлете шквалом огня, даже не успев понять, что случилось. Это сделали автоматические пушки под управлением машин Sperry и Ford и радаров Raytheon. Винер проиграл, его работа оказалась полностью бесполезной. В 1943 году на Sperry работало 34 000 человек, их технику выпускали 22 филиала, включая переориентированные автомобильные заводы, всего на производстве было занято более 100 тысяч человек, а выручка Sperry за 3 года составила 1,3 миллиарда долларов (19,3 миллиарда долларов в ценах 2020, операционная прибыль Microsoft, например, за 2020 составила порядка 70 млрд долларов, но это огромная транснациональная корпорация). Через пять лет Винер упомянул этот эпизод в своей «Кибернетике», где гневно писал: «Было установлено, что конструирование специальных приборов для криволинейного предсказания не оправдывается условием зенитного огня, но принципы оказались верными».С точки зрения самого Винера, он был молодец, подвела реальность, а не его замечательная теория. Он был зол, он был разочарован, он считал себя гением, но Пентагон отверг его труды. На это наложилась чудовищная досада от того, что, несмотря на бесполезность для военных «Желтой папки», она была все еще засекречена, и Винер не мог даже поделиться ее содержимым и тем самым стяжать хоть капельку славы. И в этот момент в 1946 году Винеру приходит письмо от корпорации Boeing, с просьбой поделиться той самой папкой. Инженеры компании слышали о его работе, но не подозревали, в чем она заключалась, и надеялись найти там что-то полезное. Самое смешное, что Винер при всем желании не мог бы поделиться с ними, документы категории Top Secret он не то, что раздавать по первой просьбе, а даже хранить дома не имел права (хотя и хранил).Горечь от этой коллизии, вкупе с детской злостью на военных, которые отвергли его гений, а сейчас снова что-то просят, окончательно его доконала. Кроме того, наконец, он увидел проблеск славы, которая манила его все это время. Еще год назад мечтавший убивать японцев и немцев пачками и получать под это колоссальные деньги, Винер взрывается гневной тирадой через прессу, обрушиваясь с проклятиями на мерзких военных, мерзкие военные корпорации и мерзких военных ученых, производящих мерзкое оружие. В статье c пафосным названием «A scientist rebels!» в журнале Atlantic Monthly он выплескивает всю свою желчь и зависть в отношении – как он ее называл, Megabuck Science – «науки мегабаксов», объявляя о своем моральном долге перед человечеством стоять на страже пацифизма, а заодно проклиная таких продажных (и таких богатых) коллег, которые оказались куда толковее в науке и бизнесе. Он обрушивается на все, чего ему не досталось – «научные фабрики» Буша, военные контракты, деньги и славу спасителей Америки во Второй мировой войне.Винер добился своего – он привлек внимание к своей персоне, да еще какое! Заодно все поверили, что он знает что-то о великих научных тайнах Второй мировой войны, но по благородности своей унесет это знание в могилу, чтобы оно не досталось подлым милитаристам (ну не вышло у него к ним присоединиться, увы). В том же месяце письмо перепечатал знаменитый и широко читаемый «The Bulletin of the Atomic Scientists», о Винере с уважением отозвался сам Эйнштейн (в тот момент находящийся в тяжелой депрессии, осознавая, что он натворил, помогая уничтожить Хиросиму и Нагасаки). The New York Times, уже тогда славящаяся невероятной желтизной, пафосно писала:Поведение каждого конкретного летчика предсказать невозможно, но можно было проанализировать маневры по противодействию ПВО многих тысяч пилотов, чтобы вычислить наиболее вероятные тактики уклонения. Эти маневры уклонения помогли настроить систему наведения зенитного орудия.Но у Винера не было никаких тысяч пилотов. Все, что у него было – два прожектора на стене. Тем не менее миф об изобретателе «зенитного ган-ката» родился и сохранился, отчасти даже до настоящего времени. Винер получил то, к чему так стремился – огромную славу и уважение, но был и побочный эффект. Во времена «Красной угрозы» его яростные публичные нападки на корпорации и правительство были сочтены определенно коммунистическими, и ФБР немедленно завело на него дело. Ситуацию ухудшило то, что многие из научной и военной верхушки США, например, фон Нейман, были яростными антикоммунистами, в результате Винер оказался в оппозиции почти со всеми.ФБР (на всякий случай) приставило к нему слежку, которая усилиями коллег из MI5 продолжалась даже в Европе. Отметим, что Винера никто никаким образом не репрессировал – в Америке с этим было куда проще, да и все, кто был в теме, отлично понимали, что никаких военных тайн он не разгласит. Однако психического здоровья и без того неуравновешенному ученому внимание ФБР не прибавило. По иронии судьбы первое время в СССР его как раз считали тем самым ученым-милитаристом, которых он так критиковал (потому, что у него не вышло стать одним из них). Если бы он знал об этом – возможно, порадовался бы или же огорчился бы очередной злой иронии в своей странной жизни. Дальше начинается самое интересное. Пока отчет был не рассекречен, Винер не мог легально поделиться своими математическими методами с мировым сообществом. Тем не менее его жажда славы превозмогла. Весной 1947 года Винер был приглашен на конгресс по гармоническому анализу, проходивший в Нанси, мероприятие было организовано легендарной группой Бурбаки и лично математиком Шолемом Мандельбройтом (Szolem Mandelbrojt). Во время этого конгресса он получил предложение написать рукопись об объединяющем характере данного раздела математики, который проявляется везде от броуновского движения до телекоммуникационной инженерии. Следующим летом, вернувшись в США, Винер уезжает в Мексику, где ему никто не помешает, в гости к нейрофизиологу Розенблюту (Arturo Rosenblueth Stearns, один из основателей нейрокомпьютинга, в 1943 написал известную статью по биологии поведения «Behavior, Purpose and Teleology») и пишет первое издание «Cybernetics: Or Control and Communication in the Animal and the Machine». Параллельно из области чистой математики его уносит в философию и физиологию, первая часть книги посвящена непосредственно общим идеям теории управления, но уже во второй он начинает активно продвигать концепции универсальности и всеприменимости открытого им знания, и дает новой науке название – кибернетика. Книга вышла из печати с огромными погрешностями, в основном потому, что Винер в то время страдал катарактой и не мог вычитать корректуру, а на ассистентов полагаться было нельзя. Фурора среди математиков или специалистов в компьютерных науках она не произвела – идеи Винера показались им какими-то обобщенными нелепыми фантазиями, зато среди философов и людей, далеких от науки, она произвела эффект разорвавшейся бомбы. Именно они и организовали потом «Американское кибернетическое общество».Винер продолжил войну с властями, публикуя новые гневные филиппики в адрес «продажной военной науки». В итоге всей этой напряженной активности его психическое здоровье, и так не слишком крепкое, пошатнулось окончательно. Он стал еще больше страдать рассеянностью, мысли его занимала уже не математика, а отношения с властями. Большая часть его знаменитых лекций, когда он мог выйти к доске, никого не замечая простоять так все занятие, иногда что-то бормоча под нос, а затем удалиться, относится именно к этому периоду. Несмотря на «гонения на буржуазную лженауку», Винер посетил СССР, общался с Колмогоровым и оказал большое влияние на советскую школу теории автоматического управления, активно продолжал продвигать кибернетику, проводя опыты с нейрофизиологией мышей и кошек, правда, особого успеха не добился. Начал писать фантастические рассказы и повести в кибернетическом духе, издает «Новые главы кибернетики», где окончательно отходит от науки. По поводу же книги «Кибернетика» лучше всего высказался Кендалл (Maurice George Kendall): «Кибернетика» – отвратительно организованный текст. Это собрание опечаток, ошибочных математических формул, продуктивных, но бессвязных идей и логических нелепостей. Очень жаль, что именно эта работа сделала Винеру большую часть его общественной славы... В то время читатели, были в большей степени очарованы богатством идей этой книги, нежели ее недостатками. В 1964 году ФБР, наконец, отстало от Винера, поняв, что никаких военных секретов он больше не разгласит. Его «Желтая папка» была рассекречена еще в 1949, после выхода «Кибернетики». Кроме того, вся страна была озабочена более интересными вещами – Кубинский кризис, затем убийство Кеннеди. Новый президент, отвлекая общественность от странной гибели своего предшественника, развернул бурную деятельность. И вскоре после инаугурации пожаловал Винеру National Medal of Science в категории «Математика». Через два месяца, в марте 1964 года в Стокгольме, когда Винер поднимался по лестнице Шведской академии наук, он неожиданно упал и больше не поднялся. Кем же был Винер – гением, пророком, шарлатаном или всеми сразу? Каково его научное наследие, если оно есть? На этот счет существует две полярные точки зрения, и обе они совершенно ошибочные. Первая, традиционная, считала Винера отцом Computer Science и систем ПВО, много сделавшего для развития компьютеров и победы во Второй мировой войне. Как мы уже знаем, это немного не так. Альтернативная точка зрения, возникшая недавно (по крайней мере, на русском языке), считает Винера бесполезным старым шарлатаном, за всю жизнь не сделавшим ничего важного. На самом деле это тоже ошибка. Винер был очень полезен, хотя и не так, как думают у нас (потому что его наследие в СССР так и не осилили освоить чисто по идеологическим причинам). Как мы уже говорили, величайшим открытием Ванневара Буша и его грандиознейшим вкладом в победу в войне и последующую гегемонию американской науки и ВПК стали вовсе не радары и пушки. Им стала куда более эфемерная материя – принципы организации военно-промышленно-научного комплекса, менеджмент и логистика, «научные фабрики» и think tanks. Он придумал нечто, куда более великое, чем просто новый вид техники. Он изобрел новый вид манифестации науки – ту самую науку мегабаксов. Естественно, его математические и технические идеи могли быть украдены Союзом и успешно внедрены (тот же радиовзрыватель), но его куда более важный (и совершенно не секретный) прорыв, разумеется, не мог быть в СССР не то что скопирован, а даже осознан, подобно тому, как первые путешественники на Юкатан считали странные пиктограммы на пирамидах – забавными рисунками, а не языком, подобным их собственному. С Винером произошла аналогичная ситуация. Помимо мускулов и сухожилий, роль которых играла бушевская «мегабаксная» реорганизация, для работы науке необходим второй важный компонент. Душа и вдохновение, полет фантазии и фейерверк междисциплинарных идей. И именно такой душой Винер и стал. С 1947 по 1964 год он написал три фундаментальные работы, уже упомянутую «Cybernetics: Or Control and Communication in the Animal and the Machine», в 1950 году – «The Human Use of Human Beings» и финальную, перед смертью в 1964 году – «God & Golem, Inc.: A Comment on Certain Points Where Cybernetics Impinges on Religion». Первая глобальная система ПВО в мире – Semi Automatic Ground Environment (SAGE). Разрабатывалась с 1954 по 1963 год, функционировала до 1983, когда на вооружение была поставлена замена – FYQ-93 System. Является практически рекордной по инновациям системой за всю историю компьютерной техники – распределенные вычисления, компьютерные сети, модемы, ЭЛТ-мониторы, человеко-машинный интерфейс в виде световых пистолетов – без проекта SAGE эта статья не была бы размещена в Интернете, так как Интернета бы не было. Система отслеживала в режиме реального времени весь воздушый трафик в границах США – более 50 000 траекторий в сутки и концептуально была полностью основана на кибернетических идеях Винера, ее создатель Джозеф Ликлайдер (Joseph Carl Robnett Licklider), участник Винеровского кружка, первый директор DARPA, создает в 1969 ARPANET, дедушку Интернета (фото https://www.extremetech.com/)Эти книги просто взорвали научное и культурное пространство Америки. Они появились в самый нужный момент – небывалый расцвет свободы, богатства и новых технологий 1950–1960-х и произвели эффект, подобный закиси азота в гоночном двигателе. На философских концепциях Винера прямо или косвенно базируются все современные нейросети (Уоррен МакКаллох, Warren Sturgis McCulloch), этнопсихология и этноантропология (Маргарет Мид, Margaret Mead), когнитивистика (Росс Эшби, William Ross Ashby), теория социализации и коммуникации (Грегори Бейтсон, Gregory Bateson), идеи автоматизации и так называемой «кнопочной войны» (в том числе система ПВО SAGE, ее создатели вдохновлялись не математикой Винера, но его общей концепцией кибернетической системы). Отец Интернета Ликлайдер (Joseph Carl Robnett Licklider) и отец мышки и современных интерфейсов Энгельбарт (Douglas Carl Engelbart) опирались на винеровские идеи и концепции.Традиционная полносвязная нейронная сеть с 2760 весами и Weight Agnostic Neural Network, выполняющая ту же задачу. Нейронные сети стали величайшим идеологическим вкладом Винера в науку, сам он не сделал для них абсолютно ничего, при этом собрал вместе и вдохновил своими идеями множество людей от Розенблюта до Маккаллоха. (фото https://ai.googleblog.com)Винер свел вместе, очаровал своими идеями и накрепко связал огромное количество людей – математиков (даже не терпевшего его подозрительно левую позицию фон Неймана), инженеров (в том числе разработчиков первой концепции экзоскелета и электромеханических протезов из General Electric), психологов, писателей, футурологов и программистов. На «Кибернетике» Винера выросло целое поколение – то самое, которое уже в 1980-е будет создавать первые социальные сети и тематические чаты, разрабатывать персональные компьютеры, мечтать о киборгах в космосе и снимать «Терминатор» и «Звездные войны». Вся гик-культура Калифорнии, которой мы обязаны безумному взрыву технологий, стоит на двух столпах: чудовищных финансах, вливаемых правительством в технопарки, благодаря Бушу, и безудержному полету междисциплинарной фантазии Винера. Как у ученого, его вклад во все эти области был действительно нулевой. Но как у философа и визионера – он был колоссален. Естественно, что кибернетика вдохновляла и кучу маргинальных дисциплин.Например, книгами Винера зачитывался Рон Хаббард (Lafayette Ronald Hubbard) – создатель невероятно успешной религии, сайентологии (Винер, кстати, отреагировал на это с ужасом и запретил Хаббарду каким-либо образом даже упоминать свое имя), инициаторы психоделической революции и творцы Нью-эйджа. Однако теми же самыми книгами зачитывались и разработчики первого нового образца шлема пилота для истребителя F-15, и вдохновили их именно идеи человеко-машинных интерфейсов.Идеологическое влияние и наследие Винера огромно. Первый и один из лучших романов Воннегута – «Механичесое пианино», написан в 1952 году, после того как он прочитал «Кибернетику». «Теория самовоспроизводящихся автоматов» фон Неймана вышла под влиянием кибернетики Винера в 1966, уже после смерти обоих ученых. Один из лучших НФ-фильмов в истории – 2001: A Space Odyssey, Стенли Кубрика и Артура Кларка вышел в 1968 году. Кэтрин Китон (Kathryn Keeton) в 1978 основала журнал Omni – ведущий научно-популярный компьютерный журнал в мире, издававшийся до 1997 года. В 1950 Рону Хаббарду, после прочтения «Кибернетики» приходит в голову идея Церкви сайентологии (сомнительное достижение, но показывает, насколько широко кибернетические идеи пронизывали общество). В 1956 году в MIT на семинаре по искусственному интеллекту родилась идея когнитивной психологии, одноименная книга 1967 года Ульрика Нейссера (Ulric Neisser) стала одной из ключевых в этой области. В 1957 году запрещенный в СССР математик и лингвист Ноам Хомский пишет «Синтаксические структуры» – главную книгу XX в области лингвистики, оказавшую колоссальное влияние на теорию формальных языков (в отличие от «Кибернетики», лингвистику Хомского у нас так и не разрешили до распада Союза). В 1960 Максвелл Мальц (Maxwell Maltz) представляет «Психо-кибернетику», первое пособие по популярнейшей в США теме саморазвития. С 1993 начинает издаваться Wired, сменивший Omni на посту главного журнала о киберпанке и гик-культуре.General Electric HardiMan – первый полноценный экзоскелет, вместе с принципами телеуправления, изобретенный инженером-кибернетиком Ральфом Мошером (Ralph H. Mosher) в 1965. Из этой работы выросли как роботы Boston Dynamics, так и роботы-хирурги Da Vinci; Philco Corporation Headsight, разработанный в 1961 Чарльзом Комо (Charles Comeau) и Джеймсом Брайаном (James Bryan) – первый виртуальный шлем; Айвен Сазерленд (Ivan Edward Sutherland), отец компьютерной графики и создатель первых графических ускорителей в 1968 году создает Ultimate Display – первую систему дополненной реальности. Ниже – в 1960 году биолог и инженер, фанатик кибернетики Манфред Клайнс (Manfred Edward Clynes) вживил в хвост крысы осмотический насос, получив первый биомашинный организм в истории и опубликовал статью Cyborgs and Space. В ней он ввел понятие киборгов и описал перспективы имплантации. Из этой публикации выросла вся современная индустрия имплантов – от сердечных до слуховых. Super Cockpit или VCASS (Visually Coupled Airborne Systems Simulator) Томаса Фернесса (Thomas A. Furness III), созданный в 1982 – прототип всех военных систем такого класса; Джозеф Ликлайдер создает в 1969 ARPANET – дедушку Интернета; Xerox Alto – компьютер, разработанный в исследовательском центре Xerox PARC в 1973 году, первый в мире компьютер, использовавший графическую ОС, мышку и рабочий стол – первый полностью персональный компьютер в современном понимании, позже идеи Alto позаимствовал Джоббс для своего Macitnosh. Также для Alto был создан первый ООП-язык Smalltalk и первая сетевая многопользовательская игра Alto Trek. Georgetown-IBM Experiment System, 1954 год, первый опыт машинного перевода; Sperry Sceptron, 1963 год – первое устройство распознавания речи, предшественник современных голосовых помощников; Whole Earth Catalog – кибернетическое издание Стюарта Брэнда (Stewart Brand), издававшееся с 1968 по 1972 и переехавшее в онлайн в 1985 – так родилась The WELL (The Whole Earth ’Lectronic Link) – первая социальная сеть в истории.Созданная Стивом Расселом (Steve Russell) из MIT в 1962 году Spacewar! – первая компьютерная игра; Дуглас Энгельбарт (Douglas Carl Engelbart) на выставке 1968 года Fall Joint в Сан-Франциско провел то, что получило позже название The mother of all demos – показав принципиально новые идеи человеко-машинного интерфейса, в частности, мышь, а также веб-документы, экранные окна и видеоконференцию; в 1958 Джон Маккарти из MIT разрабатывает Lisp – первый язык искусственного интеллекта; в 1980 Юрген Краус (Jurgen Kraus) из университета Дортмунда вводит понятие компьютерного вируса, как небиологической формы жизни, способной к репликации и мутации; в 1984 выходит иконический роман Уильяма Гибсона «Нейромант», появляется киберпанк (фото https://en.wikipedia.org, https://www.abebooks.com, http://jamesel-vr.blogspot.com, https://www.mrowl, https://courses.vrtl.academy, https://www.reddit.com, https://phil-are-go.blogspot.com, https://www.amazon.com, https://www.sudarshanbooks.com, https://3dnews.ru, https://www.theverge.com, https://habr.com, https://applespbevent.ru, https://medium.com, http://www.thg.ru, http://myexs.ru). В 1973 Пентагон создал TRADOC – United States Army Training and Doctrine Command. После позора вьетнамской войны – сильнейшая армия планеты, блестяще показавшая себя во Второй мировой, внезапно позорнейшим образом слита кучке лесных коммунистов – американцы поняли, что пора что-то делать. Генерал Уильям Депью (William E. DePuy), командующий TRADOC, решил все реформировать. В 1974 году, стоя на холме над Голанскими высотами, Депью осознал будущее всех военных конфликтов. Он созерцал остатки сожжённых и взорванных советских танков и БТР, стоявших на вооружении сирийцев, и внезапно был просветлен. Тактика сирийцев тоже была советская, не сильно продвинувшаяся со времен, когда британцы гонялись за Лисом пустыни. Благодаря куда более совершенному оружию и самое главное – передовой тактике, в стремительной Войне судного дня израильтяне раскатали армию, многократно превосходящую их числом, и преподали хороший урок ценителям старой школы. Вернувшись домой, Депью засел за работу и создал полевой устав FM-100-5 – основу американской тактической доктрины. В работе активное участие принимали военные специалисты, такие как знаменитый стратег новой школы Джон Бойд (John Richard Boyd), автор идеи «Цикла НОРД» (OODA – observe–orient–decide–act), напрямую взявший идеи из «Кибернетики».Цикл НОРД Джона Бойда – основа стратегии США новой школы (фото https://www.researchgate.net)Естественно, все эти вещи прошли мимо Союза, и иначе и быть не могло. Для того, чтобы кибернетические идеи сработали так, как они сработали в США, Союз должен был стать США. Как мы уже говорили, даже ближайшие родственники американцев – британские капиталисты не смогли после войны организовать науку и производство так же эффективно и породить такие же феноменальные научно-финансовые кластеры, как Кремниевая долина. Мы уже писали, как они зевнули производство микросхем, да и вообще – с точки зрения компьютеров, вели себя не сильно адекватнее, чем Советский Союз (не случайно британский производитель мэйнфреймов ICL всерьез думал в конце 1960-х объединится с Союзом для выпуска на европейском рынке унифицированной англо-русской линейки компьютеров). Так что идеи Винера не имели шансов быть корректно понятыми и привести к такому же эффекту. Единственный аспект кибернетики, который попытались повторить в СССР (тут, что называется, сам бог велел) – это экономическое планирование. Им занимались Канторович, Китов, Брук, Ляпунов и Глушков, и вот тут-то их и поджидала неожиданная засада. Именно об этом мы и расскажем в следующей статье, где вернемся обратно в Союз и разберемся, что случилось с Бруком, почему куда-то убрали Китова, развалилась школа вычислительной техники при ИНЭУМ АН СССР, Карцева выдавили в Минрадиопром и проч. К сожалению, без такого пространного введения суть этих событий и их идеологическую и политическую подоплеку понять было бы сложно.]]> https://topwar.ru/187407-rozhdenie-sovetskoj-pro-mehanicheskie-mozgi.html https://topwar.ru/187407-rozhdenie-sovetskoj-pro-mehanicheskie-mozgi.html 187407 Tue, 28 Sep 2021 18:00:20 +0300 native-yes Сверху – Sperry Gyro-compass Mark XIV, Mod. 1, 1944 г. Снизу – автопилот Mechanical Mike. Сбоку – реклама лайнера Queen Elisabeth с системой Metal Mike (фото https://dodlithr.blogspot.com/, https://flemingsbond.com/, https://maritime.org/)В это же время он знакомится с еще одним талантливым инженером, о котором на русском языке информации вообще не найти – Ганнибалом Фордом (Hannibal Choate Ford). Ганнибал Форд Форд родился в штате Нью-Йорк и с детства увлекался механическими часами. Перед университетом он успел поработать в Crandall Typewriter Company, Daugherty Typewriter Company и даже Westinghouse Electric, а, закончив в 1903 Корнуоллский университет, устроился в J. G. White Company в Нью-Йорке, разрабатывая регуляторы скорости и системы управления нью-йоркского метро. Наконец в 1909 он объединился со Сперри и проработал в его компании до 1915 года.Работая с Фордом, Сперри создал первый в мире гирокомпас, который должен был заменить ненадежные в условиях стальных линкоров магнитные компасы того времени. Первая его система была установлена на USS Delaware в 1910 году. Delaware был отправлен на коронацию Георга V, где произвел колоссальное впечатление на очень уважающих военно-морские технологии англичан. По результатам испытаний система была дополнена компасами-репитерами и указателями пеленга цели, а адмирал Джозеф Штраус (Joseph Strauss), шеф Главного управления вооружения ВМС США, заказал Сперри установку такой системы на все американские дредноуты времен Первой мировой войны. В те же годы появился Sperry Metal Mike – первая система гироскопического поддержания курса корабля (самолетный автопилот Sperry 1933 года называли Mechanical Mike). Влияние Sperry Gyroscope Company было огромным, филиалы были созданы в Великобритании, гирокомпасы закупили не только американский, но и британский, итальянский, французский и (пару штук) даже русский флоты. Немцы, кстати, использовали похожие устройства, разработки Германа Аншютц-Кемпфе (Hermann Franz Joseph Hubertus Maria Anschütz-Kaempfe). Производство гирокомпасов Sperry продолжалось в Великобритании до конца 1970-х годов, когда компания была продана British Aerospace.Совместив идею гирокомпаса, гиростабилизации и рулей управления, в 1916 году Сперри создает первый в мире автопилот и испытывает беспилотные летательные аппараты. Увы, по тем временам такие технологии были все-таки практически нереализуемы в столь малом объеме, но вот система автоматического поддержания и стабилизации курса для кораблей получилась у него замечательно. В итоге американские дредноуты того времени стали самыми технически продвинутыми кораблями в мире, опередив даже Британию. Идеи телемеханики и автоматического управления захватили его на всю жизнь. Сперри, продолжая работать над полноценным авиационным автопилотом (и создав его), сделал в 1918 году первую «воздушную торпеду», как тогда называли ракеты, причем управляемую! Он разрабатывал бомбовые прицелы, системы управления огнем на основе радаров и взлетно-посадочные компьютеры. Во время Второй мировой войны Sperry Gyroscope создала в 1942 году зенитные турели бомбардировщиков Boeing B-17 Flying Fortress, настоящие шедевры электромеханики, значительно снизившие потери американских самолетов на всех фронтах. Позже они совместно с General Electric сконструировали еще более эффективную телеуправляемую турель для B-29 Superfortress – Remote Control Turret System, что превратило лучший бомбер Второй мировой войны в настоящую машину смерти. Колоссальная заслуга Сперри состоит в том, что он первый в мире полностью осознал общие принципы обратной связи и автоматического управления и воплотил их в универсальных электромеханических модулях, пригодных для максимально разнообразного использования – от торпед до зенитных орудий. Sperry Gyroscope специализировалась на выпуске подобных устройств десятилетиями, фактически став монополистом инерционных систем наведения и пилотирования. Шаровая турель B-17, обратите внимание на заголовок статьи – «Механические мозги. Работающие в металлических ящиках вычислительные приборы нацеливают пушки и бомбы с нечеловеческой точностью» (фото https://www.liberatorcrew.com). Кстати, такая турель послужила основой знаменитого TIE Fighter из «Звездных войн». Дэвид Минделл (David A. Mindell) в своей книге Between Human and Machine: Feedback, Control, and Computing before Cybernetics писал, что компания Sperry, изобретая и продавая первые в мире устройства с обратной связью, «создала совершенно новый вид научных аксессуаров, позволяющий расширить функции и навыки оператора далеко за пределы его собственных сил, выносливости и способностей». Благодаря разрастанию конфликта, спрос на роботов для войны взлетал лавинообразно, Sperry не успевала выполнять заказы, в качестве субподрядчиков пришлось подключить заводы Ford Motor Company и Chrysler. Только за 1942 Sperry заключила контрактов на производство систем управления на миллиард долларов! В эпоху машин человек оказался не пригоден для войны. Вершина ПВО бомбардировщиков – телеуправляемые турели B-29. Схема турели, ее монтаж. Снизу – объяснение идеи параллакса и возможные схемы размещения дистанционного управления (фото https://www.popularmechanics.com, http://www.twinbeech.com/)Теперь нам осталось разобраться с дифференциальными анализаторами, применяемыми для вычисления параметров стрельбы. Этот класс машин восходит к работам Гаспара Кориолиса (Gaspard-Gustave Coriolis, знаменитый механик, открыл в том числе кориолисовы силы) 1836 года и Джеймса Томсона (James Thomson, более известен его младший брат, знаменитый физик, лорд Кельвин) 1876 года. Лорд Кельвин использовал анализатор для выделения многочисленных факторов, влияющих на приливы и отливы, чтобы их можно было предсказывать в будущем. Королевскому флоту понравился компьютер Кельвина, потому что он позволял брать исторические данные о приливах, записанные в любой точке мира, и составлять таблицы, затрачивая ничтожную долю работы, которая требовалась для расчетов ранее. Более полувека спустя приливные компьютеры Кельвина помогли в планировании высадки Нормандии, тем самым внеся непосредственный вклад в исход Второй мировой войны.Dumaresq MkVI, Argo Clock Mark IV, Dreyer Fire Control Table Mark III 1918 г. 3D-модели Роба Брассингтона (Rob Brassington, http://dreadnoughtproject.org)По совету лорда Кельвина интегрирующая машина Томсона была позже включена в систему управления огнем для морской артиллерии, разрабатываемую Артуром Полленом (Arthur Joseph Hungerford Pollen). Его Argo Clock был завершен к 1912 году. Вообще, англичане удерживали пальму первенства в баллистических вычислителях с 1904 года, когда Royal Navy уже разрабатывал теоретическую концепцию координации залпов с нескольких кораблей для повышения эффективности огня, и вплоть до конца Первой мировой войны. Эти идеи были воплощены в Цусимском сражении, и да, британцы выступали в нем отнюдь не на стороне России. Британский военный советник Уолтер Тринг (Walter Hugh Thring) из Navy Gunnery Division (и не он один) был направлен в помощь японцам, чтобы реорганизовать их посты управления на броненосцах в соответствии с новейшими достижениями науки и техники. Тринг привез японцам Dumaresq – механическое вычислительное устройство (по сути, аналоговая модель относительного движения двух кораблей), изобретенное около 1902 года лейтенантом Королевского флота Джоном Дюмареском (John Saumarez Dumaresq), используемое вместе с дальномером для того, чтобы вычислить должные углы наведения орудий, в зависимости от скорости корабля и расстояния до цели. Mark I Dumaresq производился компанией Elliott Brothers. К 1913 году Royal Navy закупил около 1 000 приборов различных модификаций (I, II и III) на сумму 10 000 фунтов стерлингов. Mark IV стал электрическим и интегрированным в так называемый стол наведения Дрейера (Dreyer Fire Control Table), разработанный адмиралом Дрейером (Sir Frederic Charles Dreyer), и превратился в вершину технологий управления огнем дредноутов в Первой мировой войне.Продвинутой версией столика Дрейера, в который был интегрирован уже Argo Clock, стал Admiralty Fire Control Table (A.F.C.T., использовался в разных модификациях вплоть до линкоров Второй мировой войны класса «Кинг Джордж V»). Последними моделями дюмаресков стали упрощенные Mark VIII – Mark XII, неподходящие для интеграции с современными приборами управления огнем и использовавшиеся до конца Второй мировой войны на вспомогательных кораблях. Именно дюмареск Mark I вместе с дальномерами Barr & Stroud Тринг помогал осваивать Императорскому флоту Японии. Вообще, о Цусиме и о русском и японском огне на ВО существует отличный цикл статей, например, эта.В Российской Империи похожие системы разрабатывал Николай Карлович Гейслер, изобретатель, владелец «Электромеханического завода Н. К. Гейслер и К°». Позже на первых русских линкорах класса «Севастополь», введенных в строй в 1915 году, в СУАО ГК входили приборы системы Гейслера обр. 1910 года и переделанный на основе Argo Clock и автомата курсового угла и расстояния, разработанного в 1912 году А. Н. Крыловым, ЦАС конструкции Николая Александровича Федорицкого. Вообще, все эти конструкции были чрезвычайно примитивны, и полной автоматизации (за вычетом поправок на силу ветра, которые вводились вручную), удалось добиться только англичанам с их столиком Дрейера (подробнейший разбор всех систем можно встретить здесь). Машина лорда Кельвина на 7 интеграторах для использования в метеорологии. Ключевая идея интегратора Форда и схема первого Rangekeeper. Torpedo Data Computer, еще один сложный прибор наведения. Дифференциальный анализатор Буша (из книги Stefan Drechsler, Barbara Haeberlin «Cones, Disks, Wheels and Spheres for Area and Integration from Bavaria to Boston and beyond»)О сложности стрельбы на море (а теперь представьте, каково было разрабатывать зенитные орудия, принимая во внимание разницу в размерах, скорости и маневренности корабля и самолета) лучше всего говорит тот факт, что во время Ютландского сражения, хоть британцы и имели самую лучшую систему управления огнем в мире на тот момент, только 3 % их выстрелов поразили цели. Американцы подошли к проблеме более фундаментально. После Первой мировой войны они по-настоящему задумались о значительном усовершенствовании флота, разработка приборов управления огнем шла полным ходом, и максимальный вклад в это внес уже упомянутый Ганнибал Форд. В 1915 он уволился из Sperry, чтобы организовать свою собственную компанию – Ford Marine Appliance Corporation (позже Ford Instrument Company, после войны – поглощена Sperry).Уже в 1917 году он представил свой первый продукт – Ford Range Keeper Mk. 1, систему управления огнем на основе дальномера – технику того же класса, что и Argo Clock. Установленный на USS Texas Mk. 1 рассчитывал по тем временам поразительное количество непрерывных функций в реальном времени: он определял вектор скорости, путем интегрирования этого вектора определял дальность до цели и вычислял относительную скорость под прямым углом к линии видимости. Самым ценным компонентом Mk. 1 стал изобретенный Фордом новый тип интегратора, чрезвычайно технологичный и надежный, впоследствии именно его конструкция легла в основу всех машин такого класса. К концу Первой мировой войны британцы и янки были единственными, кто обладал настолько продвинутыми системами управления огнем. Вашингтонский военно-морской договор 1922 года почти на десятилетие приостановил развитие флота, компания Форда бедствовала, но продолжала вести изыскания. В конце 1920-х годов Форд начал разработку первого в мире зенитного компьютера и быстро выяснил, что эта проблема куда более сложна, чем огонь по кораблям противника. Спустя десятилетие, к концу 1930-х Vickers (например, Vickers No.1 Mk III) и Sperry создали ПУАЗО против высотных бомбардировщиков, однако низколетящие самолеты представляли собой совершенно иную проблему – слишком высокая угловая скорость и малое время огневого контакта. Майор Керрисон (A. V. Kerrison) из исследовательской лаборатории Адмиралтейства в Теддингтоне разработал первую версию ПУАЗО, решающую эту проблему – Kerrison Predictor (в США выпускался как M5 Antiaircraft Director). Прибор оказался способен поразить все, что летит по прямой, и был особенно эффективен против пикирующих бомбардировщиков. Однако он также включал более 1 000 прецизионных деталей и весил более 230 кг, несмотря на то, что большая часть его была изготовлена из алюминия. Учитывая потребности RAF в алюминии, Predictor оказался слишком сложным для массового производства. В комплекте с прибором также шел дизель-генератор для его работы, что еще более затрудняло его применение. Sperry создали аналог этого прибора чуть ранее, более быстрый и точный (и еще более сложный и дорогой, 11 000 деталей, более 400 кг веса) M7 Computing Sight, тем не менее Kerrison No.7 массово использовался армией США. Интеграторы Форда – это не только море. Аналогичные системы использовала вся американская армия. US Navy Mk IV Torpedo Data Computer – самый продвинутый компьютер управления торпедным огнем Второй мировой войны, легендарный бомбовый прицел Norden, чья разработка обошлась в сумму чуть меньшую, чем атомная бомба, и такой же секретный, инерциальная платформа наведения Bendix ST-120 Stabilizing Platform для ракеты Pershing-1. Интеграторы с шариковыми дисками использовались в аналоговых компьютерах наведения систем баллистических ракет вплоть до середины 1970-х годов (фото https://alchetron.com, http://www.glennsmuseum.com/ и мануал к ракете – Pershing ST-120 Stabilizing Platform Familiarization)Форд тоже продолжал исследования в области баллистических вычислителей, и их венцом стала Ford Mark 37 Gun Fire Control System с баллистическим вычислителем Ford Mark 1A Fire Control Computer для борьбы с самолетами (лучшая в мире система корабельного ПВО времен Второй мировой войны) и Ford Rangekeeper Mark 8 – вершина систем управления огнём крупной корабельной артиллерии. Эта система использовалась на линкорах класса «Айова» и управляла 16-дюймовыми орудиями всех четырёх судов с момента их ввода в действие во время Второй мировой войны до бомбардировки иракских войск в феврале 1991 года во время войны в Персидском заливе. Последним апгрейдом системы, введенным в строй во время Корейской войны, стал Mark 48 – компьютер для атаки на побережье и ведения непрямого огня по целеуказанию с самолета-разведчика, собственного дрона линкора (с конца 1980-х) или спутника. Mark 48 вычислял параметры стрельбы, затем передавая данные Rangekeeper или Mark 1A, в зависимости от того, какие орудия использовались для бомбардировки.Центральный пост управления огнем на HMS Belfast с Admiralty Fire Control Table и USS Iowa с Ford Mark 37 Gun Fire Control System (фото www.en.wikipedia.org, https://www.reddit.com)Желающие получить больше информации о советских корабельных зенитках могут сделать это в прекрасных статьях «Зенитное вооружение советских линкоров» и «О загадках ПУАЗО советских линкоров и о малокалиберном недоразумении 21-К» здесь же, на ВО.Баллистический компьютер линкоров класса Yamato – Type 98 Hoiban Fire Control Table, был примерным аналогом машин Форда. По центру – план размещения оборудования для управления огнем на линкорах «Айова», легендарный Mark 1A Fire Control Computer весом 1 300 кг, для работы требовалось более 20 сервоприводов, суммарно потреблявших 16 кВт. Снизу – схема управления огнем линкоров «Айова» и компьютер для атаки на побережье Mark 48 (фото http://gau-ando.sakura.ne.jp, www.en.wikipedia.org, https://www.okieboat.com/).Итак, проблема баллистических вычислителей была успешно решена американцами к началу Второй мировой войны – их зенитные системы и так уже были лучшими в мире. Осталось добавить последние компоненты: радары и радиовзрыватели. Ванневар Буш И тут на сцене появляется Ванневар Буш.Буш родился в Массачусетсе в семье пастора в 1890 году, в 1913 он закончил престижный частный университет Тафтса, уже зарекомендовав себя как толковый инженер и автор нескольких патентов. Именно тогда в нем проснулся интерес к области, которая оказалась критически важна для войны на Тихом океане (а также для разработки бомбовых прицелов, создания ядерного оружия и т.д.) – принципам решения дифференциальных уравнений с помощью электромеханического моделирования. Кроме того, популярный студент Буш побывал президентом и вице-президентом своего потока и уже тогда показал таланты администратора, в частности, руководя вузовской командой по регби. После университета он поступил на работу в General Electric, в начале Первой мировой войны служил в береговой инспекции ВМС США и одновременно преподавал математику и электротехнику в университете Тафтса, став доцентом. За 1916–1917 годы Буш умудрился получить дипломы инженера в Гарварде и лучшем техническом вузе мира, легендарном MIT. Во время работы в Тафтсе он сотрудничал с American Radio and Research Corporation (AMRAD), руководя их лабораторией, а в 1917 году, после вступления США в войну, перешел на работу в Национальный исследовательский совет (National Research Council). В 1922 году уже в MIT Буш издал первую книгу (Principles of Electrical Engineering). С финалом войны кончились и военные контракты AMRAD. Для того, чтобы поправить дело, Буш вместе с Элом Спенсером (John Albert Spencer) разработал термостатический выключатель и при поддержке Лоуренса Маршалла (Laurence K. Marshall) и Ричарда Олдрича (Richard Steere Aldrich) основал Spencer Thermostat Company (фирма жива до сих пор как Sensata Technologies). В 1924 году Буш и Маршалл объединились с физиком Чарльзом Смитом (Charles G. Smith) для создания стабилитрона тлеющего разряда – нового типа ламп, применяемого для выпрямления тока в цепях питания. Это устройство, получившее коммерческое название «Raytheon» – «божественный луч» совершило революцию в радио, сделав его по-настоящему массовым. До создания стабилитрона блоки питания занимали такой размер, что рации Первой мировой упаковывались в небольшую тележку. В итоге, основанная Смитом в 1922 году American Appliance Company (пытавшаяся производить холодильники) была переименована в Raytheon Manufacturing и в интербеллум стала ведущей корпорацией мира по производству электронных трубок всех видов, сделав Буша миллионером. Мир вашему дому. Эволюция продукции Raytheon от электронных ламп до Raytheon Tomahawk Block IV (фото https://www.ebay.com/ и рекламный плакат Raytheon)В годы войны Raytheon стала основным разработчиком радаров всех типов, что привело к забавному побочному эффекту – в 1945 году инженер компании Перси Спенсер (Percy LeBaron Spencer) случайно подверг воздействию магнетрона шоколадку и изобрел тем самым микроволновую печь. В 1948–1953 годах Raytheon занималась разработкой самонаводящихся ракет, окончательно закрепив свой статус одной из главных военных корпораций мира. Ракеты AGM-65 Maverick, AGM-88 HARM, AIM-7 Sparrow, AIM-9 Sidewinder и знаменитые BGM-109 Tomahawk и FIM-92 Stinger – вот лишь краткий перечень их продукции.В 1923 году Буша избирают профессором MIT, позже в 1936 его аспирантом станет легендарный инженер, математик и криптоаналитик Клод Шеннон (Claude Elwood Shannon), отец теории информации. В 1929 он в соавторстве с нашим следующим главным героем – Норбертом Винером, пишет фундаментальный учебник (Operational Circuit Analysis). Накопив огромный опыт исследований и имея доступ к лучшим в мире лабораториям MIT, Буш возвращается к своему увлечению – поиску аналогий между решением дифференциального уравнения и электромеханическими процессами.Следует отличать дифференциальные анализаторы от простых модельных интеграторов, которые были чрезвычайно популярны в СССР (в силу того, что вплоть до краха Союза количество компьютеров в нем так и не смогло сравниться с потребностями). Типичный интегратор представляет собой куда более примитивную машину – по сути, физическую модель (гидравлическую или электрическую) определенной системы, с настраиваемыми в некоторых пределах параметрами. Эти параметры долго и тщательно выставляются, затем интегратор включается и мгновенно выдает решение дифференциального уравнения в аналоговом виде (как правило, графически). Простой интегратор, в отличие от дифференциального анализатора, не является универсальной вычислительной машиной, он моделирует конкретный процесс, для которого выставлены все нужные параметры.Первый электрический интегратор в нашей стране, как мы уже писали, построил в 1939 году Брук, за что и стал членом-корреспондентом, до этого настолько сложных машин в СССР не было. Интегратор Брука занимал площадь более 60 кв. м., ввод параметров осуществлялся подстройкой резисторов, выбираемых поворотами более чем тысячи колесиков. Для ввода условий было необходимо повернуть каждое в нужное положение, на настройку перед запуском уходило от дня до нескольких недель! Интегратор позволял с некоторым приближением решать дифференциальные уравнения до 6-го порядка. Он использовался в нефтехимической промышленности для расчета уравнений и систем подземной гидравлики и температурных полей. В 1947 году Н. Н. Леновым был создан еще более громоздкий интегратор ЭДА, предназначенный для интегрирования уравнений до 20-го порядка. Апофеозом стало создание в 1955 году на Пензенском заводе по заказу Министерства нефтяной и газовой промышленности чудовищного электроинтегратора ЭИ-С, решающая часть которого представляла сетку площадью двести квадратных метров! Работал он на ламповых операционных усилителях (всего более 8 500 ламп, хватило бы на полтора UNIVAC), потреблял неописуемые 60 кВт (!) электроэнергии и требовал 8 человек персонала. Отечественные источники с гордостью пишут, что крупнее этого монстра не существовало: ЭИ-С позволял моделировать одновременную работу более пятисот эксплуатационных и двухсот пятидесяти нагнетательных нефтяных скважин. Безусловно, это было так, но интегратор еще больших размеров, не был повторен на Западе не из-за технического убожества США, а из-за того, что в эпоху IBM 790 был там никому не нужен. У нас же эта машина использовалась около 15 лет и, кроме нее, было разработано огромное количество узкоспециализированных электрических моделей: для определения магнитного поля в полупространстве (ЭП-41), решения одного бигармонического уравнения в теории упругости (ЭМ-6-БУ) и даже определения момента прекращения продувки в конверторе на конкретной линии Криворожского комбината («Углерод»). В целом в СССР интеграторы, преимущественно для систем уравнений Лапласа, Пуассона и Фурье, использовались до 1980-х годов, играя роль «суперкомпьютеров для нищих», позволяя с большим трудом и не очень точно, зато массово решать сложные инженерные задачи в условиях тотальной нехватки более современной техники. А. Колесов из журнала «Компьютерра» в № 26 за 1997 год рассказал, как были организованы расчёты в лабораториях знаменитого МИФИ: «Первое знакомство с аналоговыми вычислительными машинами… я получил в МИФИ в середине 70-х годов, а на практике мне пришлось столкнуться в 80-м, когда перешел на новую работу и попал в лабораторию моделирования геофильтрационных процессов… Это был здоровый шкаф размером 4х2,5х1,5 метра, в котором находилось коммутационное поле и куча каких-то реле, источников питания, проводов и пр. В отдельных шкафах лежали груды сопротивлений и емкостей разных номиналов.Для судьбы же ЭИ 80-й год стал решающим – в институте вводилась в эксплуатацию первая собственная EC-1022, а в лаборатории – единственная в институте СМ-1. Тем не менее, в конце 1980 года мне удалось стать свидетелем использования ЭИ. Почти неделю два-три сотрудника выполняли расчет электрических параметров модели. Потом в течение двух недель они проводили коммутацию и настройку интегратора. Само вычисление произошло мгновенно – в момент включения рубильника, но съемка и обработка полученных результатов заняла еще пару дней. Затем считался новый вариант – корректировка параметров, запись результатов (еще два-три дня) и т.д. Одновременно я в тестовом режиме решал ту же задачу на СМ-1 (32 Кб оперативной памяти), для которой уже написал соответствующую программу. Решение одного вариант занимало 3–40 минут (модель была очень чувствительна к исходным данным). Коррекция исходных данных для одного варианта и распечатка результатов требовали еще 10–15 минут. Сравнение результатов расчетов на ЭИ и СМ-1 выявили несколько ошибок в программе, но еще больше – ошибок при коммутации и замерах данных на ЭИ.Через пару недель таких параллельных расчетов, начлаб приказал выключить ЭИ и продолжать расчеты только на СМ-1. Уже через год работы на ЕС и СМ ЭВМ нам было даже как-то неловко вспоминать примитивность математической модели, которая была пределом для того ЭИ. Но списали и выкинули его только через 5 лет, когда переезжали в другое помещение – все это время на «протирку контактов» ЭИ ежемесячно выписывалось по пять литров спирта».Начиная с 1927 года, Буш строит свой дифференциальный анализатор – аналоговый компьютер, который мог решать дифференциальные уравнения с 18 переменными. Это изобретение возникло в результате предыдущей работы Герберта Р. Стюарта (Herbert R. Stewart), одного из его магистрантов, который по предложению руководителя в 1925 году создал интеграф – устройство для решения дифференциальных уравнений первого порядка. Другой студент Гарольд Хейзен (Harold Locke Hazen, в будущем – выдающийся электроинженер) предложил расширить устройство для решения уравнений второго порядка. Буш сразу же понял потенциал такого изобретения и вместе с Хейзеном проект был закончен к 1931 году. Именно создание этой машины привлекло к Бушу внимание общественности, администрации президента и лично Франклина Рузвельта, за разработку дифференциального анализатора он был награжден медалью Луиса Э. Леви Института Франклина (сейчас это медаль Франклина, ее вручают выдающимся инженерам, одна из самых престижных наград в мире, которой дважды удостаивались и русские ученые – Боголюбов и Капица).Машина Буша состояла из 6 механических интеграторов (модели Форда) и была настолько продвинутой, что Дуглас Хартри (Douglas Rayner Hartree) из Манчестерского университета привез ее чертежи в Англию, где в течение 1934 года собрал прототип такой же машины, а к 1939 году Metropolitan-Vickers построил еще 4 – для Кембриджа, Королевского университета Белфаста и Королевского авиационного института в Фарнборо. Позже эти машины использовали для расчетов знаменитой «прыгающей бомбы» Vickers Type 464, которой были уничтожены Рурские плотины. Идеи Буша нашли отклик не только в Англии, в Осло в 1938 году была закончена разработка анализатора, основанного на тех же принципах, что и машина MIT, но на 12 интеграторах, что сделало ее самой большой в мире. В США конструкция Буша была воплощена в дифференциальных анализаторах Лаборатории баллистических исследований в Мэриленде и Школе электротехники Мура в Пенсильванском университете в начале 1940-х годов. В начале 1930-х годов Буш обратился к Фонду Рокфеллера, чтобы получить грант на новую машину. Главу отдела естественных наук фонда Уоррена Уивера (Warren Weaver) сначала убедить не удалось. Однако Буш разрекламировал безграничный потенциал своей новой машины относительно научных применений – особенно в математической биологии, любимом проекте Уивера. Также Буш обещал многочисленные улучшения анализатора, в том числе возможность быстро переключать его с одной проблемы на другую, как телефонный коммутатор.В 1936 году его усилия были вознаграждены грантом в 85 000 долларов, выделенных на создание нового устройства, которое позднее назвали Rockefeller Differential Analyzer (RAD). К сожалению, Буш, который стал вице-президентом MIT и деканом инженерного факультета, не мог уделить много времени руководству разработкой, фактически вскоре он самоустранился, занявшись обязанностями председателя Института Карнеги в Вашингтоне. Буш ощущал приближение войны, и у него было несколько научных и производственных идей, которые могли послужить нуждам вооружённых формирований, он хотел находиться поближе к центру сил, где мог бы эффективнее влиять на решение тех или иных вопросов. Рокфеллеровская машина была завершена лишь в 1942 году. Военные сочли её полезной для поточного производства баллистических таблиц для артиллерии. Чудовищный компьютер состоял из 2 000 электронных ламп, 200 миль провода, 150 серводвигателей и тысячи реле, машина весом 100 тонн использовала передовой в те годы метод ввода информации с помощью перфокарт и безостановочно проработала с полной нагрузкой до конца войны, перемалывая сложнейшие дифференциальные уравнения. По словам историка Робина Боаста (Robin Boast),RDA был революционным механизмом и позже был признан одной из важнейших вычислительных машин Второй мировой войны.С рокфеллеровской машиной работал Шеннон, и она произвела на него огромное впечатление. Буш понял, что механические передачи снижали эффективность: чтобы выполнить вычисления, требовалось настроить машину, на что уходило много человеко-часов работы квалифицированных механиков. Новый анализатор лишился этого недостатка. В основе его конструкции был не стол со стержнями, а координатный коммутатор – лишний прототип, пожертвованный Bell Labs. Вместо передачи мощности от центрального вала каждый интегральный модуль независимо приводился в действие электромотором. Для настройки машины на решение новой задачи достаточно было просто сконфигурировать реле в координатной матрице, чтобы соединить интеграторы в нужной последовательности. Считыватель перфоленты (позаимствованный из другого телекоммуникационного устройства – рулонного телетайпа) считывал конфигурацию машины, а релейная схема преобразовывала сигнал с ленты в управляющие сигналы для матрицы – это походило на установление серии телефонных вызовов между интеграторами.Шеннон высказался так: «По сути, это математический робот. Приводимый электричеством в действие автоматон, созданный не просто для того, чтобы снять с человеческого мозга бремя тяжёлых вычислений и анализа, но и для того, чтобы наброситься на математические задачи, не подвластные умственному решению, и решить их».Машины Буша использовались в том числе для Манхэттенского проекта, а самыми мощными стали дифференциальные анализаторы General Electric (первый установлен в Калтехе в 1947 году и обошелся в 125 000 долларов), серия из 4-х таких приборов использовалась до начала 1950-х.Как мы помним, Буш обладал и выдающимися талантами администратора, очень быстро он стал первым вице-президентом MIT и деканом инженерного факультета. В мае 1938 года Буш принял назначение на должность президента Института Карнеги в Вашингтоне. Один из самых престижных НИИ в стране мог позволить тратить 125 000 долларов в месяц на исследования (чудовищная сумма, при том, что RDA стоил всего 85000) – около 2,5 миллионов по нынешнему курсу. Теперь он мог влиять на исследовательскую политику в США на самом высоком уровне и неофициально консультировать правительство по научным вопросам. В том же году он стал председателем Национального совета по аэронавтике (с 1958 года известного как NASA), и он же настоял на создании новой лаборатории в Саннивейле (Калифорния), сейчас – крупнейший в мире центр космических и компьютерных исследований.Весь конец 1930-х годов Буш провел в наблюдении за эскалацией напряженности в Европе, отлично понимая, что дни мира подходят к концу. В то время наука США практически никак не взаимодействовала с правительством, и Буш решил это исправить. Он понимал, что только консолидация разрозненных коллективов, частных компаний и лабораторий и научных центров вместе с вливаниями государственного финансирования помогут подготовиться к войне, а затем и выиграть ее. Напомним, что янки, как и англичане, отведали окопных ужасов Первой мировой войны (хоть и в последний год) и вовсе не горели желанием их повторять, кроме того, они отлично понимали, что грядущая война станет войной технологий и умов. В июне 1940 года, после вторжения немцев во Францию, Бушу, пользуясь своим авторитетом, удалось пробиться к президенту Рузвельту (через его дядю Фредерика Делано, куратора Института Карнеги, сам Рузвельт Буша недолюбливал за его критику нового курса) и представить ему короткий, на одном листочке, документ, содержащий план координации военных исследований страны. Управление научных исследований и разработок По утверждениям современников, Рузвельт размышлял не более 15 минут и тут же утвердил создание Национального комитета оборонных исследований (National Defense Research Committee, NDRC). В 1941 году Комитет был преобразован в Управление научных исследований и разработок (Office of Scientific Research and Development, OSRD), получающее финансирование напрямую от Конгресса и имеющее полномочия тратить его на любые военные исследования.Так за четверть часа Буш стал самым влиятельным ученым в США. Заместитель президента MIT великого физика Комптона, Альфред Лумис (Alfred Lee Loomis) позже высказался, что «среди людей, чья смерть летом 1940 года была бы самым большим бедствием для Америки, президент занимает первое место, а доктор Буш – второе».OSRD имел широчайшие полномочия, относящиеся не только к радиоэлектронике – например, они занимались медицинскими исследованиями, в частности, развернули массовое производство антибиотиков (пенициллина и сульфаниламидов, также известных как стрептоциды). В организации работало 850 штатных сотрудников, OSRD участвовало в выполнении около 2 500 контрактов, на сумму более 536 миллионов долларов (более 10 миллиардов в современных ценах). После войны наследником OSRD стало знаменитое DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) – Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны, второй ведущий военно-научный кластер США, наряду с RAND Corporation. Для тех, кто не в курсе – именно DARPA мы обязаны тем, что уважаемые читатели могут просматривать сейчас эту статью, потому что DARPA – это изобретение и внедрение Интернета, серверов и маршрутизаторов, миникомпьютеров, операционных систем BSD и много другого, без чего мы, в принципе, не представляем современную жизнь. Более того, разрабатывая дедушку WWW – ARPANet, управление опиралось напрямую на идеи Буша, высказанные им в эссе 1945 года (As We May Think) и в нереализованном из-за войны проекте Memex – машине обработки и хранения информации на основе гиперссылок (да, эта идея тоже принадлежит Бушу).Мы уже упоминали о роли компании Raytheon в создании радаров, под это дело Буш создал знаменитую MIT Radiation Laboratory, в которой члены британской делегации Тизарда Таффи Боуэн (Edward George Bowen) и Джон Кокрофт (Sir John Douglas Cockcroft) изготовили магнетрон с резонатором – устройство, более совершенное, чем все, что видели американцы до того, с выходной мощностью около 10 кВт на 10 см, достаточной для того, чтобы заметить перископ всплывшей подводной лодки ночью с самолета. К середине 1941 года Radiation Laboratory разработала радар SCR-584, мобильную радиолокационную систему управления огнем для зенитных орудий – как мы уже упоминали, самый совершенный радар Второй мировой войны, один из главных компонентов истинно кибернетической системы ПВО. Бюджет RadLab составлял невообразимые 4 миллиона долларов в месяц (75 миллионов в ценах 2020 года), там трудилось более 4 000 человек, включая примерно пятую часть лучших физиков планеты. SCR-584 был шедевром техники, способным засечь и отобразить на экране полет 155-мм снаряда.В сентябре 1940 года Норберт Винер обратился к Бушу с предложением создать цифровой компьютер, но тот отказался предоставить финансирование для этого проекта. Буш считал, что война закончится раньше, чем компьютер будет готов. Тогда в 1943 году финансирование предоставила армия, и к декабрю 1945 ENIAC был готов, как раз вскоре после конца войны. В принципе, это можно счесть его ошибкой (хотя Винер бы, конечно, постройку никакого компьютера не осилил), так как проект запоздал именно из-за недостатка финансирования, но справедливости ради янки выиграли войну и без него, а колоссальные вложения Буша в зенитную артиллерию, радары и системы управления огнем как раз оказались критичны для победы. Вообще, он исходил из философии разработки только того, что поможет в войне здесь и сейчас, и часто ходил буквально по лезвию между удачным решением и катастрофическим провалом. Он предпочел радары и радиовзрыватели проекту ENIAC, что было стратегически верно, но чуть не зарубил проект атомной бомбы, не веря, что ее можно закончить до конца войны. Тем не менее, когда в 1940 году от британских физиков из M.A.U.D. commitee пришло подтверждение, что ядерное оружие абсолютно реально, и даже немцы могут им овладеть, Буш немедленно изменил позицию и уже предпринял все возможные усилия для организации Манхэттенского проекта, а в конце войны рекомендовал немедленно применить бомбу против Японии.Следующим важнейшим компонентом системы управления огнем стал бесконтактный взрыватель – третья по секретности военная технология США после ядерного оружия и бомбового прицела Norden, который также представлял собой сверхсложный аналоговый компьютер (в разработку было вложено около 1,5 миллиардов долларов в современных ценах, выпускался с 1932 года и был самым совершенным прицелом Второй мировой войны, позволял при скорости самолёта свыше 500 км/ч с высоты 6 км попадать в тридцатиметровый круг). Бесконтактный взрыватель был абсолютным техническим шедевром своего времени. Миниатюрный радар непрерывного действия вместе с питанием должен был поместиться в снаряд, причем электронные лампы радара должны были выдержать ускорение 20 кДж при выстреле и 500 об/сек в полете. В 1942 году на тестировании зенитной системы только что спущенного на воду крейсера USS Cleveland (CL-55) против беспилотников испытания, рассчитанные на два дня, прекратились в первый же час, поскольку все три дрона были сбиты всего четырьмя снарядами.Чтобы сохранить секрет бесконтактного взрывателя, его использование первоначально было разрешено только над водой, где несработавший снаряд не мог попасть в руки врага, после ударов V-1 по Лондону и Антверпену армия получила разрешение на использование этого оружия на суше. Самолеты-снаряды оказались действительно страшным оружием – несмотря на их техническое несовершенство, британская система ПВО не была рассчитана на противодействие невиданным целям и сбивала не более четверти крылатых ракет. Стоимость их была невелика (не более 1 % от цены бомбардировщика), клепать их можно было миллионами и, если бы V-1 появились в ходе Первой битвы за Британию, неизвестно, чем бы она кончилась, тем более что применение их было чрезвычайно выгодно. Даже с учетом всех потерь ракет, оставшиеся разносили имущества на сумму, куда большую, чем себестоимость V-1, и очень эффективно окупались, не говоря уже о психологическом эффекте от их налетов.M5 gun director (1944 год), легендарный радар SCR-584, снизу – оригинальный американский радиовзрыватель Mark 32,, невероятное чудо техники на 5 лампах (!) в миниатюрном корпусе, секрет был, в конце концов, украден Советами, и рядом мы видим его, так сказать, нелицензионную копию – АР-30 (фото https://military.wikia.org, https://www.allpar.com, https://vikond65.livejournal.com) Однако американская система ПВО была настоящим железным куполом. После развертывания в Британии батарей, аналогичных установленным на линкорах «Айова», доля уничтоженных самолетов-снарядов мгновенно подскочила с 24 % до 79 %. Генерал Фредерик Пайл (Sir Frederick Alfred, 2nd Baronet Pile), командующий ПВО Англии во время Второй битвы за Британию, вспоминал (и писал потом в своих мемуарах Ack-Ack: Britain's Defence against Air Attack during the Second World War):В один из воскресных дней немцы запустили 105 самолетов-снарядов через Ла-Манш, но долетели только три.Он же отметил уникальную особенность Второй мировой войны с точки зрения Союзников – еще более поразительную, если задуматься, чем использование атомной бомбы (и, в отличие от бомбы, полностью ускользнувшую от осознания Советами, Германией, да и вообще всеми прочими сторонами конфликта). Никогда ранее в истории автоматическое оружие не сталкивалось в битве с другим автоматическим оружием. В небе над Британией осенью 1944 года впервые в мире участие людей в битве было чисто номинальным. Люди разворачивали систему ПВО и запускали роботизированные ракеты, и этим их участие в конфликте и исчерпывалось. Далее машины сражались с машинами, человек был лишним и слабейшим звеном в этой битве.Мы увидели начало первой битвы роботов. Человеческий фактор был значительно сокращен, в будещем машины исключат его совсем,писал в мемуарах Пайл. Фактически современное развитие военного дела пришло именно к этому.Немецкое контрнаступление в Арденнах было остановлено, в том числе благодаря развертыванию гаубиц с аналогичными взрывателями, к концу 1944 года их выпуск дошел до 40 000 в сутки. Историк Джеймс Бакстер (James Phinney Baxter III) констатировал:Если рассматривать программу бесконтактного взрывателя в целом – масштаб и сложность усилий ставят ее в ряд трех или четырех самых выдающихся научных достижений войны.Отметим, насколько удивительно гармонично, благодаря таким людям как Буш и Сперри, в США во время войны сплелись власть, бизнес и наука. Фактически ценнейшим из всего значимого, созданного во время войны, стал этот симбиоз, уникальный для США и не повторенный с тех пор ни в одной стране мира. Буш имел просто невероятный конфликт интересов – он был и совладельцем компании Raytheon, получавшей самые сочные военные заказы, и занимал высокие посты в Институте Карнеги и MIT, разрабатывающем оборудование для дальнейшего производства, и одновременно распределял огромные бюджетные средства и отвечал за работу коллективов из десятков ученых. Он действительно был «Tzar of Science», только от него зависело, какой коллектив получит поддержку, какая лаборатория – финансирование и какая военная корпорация – лучший заказ. Естественно, себя Буш не обидел – Raytheon заработала на войне миллиарды. Во время войны OSRD выдавало контракты по своему усмотрению, причем половина бюджетных средств досталась всего восьми организациям. Больше всего средств получил MIT, который был явно связан с Бушем и его приближенными. Буш пытался продавить постановление, вообще выводящее OSRD из-под закона о конфликте интересов, но его усилия не увенчались успехом, в результате чего, он стал призывать к расформированию управления еще в 1944 году, когда большая часть его задач была выполнена.Естественно, он был не во всем прав. Например, V-1 продемонстрировала серьезное упущение в портфолио OSRD: управляемые ракеты. Тем не менее эта ошибка была исправлена сразу же после войны, как мы помним, Raytheon стал ведущим производителем управляемых ракет в США, до начала войны же Буш заявлял: «Я не понимаю, как серьезный ученый или инженер может играться с ракетами».Забавно, но сам Буш так и не доверял ракетам до самой смерти, и в 1949 году в книге (Modern Arms and Free Men) писал, что МБР не будут технически осуществимы «еще долгое время, ...если вообще будут». В своей неприязни к ракетным технологиям он был похож на Кёртиса Лемея, величайший мастер бомбовых ударов в истории так до конца и не признал значимость ракет равной ценности его любимых бомбардировщиков. Забавно вдвойне и то, что позиции величайших стратегических и административных умов США в этом вопросе оказались куда менее прогрессивны, чем позиция Никиты Хрущева, настоящего романтика ракет, у которого ракетным должно было быть все – от танков до крейсеров.Однако вся система в целом отработала просто гениально. К концу войны или по ее итогам были организованы крупнейшие научные кластеры за всю историю человечества – RAND Corporation, DARPA, NASA и еще один важнейший центр на Западном побережье – Стэндфордский индустриальный парк, основанный провостом Стэнфордского университета Фредериком Терманом (Frederick Emmons Terman). Первыми его резидентами стали два его выпускника – Уильям Хьюлетт (William Reddington Hewlett) и Дэвид Паккард (David Packard), известные нам как основатели Hewlett-Packard (а это далеко не только принтеры, HP – это осциллографы, первые миникомпьютеры и научные калькуляторы, первый графический интерфейс в мире, собственные микропроцессоры, серверы и, естественно, много-много военного оборудования). Так началась история того, что сейчас называется Кремниевой долиной, и государственные военные заказы составляли 99 % вливаний в нее (примерно по 10 млрд долларов в год) вплоть до 1980-х годов.В итоге заслуга Буша не только в его научных разработках, не только в мастерском администрировании сложнейшими проектами, благодаря которым американцы выиграли войну, но в самой идее тотального сращивания правительства, военных, ученых и бизнеса в одну колоссальную, несокрушимую гидру технического прогресса, равной которой в истории еще не было. Именно цепочка, разработанная Бушем: бизнес платит налоги – военные просят новое оружие – государство дает грант – ученые разрабатывают – компании производят – получают прибыль – разрабатывают гражданские проекты уже для себя – получают еще больше прибыли – платят налоги, и цепочка замыкается, не была в такой полноте и совершенстве осознана ни одной другой страной в мире. Не только социализму было нечего противопоставить абсолютной, безжалостной машинной эффективности этой схемы (кроме карикатур в «Крокодиле» на продажных западных ученых и буржуев-милитаристов на мешках кровавых долларов), но и ближайшим родственникам американцев – капиталистам-англичанам. Настолько потрясающую логику непрерывного воспроизводства интеллектуальных достижений (и финансов заодно) не постигла ни одно государство в мире, результатом чего и стало доминирование американских компаний на всех высокотехнологичных рынках мира к началу 1970-х и массовое вымирание всех региональных производителей, шведского Data SAAB, итальянского Olivetti, французского Bull, англо-канадских Ferranti и Metrovick и многих-многих других. Все это стало наследием OSRD. После его закрытия Буш надеялся, что финансирование фундаментальных исследований правительством (хотя уже в куда менее радикальных формах) будет продолжено. В 1944 году Рузвельт запрашивает у Буша рекомендации, какие уроки Второй мировой войны необходимо извлечь в области организации науки?Он встретился с Трумэном, сменившим Рузвельта, в 1945 и представил ему доклад (Science, The Endless Frontier), в котором фактически изложил американскую доктрину работы с исследованиями, актуальную до сих пор. В этом меморандуме Буш выступал за финансирование из государственного бюджета фундаментальных научных исследований, проводимых совместно с университетами и промышленными предприятиями. Буш предложил президенту программу реформирования науки из 4-х главных пунктов.Во-первых, как можно скорее сообщить миру о вкладе, который был внесен в войну американцами, благодаря научным знаниям, то есть рассекретить их. Во-вторых, организовать на основе государственной поддержки продолжение той работы, которая была проделана во время войны в медицине и смежных науках. В-третьих, разработать меры для содействия исследовательской деятельности государственных и частных организаций. В-четвертых, предложить эффективную программу выявления и развития научных талантов среди американской молодежи, для того чтобы уровень будущих научных исследований в США был сопоставим с тем, что было сделано во время войны.Он писал:Сегодня все понимают, что авторами всех замечательных изобретений являются яркие индивидуальности, но при этом редко задумываются о том, что для них нужно создавать соответствующие условия… Правительство должно поддерживать фундаментальные исследования; финансировать следует конкретных ученых, а не проекты… Необходимо финансировать наиболее перспективных исследователей, а потому поддерживать тех студентов, которые посвящают себя науке, вне зависимости от послужного списка и финансовых возможностей.В 1946–1947 годах продолжались дебаты в Конгрессе между сторонниками своеобразного социализма в науке, а-ля СССР – назначением президентом особого администратора и отчуждением патентов на изобретения в пользу государства, и подходом Буша:Дайте людям деньги и свободу, и они вернутся к вам с чем-то полезным.В итоге закон забуксовал, и военные закрыли нишу, создав свое собственное Управление военно-морских исследований (Office of Naval Research, ONR). Война приучила многих ученых работать без бюджетных ограничений, налагаемых довоенными университетами, они охотно искали финансирование у военных, и в итоге Буш помог создать Объединенный совет по исследованиям и разработкам (Joint Research and Development Board, JRDB) армии и флота, председателем которого он и стал. После принятия Закона о национальной безопасности 26 июля 1947 года Бушу в 1950-м удалось, наконец, продавить закон о создании Национального научного фонда (National Science Foundation, NSF). К 1953 году Министерство обороны тратило 1,6 миллиарда долларов в год на исследования (около 16 миллиардов в нынешних ценах).Много это или мало по сравнению с СССР? Проще всего произвести перерасчет в золоте. Как мы помним, Хрущев выделил на строительство Зеленограда 4 тонны желтого металла. Если мы обратимся к ценам за тройскую унцию в 1953 году (примерно 35 долларов), то нехитрая математика приведет нас к тому, что американцы тратили на науку в год около 1 300 тонн золота – в тридцать раз больше, чем мог позволить СССР! В 1950-е американские физики тратили 70 % своего времени на исследования, связанные с обороной, 98 % денег, потраченных на них, поступило либо от Министерства обороны, либо от Комиссии по атомной энергии (AEC), которая заменила Манхэттенский проект. С 1947 по 1962 год Буш входил в совет директоров AT&T. Он ушел в отставку с поста президента Института Карнеги и вернулся в Массачусетс в 1955 году. Скончался он в Массачусетсе в 1974 году, на его поминках профессор Джером Визнер (Jerome Bert Wiesner), председатель Консультативного комитета президента по науке (President's Science Advisory Committee, PSAC), заявил: Ни один американец не оказал большего влияния на развитие науки и техники, чем Ванневар Буш.В 1998 году комитет по науке Конгресса США опубликовал меморандум (Unlocking Our Future Toward a New National Science Policy), в котором признал, что основой государственной политики по отношению к науке остаются взгляды Ванневара Буша, выраженные в его программе «Наука – путь в бесконечность».Наконец, нам осталось изучить достижения короля кибернетики, самого Норберта Винера, которого так ненавидели и ценили в СССР. Именно его идеями вдохновлялись советские ученые, вот только король, увы, оказался голым. Но об этом в следующей части.]]> https://topwar.ru/187039-rozhdenie-sovetskoj-pro-ot-bitvy-za-britaniju-do-kibernetiki.html https://topwar.ru/187039-rozhdenie-sovetskoj-pro-ot-bitvy-za-britaniju-do-kibernetiki.html 187039 Thu, 16 Sep 2021 18:00:30 +0300 native-yes М-5 К разработке М-5 были привлечены лучшие инженерные и конструкторские силы ИНЭУМа: В. В. Белынский, Ю. А. Лавренюк, Ю. Н. Глухов и другие, развернулись работы по проектированию и выпуску конструкторской документации. Забегая вперед, скажем, что пилотный экземпляр М-5 был построен, отлично принят и, естественно, не пошел в серию, Брук был снят с поста директора ИНЭУМ, а Карцев вынужден уйти в Минрадиопром, где его в итоге догнобили окончательно.История звучит подозрительно знакомо, не так ли? За что же поперли Брука? Чтобы продвинуться дальше и разобраться в дальнейших приключениях Карцева и хитросплетениях интриг вокруг его машин, нам нужно снова сделать отступление, иначе мотивы многих участников станут непонятны. Дело в том, что история Брука тесно связана с падением еще двух гигантов отечественной компьютерной мысли – Китова и академика Глушкова, о которых мы уже упоминали. И здесь мы ступаем на очень зыбкую почву, чтобы разобраться в одном из величайших мифов Советского союза – мифе о кибернетике. Китов, Берг и Глушков были наказаны именно за свои кибернетические устремления, точнее – за желание построить и исследовать систему оптимального управления плановой экономикой с помощью сети ЭВМ. В чем же тут миф? Ведь всем известно, что в СССР гонения на кибернетику привели к огромному отставанию в области компьютеров, вот Китов с Бергом и попали под пресс? На самом деле все куда сложнее и речь идет даже о двойном мифе, с которым мы и постараемся разобраться. Для этого, однако, нам нужно понять, каковы истоки кибернетики на Западе, что это вообще такое, как она развивалась и как, а главное, с каким результатом, попала в СССР. Что мы знаем о кибернетике? Словами классика – ничего, да и то не все. Всем известны гонения на нее, вроде как чуть не погубившие советскую компьютерную науку, кто-то слышал про какую-то биологическую, техническую и прочую кибернетику, кто-то вспомнит Норберта Винера, кто-то скажет, что это устаревшее название информатики. Парадокс в том, что книг по кибернетике в СССР издавалось огромное количество, существовали целые факультеты этой науки (а некоторые, как знаменитый факультет вычислительной математики и кибернетики МГУ существуют и поныне, хотя забавно то, что классическую кибернетику там вообще никогда не изучали!), но при этом, что же это такое – толком не знает никто. Что-то околокомпьютерное и очень важное, наверное?Кибернетика в современном смысле слова родилась в США, поэтому будет уместно применить классическое западное определение этой науки. Это трансдисциплинарный подход, изучающий общие черты регулируемых систем, их структуру, возможности и ограничения. Фактически, нефилософское содержание этого понятия заключено в дисциплине «Теория автоматического управления». Философская же часть рассматривает куда более абстрактные вопросы, пытаясь перевести диалог в сторону универсальных закономерностей развития социума, экономики и даже биологии (отметим, что здесь как раз ее содержательная часть крайне мала и не привносит ничего нового, по сравнению с традиционными методами данных наук, разве что, кроме самой идеи, что любые саморегулирующиеся системы концептуально похожи). Чтобы понять, что случилось с Бруком и Карцевым, почему был закрыт проект М-5 и почему уже упоминаемый нами академик Глушков так и не смог реализовать ничего из задуманного, нам надо откатиться немного назад и посмотреть, как развивались науки об управлении в 1930–1950 годы.Естественно, переломным моментом послужила Вторая мировая война. Этот конфликт был так же по-своему уникален, как и Первая мировая. Та война была последней, по сути, классической тотальной войной – несмотря на то, что в ходе ее появились разнообразные технические новинки, назвать ее войной технологий уместно лишь отчасти. Отравляющие газы, первые танки и аэропланы, естественно, оказывали локальное влияние на ход конфликта, но в глобальной перспективе исход войсковых операций, как во времена Наполеона, решали огромные массы пехоты и артиллерия. Вторая мировая война же в этом качестве радикально отличалась, особенно для союзников. Никаких миллионов солдат, месящих грязь и годами гниющих в окопах от моря до моря за десятью рядами колючей проволоки на западном фронте больше не было. Вторая мировая была, прежде всего, войной интеллектов и машин. Радары, бомбовые прицелы, управляемое оружие и венец всего – атомная бомба. Война перешла в принципиально иную плоскость, это было соревнование научных и инженерных коллективов, разрабатывающих принципиально новые математические и технические инструменты для их использования в бою. Прорыв в понимании реалий новой стратегии и тактики совершили, прежде всего, англосаксы, и тому есть причина. Англия и США (хоть и провели жестокую наземную кампанию в Первой мировой), по сути, были морскими державами, их удачное расположение просто вынудило их делать ставку на флот (а позднее – и на авиацию), вместо мясных пехотных баталий (естественно, были и баталии, но никакого результата они не принесли – по итогам Первой мировой войны оказалось, что заваливание трупами окопов не дает для победы ровным счетом ничего, а население в лучшем случае начинает бунтовать, в худшем – просто кончается).В результате обе страны в интербеллум очень быстро осознали (в отличие от континентальных держав), чем и как будет вестись и, главное – выигрываться, следующая глобальная война. Кроме этого, до появления авиации вершиной военного хайтека, rocket science 1920 –1930 годов был флот. Некоторые технические решения, примененные в линкорах серии «Айова», поражают даже сейчас.Командование ВМС было вынуждено издать инструкцию, напоминающую морякам, что внешнее впечатление ошибочно. Толстобокий монстр превосходит по маневренности любой современный корабль. Еще во времена Второй мировой было отмечено, что тактический диаметр циркуляции «Айовы» (740 метров) был меньше, чем у эсминца типа «Флетчер»… Стремясь продлить ресурс механизмов, янки никогда не выводили ГЭУ на полную мощность. Достигнутое на практике значение (221 тыс. л. с. – солидный результат, в 1,5 раза больше, чем у атомного «Орлана») соответствовало 87 % от установленной мощности силовой установки линкора. В форсажном режиме и при наличии четверти миллиона лошадей» на валах винтов, «Айова», по расчетам, могла развивать до 35 узлов.…Совокупность боевых качеств (недостижимая для современных кораблей боевая устойчивость, ракетно-артиллерийское вооружение и статус крупных кораблей 1-го ранга) сделали «Айову» достойной модернизации и продления сроков её службы. При этом службы не в роли блокшива или плавказармы. Ярчайшие звезды первой величины, линкоры были выбраны на роль флагманов боевых групп. 50 лет в первых рядах – какой корабль в истории демонстрировал подобный результат? …Все понимали, что в случае начала боевых действий, придется отвлекать значительные ресурсы для противодействия подобному кораблю.А Вашингтонский морской договор 1922 года и Лондонский морской договор 1930 года, вообще, существенно ограничивали постройку кораблей сравнимого класса, подобно тому, как сейчас ограничивают ядерное оружие – одно это уже дает понять, насколько серьезной силой в то время, и не без основания, считались флоты. Также война на море требовала гибкого мышления и принципиально иной тактики и стратегии на всех уровнях, что, в сочетании с огромной сложностью и ценой кораблей, превращало флот в прекрасную кузницу кадров, в полной мере осознающих всю важность развития военных наук. В результате уроки Первой мировой войны континентальными державами не были усвоены: в отношении стратегии, тактики и геополитики в своем понимании мира не далеко ушли от эпохи Наполеоновских войн. Ни Германская, ни Российская империя даже близко не подошли к развитию флота на уровне Великобритании с ее четырехсотлетним опытом войны на море.Практически тактическое ядерное оружие по меркам 1930-х – линкор «Айова» во всей красе (фото https://en.wikipedia.org). Справедливости ради, вины их в этом нет – жизнь на острове и геополитика острова, естественно, радикально отличается от континента. Англичане и американцы попробовали в 1914–1918 классическую войну старой школы («Die erste Kolonne marschiert... die zweite Kolonne marschiert»), и она им категорически не понравилась. В итоге Вторая мировая, по сути, представляла собой две параллельные войны, совсем не похожие друг на друга. Англосаксы увлеченно громили врага с помощью радаров, бомбардировщиков, авианосцев и подводных лодок, а на континенте несчастный СССР изображал Верден под Сталинградом и Ржевом.В Англии же уже в 1915 лорд Тивертон пишет статью «Lord Tiverton’s System of Bombing», вводящую концепцию стратегических бомбардировок. В 1917 году в Англии же вышла передовая книга «Aircraft in Warfare: The Dawn of the Fourth Arm», написанная визионером и промышленником Фредериком Ланчестером (Frederick William Lanchester), пионером британского автомобилестроения, на четыре года опередив знаменитую «Il Dominio dell’Aria. Probabili Aspetti della Guerra Futura» итальянца Джулио Дуэ (Giulio Douhet). За год до этого Ланчестер разработал первую в мире систему дифференциальных уравнений для исследования соотношения сил в разных видах боя (так называемые, линейный и квадратичный законы Ланчестера, у нас аналогичные соотношения вывел в 1915 году М. П. Осипов, описав дифференциальными уравнениями процесс сражения между двумя эскадрами, но из-за революции и общего довольно медленного осмысления итогов Первой мировой войны, его вклад был утерян на долгие годы).Без преувеличения можно сказать, что Вторая мировая война стала войной самолетов – именно с сороковых годов авиация стала играть важнейшую роль в конфликтах любого уровня. Практически все традиционные методы и инструменты войны – от линкоров до укрепрайонов оказались бессильны перед массированными налетами, технологическое превосходство в авиации позволяло карать противника, как угодно, когда угодно и где угодно на своих условиях. В силу вышеописанного, максимально активны в развитии и использовании авиации были американцы и британцы, и неудивительно, что именно они вложили колоссальное количество интеллектуальных ресурсов в инженерное и математическое обеспечение новых методов войны. Так были открыты теория автоматического управления, математическая теория операций и математическая теория игр. И из всего этого переплетенного клубка в 1948 году появилась классическая кибернетика.Идея войны в воздухе была осознана на Западном фронте практически мгновенно, а уж какой переворот произошел в стратегических идеях после Второй мировой! Сверху – оригинальная карта, на которой показаны города, находящиеся в радиусе действия бомбардировщиков RAF в 1915–1918 годах. Красными звездами отмечены города, подвергшиеся бомбардировкам Антанты еще до налетов Gotha на Лондон. Первое издание «Aircraft in Warfare: The Dawn of the Fourth Arm» вышло еще во время Первой мировой войны. Снизу – книги о теориях, которые так и не были усвоены континентальными армиями (фото https://vfpuk.org/, http://www.lanchesterinteractive.org, www.amazon.com)Гиперинтенсивное развитие техники в интербеллум привело к тому, что впервые в истории человек оказался самым бесполезным, ограниченным и ненадежным элементом боевой машины, и больше всего это коснулось авиации. Проблема была в высоте и скорости, на которую не были рассчитаны человеческие органы чувств. Просто пилотировать самолет было доступно без проблем и не аугментированному человеку, сражаться на более-менее одинаковой высоте с противником более-менее одинаковой скорости – сложно, но тоже возможно. Проблемы возникали тогда, когда нужно было поражать цели с большой дистанции и с сильно отличающимися скоростями, возникающие в прицеле на доли секунды – в бомбометании (особенно с больших высот по целям меньше города) и вообще атаке наземных целей и в противоположной задаче – ПВО в широком смысле слова, от защиты медленных бомбардировщиков от скоростных маневренных истребителей до обороны городов и кораблей от авианалетов. Итак, примерно к 1935 году разрушительный потенциал авиации стал очевиден англосаксам, но возникла огромная проблема в его использовании. Традиционные методы наведения самолета на цель (или орудия на самолет), основанные на слабых человеческих зрении и слухе, а так же слабых человеческих вычислительных способностях, не могли работать в условиях новых высот и скоростей. В результате потребовался целый спектр выдающихся технических и математических инноваций, для того, что бы массированные авиаудары стали действительно грозным оружием, равно как и для защиты от этого оружия. Радар Сначала появился радар. История этого прибора хорошо освещена и нет необходимости ее повторять, отметим лишь, что в 1930-е с радарными технологиями экспериментировали все развитые технически страны – Германия, Франция, СССР, США, Италия, Япония, Нидерланды и Великобритания, но только англосаксы уже к началу войны смогли развернуть полноценную сеть радаров, покрывающих побережье, полностью осознав, что грядущая война станет, прежде всего, войной авиации. Нас интересует не столько сама технология радиолокации (благо она была почти одновременно и почти независимо разработана вообще всеми участниками будущей войны), сколько две удивительные инновации, до которых додумались в 1930-е только англичане, и сам радар без них был абсолютно бесполезен. Речь идет о первой полноценной системе ПВО и ее математическом обеспечении – теории операций. Эти темы в отечественных источниках по традиции освещены куда хуже, в силу того, что ни СССР, ни Германия, несмотря на наличие еще до войны таких же прототипов радаров, к началу конфликта не додумались до грамотной стратегии их использования. В итоге, в отличие от британцев, хорошо подготовившихся еще в тридцатые и успешно выигравших свою битву за остров, нам и немцам пришлось учиться всему прямо на ходу, результат этого хорошо известен.Как только Гитлер пришел к власти, в марте 1934 он немедленно денонсировал положение о разоружении, и англичане мгновенно сделали из этого правильные выводы. Весной того же года британский физик и инженер Альберт Роу (Albert Percival Rowe), помощник по вооружениям Гарри Уимпериса (Harry Egerton Wimperis), инженера-авиатора и директора по научным исследований в министерстве авиации, подготовил шефу доклад о необходимости развертывания полноценной системы ПВО. Предложение было немедленно одобрено министром авиации, лордом Лондондерри (Charles Vane-Tempest-Stewart, 7th Marquess of Londonderry). Министр поручил выдающемуся ученому, ректору Имперского колледжа науки и техники Генри Тизарду (Sir Henry Thomas Tizard) создать и возглавить «Комитет по научному изучению противовоздушной обороны».Дальнейшая история хорошо известна – член Комитета суперинтендант радиоотдела Национальной физической лаборатории Роберт Уотсон-Уатт (Sir Robert Alexander Watson-Watt) предложил концепцию радара, и в 1936 году Министерство ВВС создало экспериментальную радарную станцию Боудси и выделило отдельное подразделение – Командование истребителей RAF с исследовательским центром в Биггин Хилл в Кенте для изучения того, как радиолокационная цепь может быть использована для перехвата самолетов.Так началось развертывание первой в мире полноценной системы радионаблюдения – Chain Home, сети радиолокационных станций на восточном побережье, к 1938 году число радаров дошло до 20, а в 1939 они были дополнены системой Chain Home Low, способной обнаруживать и низколетящие самолеты. В результате была решена первая проблема – аугментации человеческих органов чувств для обнаружения того, что сами люди обнаруживать не в состоянии. Вторая проблема заключалась в создании комплекса управления огнем – даже если радары могли показать цель, этого было мало, необходимо было соответствующим образом наводиться на нее, и скорость реакции, и вычислительные способности человека тут тоже были явно недостаточными. Британцы и американцы пошли здесь изначально принципиально разными путями, которые, в свою очередь, привели к двум важнейшим теоретическим прорывам. Первая в мире система ПВО Когда разворачивалась система Chain Home, автоматических баллистических вычислителей еще не было, и британцы не спешили их создавать, понимая сложность проблемы. Тем не менее параллельно с развитием сети радаров, они впервые в мире построили полноценную систему ПВО, хотя и без компьютеров. Как им это удалось? Они использовали небольшую лазейку в неумолимой сложности наведения на быстродвижущуюся цель – это несложно сделать, если твоя скорость совпадает с атакующим, так что они просто отправляли перехватчики! К концу 1937 года англичане разработали комплекс из радарного обнаружения атакующего самолета и радарной системы сопровождения и наведения истребителей ВВС обороны побережья. Естественно, такое взаимодействие было чрезвычайно сложным – как часы должен был отработать механизм, состоящий из самых уязвимых и ненадежных звеньев – людей, но в итоге британцы в своей сети смогли эмулировать своеобразный человеческий компьютер. Сначала операторы радаров наблюдения должны были обнаружить цели, определить их направление и высоту и подать сигнал тревоги, затем необходимо было, спрогнозировав точку пересечения побережья врагом, определить ближайшую авиабазу в зоне досягаемости и послать в точку перехвата звено истребителей, не забыв о радарной подсветке врага.Управляемая Главным маршалом авиации, шефом Истребительного командования RAF Хью Даудингом (Hugh Caswall of Tremenhere,1st Baron Dowding) первая в мире интегрированная система ПВО, известная как «Система Даудинга», показала выдающиеся результаты в Битве за Британию. Справа-налево, сверху-вниз: цепочка управления Даудинга для сектора ПВО, причем здесь не показаны радары, которые все еще были официально засекречены на момент публикации. Оперативный зал No. 11 Group, известен как «Бункер битвы за Британию». На столе для черчения многочисленные графики. Секторные часы на стене за картой имеют цветные 5-минутные области, соответствующие цветам на графиках. Над часами находится главная доска, на которой отображается состояние различных аэродромов и их эскадрилий. Один из наиболее развитых пунктов управления был создан для No. 10 Group, расположенной на базе RAF Box в Уилтшире. Офицер ROC определяет координаты вражеской группы самолетов, засеченной визуально. Цепочка радаров на побережье. Трансмиттер Type T3026, позже знаменитой своими транзисторными компьютерами фирмы MetroVick (фото https://en.wikipedia.org).Естественно, любой компьютер, даже распределенный и состоящий из людей и машин нуждается для работы в четком математическом алгоритме, но никто в мире доселе не сталкивался с такой логистической задачей оптимизации. Британцы осознали остроту проблемы очень быстро, но, к счастью, в их историческом бэкграунде уже были примеры успешного решения похожих проблем. Пионером исследования алгоритмов оптимизации является знаменитый математик, механик и компьютерный ученый Чарльз Бэббидж (Charles Babbage), еще в 1840 году решивший проблему оптимальной организации британской почты, что привело к появлению знаменитой системы Penny Post, так же им была разработана оптимальная, с точки зрения нагрузки и пропускной способности, Great Western Railway. Естественно, исследования, которые можно отнести к математической теории операций, проводились не только в Британии, широко известен, например, фундаментальный труд датского математика и инженера Агнера Эрланга (Agner Krarup Erlang) «The Theory of Probabilities and Telephone Conversations», изданный в 1909 году и заложивший основу теории массового обслуживания. В общем, теоретически англичане были вполне подготовлены, чтобы осознать проблему и решить ее. Группа Биггин Хилл, тесно сотрудничая с учеными из Боудси, провела серию экспериментов в 1936–1938 годах, направленных на интеграцию радарной системы раннего предупреждения, систем наведения и управления, командования истребителями и зенитной артиллерией. Ведущий аналитик и математик команды Патрик Блэкетт (Patrick Maynard Stuart, Baron Blackett), позже – Нобелевский лауреат по физике, отмечал:Эксперименты в Биггин Хилл были первым шагом на пути к созданию полноценных секций операционных исследований (ОРС), которые в конечном итоге были прикреплены к командованию всех трех служб.В официальном издании U. K. Air Ministry – «OR in RAF», позже отмечалось, что эксперименты в Биггин Хилл важны с исторической точки зрения по двум причинам. Во-первых, они привели к разработке концепции, которая выиграла Битву за Британию и, во-вторых, они ознаменовали начало эры тесного сотрудничества между офицерами и ученым в изучении операционных задач, которое достигло огромного успеха во время войны и сохранилось с нами по сей день.Впервые в истории победа в войне зависела в равной степени как от доступных материальных ресурсов, так и от работы математиков и аналитиков. С 1937 года до начала войны ученые из Боудси и Биггин Хилл принимали участие в ежегодных учениях по противовоздушной обороне, проводимых штабом истребительного командования RAF. Роу занял пост суперинтенданта исследовательской станции Боудси, впервые ввел термин «исследование операций» для описания их задачи и сформировал две группы. Команда под руководством Эрика Уильямса (Eric Charles Williams) изучала проблемы обработки данных от цепочки радаров, вторая команда Дж. Робертса (G. A. Roberts) изучала оперативные залы истребительных групп и работу диспетчеров. В 1939 все группы были объединены в Стэнморскую исследовательскую секцию, позже – Секция оперативных исследований (ORS) Истребительного командования. К лету 1941 года Министерство ВВС признало ценность работы, проводимой в Истребительном командовании RAF, и было решено создать такие же секции во всех подразделениях RAF в стране и за рубежом, а также в армии, Адмиралтействе и Министерстве обороны. Большинство аналитиков и руководителей британских программ исследования операций были учеными (в основном физиками, но было даже несколько биологов и геологов), инженерами или математиками, впервые в мировой практике. К концу войны число сотрудников ORS выросло до 1000 человек. В процессе британцы осознали, что от рекрутов в ORS требуется скорее не столько формальная научная подготовка, сколько гибкий разум, настроенный на то, чтобы подвергать сомнению предположения, разрабатывать и проверять гипотезы, собирать и анализировать большое количество разнообразных данных. Доктор Сесил Гордон (Cecil Gordon), генетик, занимавшийся разработкой планов полетов для Берегового командования RAF, писал:Полное пренебрежение к границам между дисциплинами, готовность исследовать любые проблемы… были освежающим контрастом по сравнению с жесткой специализацией, которая развилась во всех других отраслях науки. ORS вновь вернула атмосферу периода основания Королевского общества.Как и Гордон, многие из британских ученых и ученых стран Содружества, работавших в ORS, были выдающимися людьми. Одно только Береговое командование могло похвастаться четырьмя стипендиатами Королевского общества, кроме уже упоминавшегося Патрика Блэкетта: Джоном Кендрю (John C. Kendrew), Эваном Уильямсом (Evan J. Williams), Конрадом Ваддингтоном (Conrad H. Waddington) и Джоном Робертсоном (John M. Robertson). Так же его состав украшал член Австралийской национальной академии Джеймс Рендел (James M. Rendel). В будущем два из них – Блэкетт и Робертсон, стали Нобелевскими лауреатами. В общем, британцы, как и американцы в случае с транзистором, очень мудро использовали принцип – соберите вместе кучу выдающихся людей, дайте им денег, поставьте задачу и не трогайте, в итоге они придут к вам с наилучшим возможным решением за кратчайшие сроки. Увы, этот принцип полностью противоречил идее партийно-социалистической науки СССР.Схема работы системы обнаружения и противодействия в Битве за Британию (фото https://www.battleofbritain1940.net)Немалая часть заслуг в определении понятия исследования операций и кодификации его научных правил, а также в определении организационной и административной структуры британских ORS принадлежит выдающемуся ученному Патрику Блэкетту. В декабре 1941 года, незадолго до ухода из Берегового командования RAF в Адмиралтейство, Блэкетт подготовил документ под названием «Scientists at the Operational Level», в котором изложил свое видение использования науки в военных подразделениях. Этот документ многие считают краеугольным камнем современных методов исследования операций, а Блэкетта – одним из отцов ORS. На самом деле этот замечательный человек действительно своим интеллектом стоил лишней армии. Работая в Королевском авиационном институте (RAE), он собрал команду, которую иронично называли «Кругом Блэкетта», разработавшую методы оптимизации зенитного огня настолько, что количество снарядов на сбитый самолет с их помощью уменьшилось от 20 000 в 1940 году, до 4 000 – в 1941. После этого Блэкетт перешел из RAE в ВМС, сначала работая в Береговом командовании RAF, а затем в Адмиралтействе с самыми выдающимися людьми британской науки. Блэкетт математически оптимизировал размеры конвоев союзников и соотношение транспортов к судам сопровождения, что позволило увеличить пропускную способность конвоев и одновременно повысить их безопасность; исследовал восприятие цвета для разработки усовершенствованного камуфляжа противолодочных самолетов, что привело к увеличению результативности атак на подлодки на 30 %, показал, что максимальные повреждения подлодке в большинстве случаев можно нанести, изменив датчики глубины в бомбах на срабатывание на уровне 25 футов, вместо 100, как их выставляли изначально. До этого изменения в среднем 1 % лодок топился при первой атаке, после него – около 7 %. Ошибка выжившего Самым известным его исследованием стало открытие когнитивного искажения, позже названного «ошибка выжившего». Анализируя самолеты, возвращавшиеся после бомбежек немецких городов и выглядевшие как решето, командование попросило конструкторов добавить брони в места с максимальным количеством пулевых отверстий. Блэкетт резонно возразил, что добавлять броню нужно, наоборот, в те места, где пулевых отверстий не было, ведь это означает, что если туда бы попали, то самолет бы уже не возвращался.Летом 1940-го, вдохновленные Chain Home, немцы попытались повторить успех британцев в разработке ПВО, возведя так называемую «Линию Каммхубера» из РЛС, прожекторов, зенитных орудий и групп истребителей, впрочем, эффективность ее была не слишком высока. Блэкетт проанализировал статистически соотношение потерь истребителей и бомбардировщиков при прорыве этой линии, в результате отделом ORS были разработаны рекомендации по оптимальной плотности строя самолетов, минимизирующей угрозу немецких перехватчиков.На суше отделы оперативных исследований Армейской группы оперативных исследований (AORG) Министерства снабжения были высажены в Нормандии в 1944 году и следовали за британскими войсками в продвижении по Европе. Они анализировали, среди прочего, эффективность артиллерии, воздушных бомбардировок и противотанковой стрельбы. Собственно говоря, они анализировали вообще все, что попадалось им на глаза. Среди научных достижений теории операций – удвоение процента попадания в цель при бомбардировке Японии за счет того, что летным часам в учебке отвели не 4 % времени, как раньше, а 10 %, доказательство того, что три является оптимальным числом для группы подлодок в «волчьей стае»; выявление поразительного факта, что глянцевая эмалевая краска является более эффективным камуфляжем для ночных истребителей, чем традиционная тусклая, а заодно и увеличивает скорость полета и снижает расход топлива. Естественно, американцы не остались в стороне и переняли ценнейший опыт ORS уже в 1941–1942 годах, причем начальником первой исследовательской группы при командовании противолодочными силами был назначен сам Уильям Шокли из Bell Labs, будущий отец транзистора! Новаторские работы специалиста по магнетизму Эллиса Джонсона (Ellis A. Johnson) в области тактики минной войны, выполненные им для Naval Ordnance Laboratory, были использованы на Тихом океане с большой эффективностью. К концу войны группа по исследованию операций при командовании военно-морскими силами США уже насчитывала в своем составе свыше 70 научных работников, а командование ВВС организовало свыше двух десятков отделов исследования операций как в тыловых частях, так и в армиях, ведущих боевые действия за границей. Командование ВВС Канады также проявило интерес к вопросам организации и проведения операционных исследований и начиная с 1942 года сформировало три соответствующих отдела. Командования вооруженных сил стран «Оси» методы исследования операций не использовали.Таких примеров можно приводить множество, ясно одно – к 1946–1947 году новая математическая дисциплина была полностью сформирована и испытана на практике, принеся колоссальные плоды. Теория операций Современная теория операций состоит из детерминированных моделей (линейное и нелинейное программирование, теория графов, потоки в сетях, теория оптимального управления) и стохастических моделей (случайные процессы, теория массового обслуживания, теория полезности, теория игр, имитационное моделирование и динамическое программирование) и широко применяется при исследовании стратегии и тактики, планировании работы городских систем, отраслей промышленности, в экономических исследованиях и при планировании техпроцессов. После войны эти направления значительно расширились, особенно в США, где исследование операций пережило настоящий расцвет. Группа по исследованию операций ВМС превратилась в расширенную группу оценки операций, работающую по контракту с Массачусетским технологическим институтом. ВВС США также расширили свои отделы, а в 1948 году командование сухопутными войсками США по контракту с университетом Джона Гопкинса сформировало управление по исследованию операций. В 1949 году объединенный комитет начальников штабов создал группу оценки систем вооружения, первым техническим директором которой был назначен знаменитый профессор физики Филип Морз (Philip McCord Morse, один из основных инициаторов создания ORSA – Американского общества исследования операций в 1952 году и президент Американского физического общества), так же известный как автор первого учебника по этой теме «Methods of Operations Research», изданного MIT в 1951 году. На самом деле книга вышла еще в 1946, но была секретной, впрочем, гриф с нее сняли уже к 1948 году.В том же году ВВС создали исследовательское подразделение при корпорации Douglas Aircraft, позже превратившееся в знаменитую фабрику идей – RAND Corporation. Ее учредили генерал ВВС Генри Арнолд (Henry Н. Arnold), авиаконструктор Дональд Дуглас (Donald Wills Douglas) и великий и ужасный генерал Кёртис Лемей (Curtis Emerson LeMay) – начальник Стратегического командования ВВС США. Зверь Лемей, как его прозвали японцы, человек вбомбивший в каменный век сначала Японию, а затем и Северную Корею (и чуть не вбомбивший Вьетнам, но там ему уже разгуляться не дали), автор самого этого термина, яростный антикоммунист, составитель плана «Operation Dropshot», где предлагалось доставить весь запас атомных бомб в одной массированной атаке, сбросив 133 атомных бомбы на 70 советских городов в течение 30 дней, гениальный стратег, в совершенстве разбирающийся в методах ведения войны (о Лемее, равно как и вообще об американской стратегической школе Второй мировой и ранних лет холодной войны на русском языке практически нет информации, за исключением небольших заметок). «Если бы мы проиграли войну, меня назвали бы военным преступником». Генерал Кёртис Эмерсон Лемей, один из величайших теоретиков современной войны (фото http://josephcrusejohnson.blogspot.com). Уровень заинтересованных лиц лучше всего говорит о значении, которое придавали американцы математическим методам исследования операций, и о том, какие ресурсы они готовы были выделить. Подобным же образом, хотя и не столь интенсивно, происходило расширение фронта исследований операций в Канаде и Великобритании. При этом американцы не брезговали технократами во власти, скажем, пост начальника контрольно-финансового управления министерства обороны США с 1961 по 1965 год занимал Чарльз Хитч (Charles J. Hitch), президент Американского общества по исследованию операций, а в 1973 году глава отделения стратегических исследований RAND Corp Джеймс Шлезингер (James Rodney Schlesinger) был назначен министром обороны США. Поразительно то, что в СССР при плановой экономике и близко не было ни таких think tanks, высшие должности занимали слесари, а технократов в лице Китова, Берга и Глушкова давили всеми возможными силами, и об этом мы как раз и поговорим далее.При этом отметим, что, опять-таки, в странах с рыночной экономикой, в отличие от СССР, развивалось и невоенное применение теории операций. Например, в Англии еще в 1948 был организован неформальный Клуб исследования операций, в 1953 году преобразованный в Общество по исследованию операций (Operational Research Society, ORS), с 1950 года издавался журнал Operational Research Quarterly. Члены Клуба обсуждали вопросы использования методов исследования операций в сфере услуг и во многих областях хозяйства, включая сельское, хлопчатобумажную, обувную, угольную, металлургическую промышленность, энергетику, животноводство, строительство и транспорт. Национальным исследовательским советом США в 1949 году был учрежден Комитет по исследованию операций. Председателем стал Гораций Левинсон (Horace Clifford Levinson), математик и астроном, работавший в области теории относительности, при этом еще в 1920-х открывший некоторые аспекты изучения операций применительно к маркетингу. Параллельно с преподаванием и научной деятельностью он выполнял заказы известной торговой сети Bamberger & Company, впервые в мире изучая покупательские привычки клиентов и их реакции на рекламу, влияния ускоренной доставки на принятие или отказ клиентов от посылок, отправленных по почте. С 1957 года Общества стали проводить международные конференции, к 1960-му образовался стабильный поток книг по теории игр, динамическому и линейному программированию, теории графов и прочим аспектам исследования операций. К 1973 году в США насчитывалось не менее 53 университетских программы по данным специальностям.Итак, мы раскопали первый из корней классической кибернетики. Как мы видим, к 1948–1950 году американское и английское общество полностью прониклось новыми идеями управления и взаимодействия, а так же разработало передовой математический аппарат для применения этих идей и уже обкатало его на практике в ходе Второй мировой войны. Вторым корнем, из которого выросла кибернетика, стала та самая теория автоматического управления. К ней приложил руку малоизвестный у нас, но широко почитаемый на Западе, истинный визионер и гений, человек, настолько много сделавший для организации науки в США и обладавший таким авторитетом, что его в шутку называли русским словом Царь – да-да, именно Tsar! Речь идет о Ванневаре Буше (Vannevar Bush).Как мы упоминали в начале, современная война поставила перед людьми важнейшую проблему – человек уже был не в состоянии эффективно управляться со всеми новыми боевыми машинами. С появлением радаров проблема обнаружения цели получила принципиальное разрешение, а вот проблема атаки этой цели была решена только частично. Зенитный огонь по командам с радарных постов был чрезвычайно неэффективен (вспомните чудовищные 20 000 снарядов на самолет, даже уменьшенные в 5 раз с помощью методов оптимизации – это колоссальная по неэффективности трата ресурсов), поднимать самолеты-перехватчики было решением, но, как показал опыт той же Германии, решение это было далеко не панацеей. К тому же, перехватчики помогали, если дело происходило над сушей. А у американцев была проблема намного, намного серьезнее – для них 90 % войны проходило на колоссальных просторах Тихого океана, главной ударной силой были боевые корабли, и защитить их от атак с воздуха было неразрешимой задачей. По печальной истории «Ямато» и «Мусаси» все помнят, чем заканчивалось столкновение даже самого мощного линкора, способного разнести целую боевую группу из крейсеров и эсминцев с 20–30 самолетами. В итоге янки, естественно, очень быстро осознали, что век линейных кораблей прошел, в войне на море будущее за тем же самым, что и в войне на суше – ударами авиации, но от проблемы защиты уже построенных кораблей их это не избавило. Волей-неволей им пришлось заняться тем, с чем не стали морочится англичане в тридцатые – теорией баллистических вычислителей, способных в режиме реального времени наводиться на атакующие самолеты по командам радара без участия человека. Решающую роль в разработке такого класса устройств (и много-много в чем еще) и сыграл Ванневар Буш.Сама идея устройств такого рода была не нова и появилась тоже на флоте. На корабле перед командой стояла проблема аналогичного самолетам характера – попасть с движущейся орудийной платформы в аналогично движущуюся и активно маневрирующую орудийную платформу. Стандартные методы работы наземной артиллерии, отработанные четырьмя годами мясорубки Первой мировой войны: неспеша установили орудие, достали таблицы стрельбы и логарифмические линейки, пошаманили и после пристрелки и корректировки поразили неподвижную линию окопов – тут не подходили. В случае с кораблем все эти операции должны были происходить чрезвычайно быстро, янки предстояло решить проблему, создав первую в мире классическую кибернетическую систему с использованием компьютеров – полноценный механизм с обратной связью невиданной доселе сложности. Способный мгновенно обнаруживать цели, предсказывать их траектории, наводиться на них, открывать огонь (и не простыми снарядами, а как сказали бы в 1950-е – кибернетическими, с радиовзрывателем) и корректировать его, по мере попыток врага увернутся от обстрела. Американцы блестяще решили проблему, в итоге их ПВО кораблей заслуженно стала лучшей в мире, оставив далеко позади прочие стороны конфликта. Об этом, о Норберте Винере, о том, как кибернетика проникла в Советский Союз, и к чему это привело, мы поговорим далее.]]> https://topwar.ru/186782-rozhdenie-sovetskoj-pro-karcev-i-chelomej-strojat-zvezdnye-vojny.html https://topwar.ru/186782-rozhdenie-sovetskoj-pro-karcev-i-chelomej-strojat-zvezdnye-vojny.html 186782 Fri, 10 Sep 2021 18:00:40 +0300 native-yes По-прежнему собранная едва ли не из металлолома (сотрудники ЭНИН активно разбирали на запчасти немецкие трофеи, как мы уже упоминали), миниатюрная и удобная в управлении М-2 по всем параметрам уделывала чудище разработки НИЭМ. Зная СССР, несложно догадаться, что пошло в серию. Как мы помним, из трех проектов машин 1952–1954 годов «Стрела» была наихудшей – БЭСМ была в 1,5 раза меньше и в три раза быстрее, а М-2 в 6 раз меньше и проще при таком же быстродействии. По сути, традиция смотреть не на характеристики, а на приближенность к партии была встроена в отечественное компьютеростроение прямо в момент его создания. Самое интересное, что попасть в серию у М-2 не было и шанса. Машина была изготовлена совершенно кощунственным для СССР способом – ее не было в Госплане и на нее не было спущено ТЗ. Ее не заказывали и не утверждали чиновники, по сути, Брук, как и в случае с М-1, занимался разработкой компьютера чуть ли не подпольно. В итоге абсолютно все, что нужно было изготовить и собрать, делалось кустарно, на коленке и по частям. М-2 была в несколько раз больше, чем М-1, построить ее силами лаборатории было невозможно. Никакой завод взяться за ее производство без постановления партии, естественно, не мог, в результате пришлось вести производство по частям, договариваясь то тут, то там по всей Москве через личные контакты Брука. Например, постамент машины изготовили на опытном заводе Института горючих ископаемых АН СССР, ОЗУ – на заводе медицинской аппаратуры, логические блоки монтировались в экспериментальных мастерских МЭИ. Изготовленные части поступали в лабораторию для сборки и настройки, а в производство направлялась новая партия документации и т.д. Работая таким способом, через 19 месяцев удалось собрать арифметическое устройство и устройство управления, еще месяц ушел на блок питания и магнитный барабан. Наконец, к декабрю 1953 года был подключен шкаф с ОЗУ, и машина завелась. Что удивительно – эта история повторялась, вообще, во всех разработках самого Брука, его машины создавались все время пиратским способом, без государственной поддержки. Единственным его покровителем был директор ЭНИН АН СССР академик Глеб Максимилианович Кржижановский, творец ГОЭЛРО, эталонный старый большевик и друг Ленина, каким-то невероятным чудом не вычищенный Сталиным в 1930-е (несмотря на его личную неприязнь к нему). Как вспоминал Александр Залкинд, работа над ЭВМ… велась полулегально, сегодня сказали бы, что это хобби руководителя работ и только.Как мы уже говорили, в начале 1950-х машинное время в СССР обладало такой ценностью, что заявки на использование компьютера подавали через министров, у М-2 в этом отношении было преимущество. Оказавшись в своеобразном правовом вакууме, ни к кому формально не прикрепленная, она использовалась вне стандартной иерархии для решения задач, утверждаемых лично Бруком. Естественно, использование такой уникальной для Союза тех лет вещи, как компьютер, не могло в любом случае не породить политики вокруг машины. Брук выделял время для тех задач, которые ему казались интересными (ну и для тех людей, которые могли поспособствовать его избранию в полные академики, членкором, как мы помним, он уже к тому моменту был). Для удобства работы приглашенных ученых он даже организовал группу программистов, постепенно нарабатывающих библиотеку полезных подпрограмм.На М-2 работали специалисты из Института атомной энергии, ИТЭФ, ФИАН СССР, Центрального института прогнозов, Государственного астрономического институт им. Штернберга, МАИ, Института нефти, газа и химии им. Губкина, физфака и мехмата МГУ и другие. Надо отметить, что эта машина действительно принесла много пользы – от расчета опор Братской ГЭС и скважин на Ставропольском газовом месторождении до сугубо теоретических изысканий в области элементарных частиц. Дальше началась, как мы говорили, политика. Брук был тесно знаком с отцами отечественной кибернетики – Соболевым, Ляпуновым, Канторовичем и Китовым. Под кибернетикой мы понимаем ее классический смысл – науку об оптимальных методах управления системами. Канторович и Ляпунов были математиками мирового класса и занимались в том числе экономическими моделями, Соболев, как завкафедрой вычислительной математики мехмата МГУ, всячески их поддерживал, а Китову пришла в голову гениальная по тем временам идея – создать разветвленную компьютерную сеть для Госплана, фактически советский интернет, соединяющий разнообразные управляющие ЭВМ в единую систему. Мы еще вернемся к этой идее, потому что она дорого обошлась всем, кто ее поддержал, отметим пока, что концепцией вычислительной сети заразился и Брук и начал ее продвигать (как потом выяснилось – напрасно).Итак, Брук не был бы собой, если бы не попытался извлечь из М-2 и определенную личную выгоду, он надеялся, что на следующих выборах в АН СССР Соболев, видя какую пользу приносит ему машина, отдаст голос за него. По неизвестным причинам Соболев выбрал Лебедева – тот в одночасье вознесся в пантеон советских научных супергероев, а Брук остался ни с чем. В итоге Брук обиделся и в дальнейшем наотрез отказался сотрудничать с МГУ, и машину свою им давать перестал. Вот как вспоминает об этом Н. П. Брусенцов, конструктор единственной в мире серийной троичной ЭВМ «Сетунь»:Тогда задача была очень простая: мы должны были для МГУ получить собственную машину М-2, которую сделали в лаборатории Брука. Но получилась неувязочка. На выборах академиков Сергей Львович Соболев – наш руководитель – проголосовал не за Брука, а за Лебедева. Брук обиделся и машину не дал. Я пришел к Соболеву и спросил: чем же я теперь буду заниматься? Он мне отвечает: а давайте свою машину сделаем.Вообще, не совсем понятно, что имел в виду Николай Петрович, М-2 существовала в единственном экземпляре и тиражировать ее никто не собирался. Вероятно, Соболев обсуждал с Бруком возможность изготовить еще один экземпляр для МГУ или же переместить М-2 в главный вуз страны? В любом случае сотрудничество ЭНИН и МГУ на этой печальной ноте завершилось, а Брусенцов начал проект троичного компьютера, с которым тоже были чудовищные политико-бюрократические мучения, тем не менее в 1958 «Сетунь» успешно заработала. Максимум пользы, которую извлек Брук из М-2, была реорганизация ЭНИН в 1956 году в самостоятельную Лабораторию управляющих машин и систем АН СССР (ЛУМС АН СССР) под его началом. Из интересного можно отметить, что Брук также проводил первые в стране эксперименты с компьютерными сетями. В 1957 году на первой промышленной выставке в павильоне Академии наук на ВДНХ выносной пульт ЭВМ М-2 был связан телефонной линией с машиной, расположенной на Ленинском проспекте. Машина решала задачи, задаваемые с пульта, и выдавала распечатки на телетайп, посмотреть на такое диво собралась вся выставка. Чуть позже эти опыты помогли Карцеву в разработке комплекса М-4 для дистанционной работы с радиолокаторами. Сама машина отработала 15 лет, конечно, будучи безнадежно устаревшей, что еще раз показывает уровень компьютеризации Союза – на вес золота были даже старые компьютеры. После этого, увы, ее ждала типичная судьба – металлолом.Удивительно, что задолго до Google с их практикой выделять сотрудникам оплачиваемое рабочее время под реализацию их личных идей и проектов, аналогичное начинание внедрил Брук. Пользуясь тем, что машина М-2 была фактически его личным компьютером, он (в то время, когда за машинное время академики буквально дрались) волевым решением выделил воскресенье под развлечения программистов. В итоге сотрудники программировали игровые задачи, задачи диагностики системы и прочие. Из этих развлечений выросли первые в СССР оригинальные алгоритмы перебора, построения справочных систем с логарифмическими записью и поиском и т.д.М-3Машина М-3, наследница первых двух, прошла мимо Карцева, ее разрабатывала группа Н. Я. Матюхина с 1954 года (Матюхин был сильным инженером, хотя и не таким гением, как Карцев, он специализировался на малых ЭВМ, и толковый руководитель Брук, не желая разбазаривать попусту подчиненных, выдал ему собственную задачу, так Карцев отправился делать М-4, а Матюхин – М-3).Сверху – скорее всего, единственные уцелевшие фото машин М-2 и М-3 из архивов ИНЭУМ (http://www.ineum.ru). Снизу – макет машины М-3 в музее Минского производственного объединения вычислительной техники (фото https://museum.dataart.com).Брук был просто закоренелый анархист, поэтому работа производилась снова без специального постановления, опять в инициативном порядке! Фактически в третий раз бы ничего не получилось, если бы в серии М не были заинтересованы сразу три академика – В. А. Амбарцумян (АН Армении), А. Г. Иосифьян (ВНИИЭМ) и С. П. Королев. Как мы помним, в середине 1950-х годов количество компьютеров на весь СССР исчислялось десятком и ни одного из них (за исключением украинской МЭСМ) не было в союзных республиках, естественно, перспектива получить хотя бы одну штуку чрезвычайно их вдохновила. В 1956 на опытном производстве ВНИИЭМ было изготовлено три экземпляра М-3, их поделили участники проекта: сам ВНИИЭМ, Королев и Ереванский математический институт АН Армении. Естественно, ни один завод не брался ее изготовить серийно, так как в планах ее не было, но помог счастливый случай. В это же время белорусы достраивали Минский завод вычислительной техники, они предложили изготовить машину у себя, и Госплан внезапно дал добро (как видим, во времена до Минрадиопрома и МЭП вопросы о выпуске решались как-то попроще). Вспоминает Б. М. Каган, неформально руководивший совместной группой разработки:…Поскольку работа по созданию ЭВМ М-3 была инициативной и не входила в какие-либо планы, то Государственная комиссия во главе с академиком Н. Г. Бруевичем с участием М. Р. Шуры-Буры проявила характер и не хотела принимать машину: мол, родилась незаконно. Но все же приняли. И два года не удавалось по-государственному решить вопрос – запустить ее в серийное производство. В это время организовался Ереванский институт математических машин, и по нашей документации на ЭВМ М-3 этот институт построил свои первые ЭВМ. В те же годы построили завод в Минске, но оказалось, что делать ему нечего. Минчане узнали, что есть машина у Иосифьяна, которую никто не соглашается поставить на серию. И только тогда было принято решение передать документацию на М-3 из ВНИИЭМ на этот завод. Так работа по созданию ЭВМ М-3 стала основой для развития математического машиностроения в Ереване и Минске.М-3 продолжала систему команд предыдущих машин, была миниатюрной (3 шкафа + питание, общая площадь порядка 3 кв. м, потребляемая мощность 10 кВт, всего 774 лампы и 3000 диодов) и имела чуть меньшую производительность – порядка 1 KIPS (в версии с памятью здорового человека, на ферритах, в версии с магнитным барабаном – не более 0,03 KIPS). Вообще, стремление к миниатюризации (вылившееся в чрезвычайно удачные модели малых ЭВМ) родилось у Брука не от хорошей жизни. Как мы помним еще по М-1 (которую пришлось собирать на трофейных купроксах), с лампами у ЭНИН был огромный напряг, и получить даже 200–300 штук было просто высочайшим пилотажем советского блата и пробива (на «Стрелу» при этом выделили суммарно более 50 тысяч, не пожадничали). Вспоминает один из участников создания серии М А. Б. Залкинд, цитата настолько потрясающе характеризует то время, что заслуживает быть приведенной целиком:Машинное время на первых ЭВМ было крайне важно для ведомства, где во главе стоял Борода [Курчатов]. Правой рукой Бороды, ответственным за математику был известный ученый С. Л. Соболев. Он часто бывал на ЭВМ М-1, всячески поддерживая наши работы. Для его коллектива требовалось провести обращение матриц большой размерности… В это время мы начали получать первые отечественные пентоды 6Х4. Попытка заменить немецкие пентоды на отечественные провалилась, так как разброс напряжения отсечки наших пентодов был весьма велик… Работа ЭВМ М-1, даже на тестах, прекратилась. Для Соболева это было весьма неприятно. А для нашего коллектива разработчиков – просто катастрофой. Меня послали в Ленинград на завод «Светлана» с заданием привезти партию в несколько сот ламп 6Х4, прошедших специальный контроль. Для этого изготовили простейший стенд с сетевой вилкой и с одной ламповой панелью, схемой питания для пентода и тестером ТТ для замера тока. Подготовили обычное письмо: «В порядке оказания технической помощи просим разрешить представителю отбраковать ваши лампы 6Х4. Оплату гарантируем…» Перед самым отъездом у нас побывал С. Л. Соболев. Он сказал мне: «Если будут трудности, вам следует позвонить по телефону… В начале разговора произнести слово (Сергей Львович привел название известного всем цветка). После такой подготовки я с трепетом ступил на ковровую дорожку кабинета главного инженера завода «Светлана» Гаврилова. Я еще топтался у входа, когда Гаврилов, не поднимаясь с кресла, спросил: «Подбирать лампы?» Я ответил: «Да». В ответ услышал: «Вон отсюда!..»Грустно поплелся я в гостиницу и тут вспомнил напутствие Сергея Львовича. Позвонил. После ответа абонента назвал цветок. Голос в трубке произнес номер квартиры в жилом доме на Невском проспекте, против трикотажного ателье. Приехал по этому адресу. Внешне обычная квартира. Впустили, внимательно выслушали и сказали: «Мы действуем только на уровне третьего секретаря обкома. Вам придется подождать два дня и позвонить нам тем же способом». Через два дня на мой звонок был ответ: «С Гавриловым все в порядке. Можете его навестить». На «Светлане» Гаврилов улыбался, подал руку и дал указание выполнять все, что мне требуется. Я увез в Москву три сотни ламп 6Х4.История, достойная «Семнадцати мгновений весны», для того чтобы обрести пару сотен пентодов. В итоге Брук научился мастерски экономить на всем, чем можно, и так родился чрезвычайно удачный проект малых машин. Серия М-3 выпускалась в Минске с 1958 до 1960-го в упрощенном варианте (с памятью на примитивном магнитном барабане), изготовлено 16 машин, и в 1960-м успели сделать еще 10 с ферритовой памятью. В том же году завод перешел на «Минск» – их собственную версию М-3 (разработчик Г. П. Лопато, всего было создано 10 версий этой архитектуры, а сам Лопато мотался потом по всему Союзу и даже заграницу, помогая отлаживать их машины М-серии). В Ереване машина послужила основой для «Арагац», «Раздан» и «Наири». Самое примечательное, что в середине 1950-х международное и внутрисоюзное сотрудничество было налажено на удивление эффективнее, чем в 1960-х. Экземпляры документации на М-3 получили не только армяне и белорусы, но и академик В. А. Трапезников для Института проблем управления (ИПУ) АН СССР, а также группа кибернетических исследований Венгерской АН в Будапеште (их М-3 была собрана в 1958) и даже китайцы! Впрочем, история ранних китайских военных компьютеров выходит за рамки этого рассказа и при наличии интереса со стороны читателей заслуживает отдельную статью, тем более что на русском языке информации об этом нет вообще. Инженеры отлаживают программу на ЭВМ «Минск-1» в ЛИТМО. ЭВМ «Арагац» в вычислительном центре ПермГУ. «Раздан-2» – заводская версия М-3, доработанная Ереванским НИИ мат. машин. Начало 1960-х (фото https://museum.dataart.com).М-4А что в это время делал Карцев? Конечно же, строил М-4! Уже известный нам по теме ПРО директор Радиотехнического института АН СССР академик А. Л. Минц в 1957 году обратился к Бруку с предложением разработать компьютер для радиолокации, предназначенный для работы в связке с радаром Ю. В. Поляка. Брук, естественно, согласился, причем в лучших традициях советской классики генеральным конструктором стал он, а разработчиком, конечно же, Карцев. Машина была уже полупроводниковой и архитектурно приспособленной под конкретные алгоритмы обработки сигналов, например, процессор поддерживал аппаратное извлечение квадратного корня, двойные сравнения и т.п. Карцев в М-4 впервые предложил решения, ставшие позднее классическими – прошивку с алгоритмами, канальные сопроцессоры ввода-вывода и прочие архитектурные особенности компьютеров ПВО/ПРО 1960–1970 годов. Для ЭВМ М-4 проектировалось два варианта АЛУ: У-1 параллельного типа на статических триггерах с использованием импульсно-потенциальной системы элементов (транзисторы П-16Б) и У-2 последовательного типа У-2 с использованием чисто импульсной системы на динамических триггерах с диффузионными транзисторами П­403 и линиями задержки. Изготовлены были оба, но в серию пошло параллельное. Карцев, кроме общей архитектуры, лично отвечал за разработку устройства управления. Машина получилась, опять-таки, довольно компактной, вся аппаратура помещалась в 4 шкафах и 2 стойках. Через год работа была закончена, и документация поступила на Загорский электромеханический завод (ЗЭМЗ), к 1960 году два прототипа были изготовлены и установлены в Радиотехническом институте АН СССР для настройки и стыковки с радаром. Для удобства работы коллектив во главе с Карцевым был выделен в Спецлабораторию № 2. Эти люди позднее вошли и в карцевский НИИ. В это время в Казахстане на Балхашском полигоне уже вовсю проходили первые испытания прототипа Системы «А» – противоракетной обороны Кисунько. Для управления и сопряжения использовался эрзац, по-быстрому переделанный Бурцевым из БЭСМ-2 – машина М-40, производства ИТМиВТ. Вообще, Бурцеву, как мы уже говорили, несказанно повезло – сам того не ожидая, ученик Лебедева умудрился, не участвуя ни в каких баталиях, автоматически стать единственным в СССР разработчиком реально работавших компьютеров ПРО, выпущенных серийно, принятых на боевое дежурство и работавших в таковом качестве. В результате 99 процентов людей, находящихся минимально в теме отечественного развития противоракетной обороны на вопрос – кто был главным героем разработки компьютеров ПРО, уверенно назовут Бурцева. Судите сами – когда в 1955 году Кисунько искал ЭВМ для своей системы, под рукой были только «Стрела» (бессмысленно даже и думать о таком), М-2 (аналогично, мощности и близко не те), машин Карцева еще и в проекте не было, БЭСМ-2 работы самого мэтра Лебедева тоже не годилась, к счастью, у него нашелся толковый ученик – Всеволод Бурцев, уже имеющий опыт с компьютерами для радаров (проект «Диана», 1953 год). В итоге Кисунько был вынужден в 1959 довольствоваться его связкой М-40 и М-50, и именно они и участвовали в эпохальном удачном эксперименте перехвата баллистической ракеты. Далее в 1961 году он разрабатывает усовершенствованную версию М-50 – 5Э92б, которую, опять же, ставят на прототип системы А-35 в ожидании машины Юдицкого, которую в 1971, как мы уже знаем, отменяют. И вуаля – Бурцев снова волею судьбы становится автором первой в СССР ЭВМ ПРО, поставленной на боевое дежурство. Далее проект Кисунько закрывается вместе со всеми работами Карцева и Юдицкого, а новая система ПРО А-135 получает компьютер «Эльбрус» работы… да-да, снова Бурцева. «Эльбрус-2» причем функционировал в составе комплекса еще в 1995 году, что в результате привело к устойчивому мифу: ИТМиВТ – единственный величайший разработчик суперкомпьютеров мирового уровня в СССР с момента своего основания и до краха Союза, Лебедев (в наиболее олдскульном варианте мифа) / Бурцев (в версии приближенной к реальности) – величайшие отцы советских суперкомпьютерных технологий, настолько крутые, что их машины 50 лет защищали наше небо от вражеских ракет. Впрочем, об ИТМиВТ и их машинах разговор нам еще предстоит долгий и интересный.Сейчас же снова вернемся к Карцеву.Самое интересное, для чего предназначалась система М-4? Читатель мог бы подумать, что полигон Сары-Шаган на Балхашском озере в Казахстане в 1961–1962 годах означает систему «А» и противоракетную оборону. Ничего подобного, как мы помним – машину Карцеву заказал Минц, не желавший иметь ничего общего с противоракетной ересью. Полигон же использовался для кучи разнообразных испытаний, и в начале 1960-х там проводили исследования абсолютно шизотехнического проекта Челомея – системы «Истребитель спутников». В итоге жизнь и работы Карцева оказались до самого конца так или иначе связаны с этим проектом.Вообще, Челомей был личностью эпохальной и великой, он определенно заслуживает отдельной статьи, которую, да и далеко не одну, о нем уже написали. Поэтому здесь мы коснемся только непосредственно проекта, для которого создавали М-4 и его предыстории. Как известно, вся жизнь Челомея прошла в сплошном противостоянии с Сергеем Королевым. О таланте Королева, как конструктора, можно долго дискутировать, но менеджером и даже топ-менеджером, как бы сейчас сказали, он был совершенно гениальным (и превосходно разбирался в работе советской бюрократии, умея в любой момент смазать критично важную шестеренку). Челомей же был действительно гениальным ученым, механиком и математиком, но при этом поперечным, практически как Кисунько, и партийные баталии давались ему с трудом. О том, что было в условиях СССР важнее, можно судить по 1945 году. К этому моменту Челомей, будучи простым студентом, читал курс лекций по динамике конструкций инженерам Запорожского моторостроительного завода, на год раньше потока закончил с отличием Киевский авиационный институт, параллельно в Академии наук УССР прослушал курс лекций по механике и математике великого итальянского ученого Туллио Леви-Чевита (Tullio Levi-Civita), отца математической части общей теории относительности, работавшего с Эйнштейном, общался и учился у таких выдающихся математиков и механиков, как академик Граве и знаменитый Крылов. В возрасте 22 лет написал свой первый университетский учебник (изданный!) по векторному анализу, к 25 издал 14 статей и стал кандидатом наук, защитившись в Институте математики АН УССР, в 1940 году в числе 50 лучших молодых ученых Союза его принимают в специальную докторантуру при АН СССР (26-летний Челомей – самый молодой в этой полусотне избранных). В 26 лет он становится доктором наук и получает Сталинскую стипендию в размере 1500 рублей, огромную по тем временам сумму, больше зарплаты профессора. В 1942 Центральном институте авиационного моторостроения им. П. Баранова Челомей изобретает и строит первый в мире пульсирующий реактивный двигатель, а к 1945 году на вооружение принимается его крылатая ракета 10X, первая в СССР и вторая в мире.К этому времени Сергей Королев заканчивает техническое училище в Москве, строит планеры и летает на них, в 1933 году каким-то образом умудряется попасть в Реактивный научно-исследовательский институт НК ВиМД СССР и к 1935 году стать начальником отдела ракетных летательных аппаратов. И тут его карьера трагически прерывается – руководство Реактивного института угодило под чистки, и он в том числе. В знаменитой шарашке ЦКБ-29 помогает еще одному сидельцу – Туполеву проектировать Пе-2 и Ту-2, во второй шарашке – ОКБ-16 приделывает к Пе-2 реактивный ускоритель, в 1944 году досрочно освобожден. И тут карьера поперла. В итоге, к 1950 году Королев становится начальником и главным конструктором в созданном под него ОКБ-1 НИИ-88 МВ СССР, а Челомея вызывают на ковер к Сталину по доносу о бесперспективности всех его работ. Челомея выгоняют отовсюду, забирают его КБ, его завод передан А. И. Микояну и ему грозит отправиться туда, откуда недавно вышел его конкурент Королев. В феврале 1953 года он лично едет к Сталину. По словам Челомея, на карту было поставлено все. Напряжение экстремальное. Но у меня было одно преимущество: я был молод. В результате случилось чудо, и из кабинета вождя Челомей отправился не в ГУЛАГ, а обратно домой, каким-то образом убедив Сталина в том, что он не вредитель. Через месяц Сталин умирает, а Челомей, все еще в шоке от произошедшего, знакомится с Хрущевым. Пережив такой перелом, люди обычно извлекают ценные жизненные уроки, извлек и Челомей. Он навсегда осознал, что важнее всех реальных разработок – реальные покровители в партии. В феврале 1958 года выпускник МВТУ имени Н. Э. Баумана Сергей Никитич Хрущев был распределен в одну из самых перспективных организаций ВПК – ОКБ-30 к нашему знакомому Кисунько. Однако в тот момент он находился на подъеме, имел целую пачку заявок и, даже не смотря список, заявил о переборе и отказался от приема на работу очередной группы выпускников. Его зам Елизаренков заметил фамилию Хрущева, но, зная характер шефа, возражать не стал. Так бесценный список угодил на стол главного конструктора мало кому тогда известного ОКБ-52 Госкомитета по авиатехнике Челомея и тот мгновенно понял, что такое сокровище упускать нельзя. Сын генсека был немедленно принят, и в том же году Челомей был избран членом-корреспондентом АН СССР, в 1959 году назначен генеральным конструктором авиационной техники СССР, без проволочек и колебаний на вооружение подводных лодок был принят его первый ракетный комплекс П-5. Сразу после смерти авиаконструктора Поликарпова Челомей занимает его прекрасно оснащенный опытный завод на Ходынке.Как мы уже помним, он пытается заявить свой проект ПРО, немного маниакальный и предусматривающий массированные термоядерные воздушные взрывы противоракет в районе Северного полюса, откуда должна была идти основная волна атакующих МБР, но, сам понимая абсурдность идеи, от нее отказывается. Его вечный конкурент Королев в это время запускает первый ИСЗ, и Челомея посещает интересная мысль – в пику сопернику заявить на конкурс идею противоспутникового оружия. Ну и заодно было необходимо нагрузить правительственным заказом свое КБ – ниши противовоздушной и противоракетной обороны были заняты Расплетиным и Кисунько, противоспутниковая тематика оставалась свободной. Тем более 28 февраля 1959 года США вывели на орбиту первый военно-экспериментальный разведывательный спутник Discoverer 1. Хрущёв тут же заявил, что никакие чужие разведывательные спутники не смеют осквернять космос СССР, кто-то вбросил безумную идею, что на борту спутника может быть ядерная бомба, в итоге несложно догадаться, что Челомей получил карт-бланш на любые свои эксперименты.Дальше начался типичный кордебалет, похожий на тот, что был с противоракетной обороной, только с противоспутниковой. Спутник надлежало сбивать спутником, выводить оный противоспутник на орбиту надо было тяжелой ракетой (ибо боевой спутник тех лет по проекту имел массу под две тонны), значит надо было строить тяжелую ракету. Тут уже вскипели КБ Королева и Янгеля – Челомей полез в их вотчину. У Янгеля уже была готова даже ракета Р-16 стартовой массой около 140 тонн (примерно столько, сколько нужно). Услышав о проекте, подтянулся Микоян, и даже Кисунько предложил свою помощь, но Хрущев отверг их всех в пользу ОКБ-52. При этом, чтобы завалить Королева, потребовались дополнительно усилия самого маршала Устинова, который его терпеть мог и продвигал ему в качестве конкурента Янгеля. Отметим, что победы Челомея маршал ему не простил и до конца карьеры ставил палки в колеса, особенно после смерти Хрущёва. Когда в 1964 Хрущева поперли, Челомей чуть было не попал под каток репрессий второй раз, к счастью, времена уже были травоядные, поэтому ограничилось все типичной подковерной борьбой «кто чьи проекты успеет прикрыть раньше». В итоге это вылилось в то, что комиссия во главе с Келдышем и при поддержке Устинова зарубила проект челомеевского «Протона» в пользу безумной конструкции Королева, техношизофренической ракеты Н-1, все 4 пуска которой закончились феноменальным провалом, включая мощнейший в истории космонавтики взрыв в пять (!) килотонн, полностью уничтоживший не только ракету и стартовый стол, но и все в радиусе полукилометра от точки запуска (на удивление история позже восстановила справедливость – «Протон» стал одной из лучших в мире ракет, гордостью СССР и России, используемой много лет и выполнившей несчетное количество полетов). В 1979 году Устинов дожал Челомея, его ограничивают в деятельности, закрывают разрабатываемые им программы пилотируемых полетов, снимают с запуска уже абсолютно готовую и отлаженную первую автоматическую станцию «АЛМАЗ-Т» для всепогодного зондирования и радиолокации Земли. В 1981 году Устинов скажет о Челомее: Он стал очень самостоятельным.После чего выходит постановление ЦК КПСС и Совмина СССР, фактически запрещающее все работы челомеевского НПО «Машиностроение», связанные с освоением космоса. Через три года Челомей умирает, его забывают на много лет, единственным легендарным творцом советской космической программы во всех учебниках становится причисленный к пантеону официальных гениев СССР Сергей Королев. И только в начале 2000-х эта версия начинает постепенно трещать по швам.Возвращаясь к проекту М-4, отметим, что, естественно, для комплекса ПСО потребовалась и вся наземная обвязка – командно-измерительные комплексы и радары. Челомей с Расплетиным и Минцем, в отличие от Кисунько, не ссорился и потому получил их полную поддержку и в одном, и в другом. Естественно, это было только началом. Прочувствовать атмосферу тех лет и тех совещаний помогут воспоминания научного руководителя ЦНИИ «Комета», академика А. И. Савина. К началу моей работы в КБ-1 основные обязанности распределялись следующим образом. С. Л. Берия, А. А. Колосов и Д. Л. Томашевич вели системы «Комета» и ШБ-32, П. Н. Куксенко и А. А. Расплетин – систему «Беркут». Вскоре я был назначен заместителем главного конструктора С. Л. Берии по предприятию. После отставки С. Л. Берии и П. Н. Куксенко, заместитель главного конструктора по науке А. А. Расплетин был назначен главным конструктором по зенитной ракетной тематике, а я – его заместителем…Вскоре наступили довольно тяжелые времена для нашего конструкторского коллектива. С одной стороны, после заявления Н. С. Хрущева о бесперспективности стратегической авиации, стали сворачиваться работы по самолетным системам реактивного вооружения – нашей основной тематике. С другой стороны, чрезмерное увлечение главы государства ракетостроением привело к бурному росту ракетных КБ. Кисунько занимался экспериментальной системой ПРО, и к нему начался приток кадров от Расплетина и Колосова. Видя растущий буквально не по дням, а по часам авторитет Григория Васильевича, специалисты переходили к нему на работу. Он принимал их охотно, тем более что штатное расписание его СКБ-30 постоянно увеличивалось. Александр Андреевич занимался модернизацией системы противовоздушной обороны Москвы, и руководство страны относилось к его деятельности благосклонно.Мы же оказались под угрозой закрытия. Надо было спасать коллектив. Разрабатывая авиационные, зенитную и противотанковую системы, я обратил внимание на совершенно новую и, как мне показалось, очень близкую нам космическую тематику. Наше оружие предназначалось для борьбы с подвижными целями – авианосцами, самолетами, танками. Поражение маневрирующей цели – сложная задача, поэтому главное внимание мы уделяли созданию систем управления и наведения ракет. Постепенно сложился уникальный коллектив специалистов высокого класса. Среди разработчиков баллистических ракет таких специалистов не было, так как БР предназначены для борьбы с неподвижными целями.Раздумывая над перспективами нашего ОКБ, я понял: либо мы перейдем на космическую тематику, либо прекратим свое существование, как коллектив. Позвонив к В. Н. Челомею, я попросил меня принять. Владимир Николаевич сразу назначил время, и вскоре мы встретились в его КБ. К встрече я подготовился основательно, начертил схемы, которыми иллюстрировал свой рассказ. Челомей слушал внимательно, но окончательного ответа не дал. Встреча закончилась. Я ждал. Начали доноситься слухи о том, что с космическими идеями к Челомею обратились несколько ведущих конструкторов. Будут ли приняты мои предложения? Наконец, мне сообщили, что В. Н. Челомей назначил совещание. Когда я приехал, в его кабинете уже сидели Расплетин, Кисунько и Калмыков. Челомей начал совещание, не обращая на меня никакого внимания. Слушая его, я почувствовал, что почва уходит из-под ног. В конце своей речи он объявил о том, что противоспутниковую систему поручает Кисунько, а морскую космическую разведку – Расплетину. Я встал и начал защищаться. О чем конкретно тогда говорил – уже не помню. Очень волновался. Закончив, сел на место и подготовился к приговору. Не могу сказать, чем я взял Челомея, но его заключительная речь произвела эффект разорвавшейся бомбы. Изменив свое решение на противоположное, он заявил, что поручает нашему СКБ-41 и космическую разведку, и противоспутниковую оборону. Возражать ему никто не стал. Колосов оставил занимаемую должность, а я был назначен исполняющим обязанности главного конструктора СКБ-41. Осенью 1960 года мы приступили к разработке аванпроекта системы «Истребитель спутников». Нам были поручены наземный комплекс, бортовой комплекс, часть автоматики спутника и программа управления. Кисунько, кстати, тоже не простил Челомею это решение и в дальнейшем (параллельно отбиваясь от своей травли Минрадиопромом) принял участие в травле Челомея, учиненной покровителем Кисунько маршалом Устиновым. Скорпионы в банке могут послужить неплохой моделью жизненного пути многих советских генеральных конструкторов, вне зависимости от их гениальности. К сожалению, реальность их существования была такова, что не запачкаться тем или иным способом не удалось практически никому. И, глядя на те времена и те поступки, сейчас приходят на ум разве что бессмертные строки Николая Гоголя из «Мертвых душ»:Все христопродавцы. Один там только и есть порядочный человек: прокурор; да и тот, если сказать правду, свинья.Сверху – непримиримые противники, Челомей и Королев, были даже внешне немного похожи, обычно улыбчивый Челомей тоже мог быть и серьезным, и жестким, а угрюмый и строгий Королев – обаятельным и улыбчивым. Снизу – дети с трудной судьбой, Сергей Хрущев и Серго Берия. Оба работали с ракетами, оба были конструкторами, обоих после падения их отцов обвинили в том, что они заняли свое место исключительно благодаря протекции родителей и без нее были бы никем (фото http://www.npomash.ru, http://deduhova.ru, https://comp-pro.ru, https://ru.wikipedia.org/)Поскольку при разработке системы ИС главными и самыми сложными были две задачи, полностью аналогичные проблемам ПРО: выделить спутник противника и с высокой точностью навести на него собственный противоспутник, то для решения этой проблемы потребовались и не менее мощные компьютеры. Так Карцев получил свой заказ, а на полигоне Сары-Шаган появилась М-4 с неплохой производительностью порядка 50 KIPS.По ходу внедрения машины был получен ценный опыт, и буквально в процессе внедрения было решено построить улучшенную версию машины – М-4М, методом добавления к ней специфических узлов первичной обработки радиолокационных данных: переключатель секторов, преобразователь кодов, накопитель, пороговое устройство, буферная память, устройства перекодирования, устройство определения координат, буферные регистры и т.д. Комплект получил название устройство первичной обработки (УПО) и должен был занимать еще один типовой шкаф от М-4. В процессе пришлось изрядно постараться, раздобыть новые высокочастотные диффузионные транзисторы, но в итоге модернизация получилась, как задумано.Шкаф УПО был готов к октябрю 1962 года и к 1963 году М-4М (в некоторых источниках используется изначально предложенный Карцевым индекс М4-2М) была смонтирована на Балхашском полигоне. Обе машины находились в эксплуатации на объекте до 1966 года. Везде пишут, что М-4М производилась серийно, на практике же вышло немного не так. Точно было изготовлено 8 экземпляров комплекта (по числу РЛС «Днестр», 2 станции по 4 установки, одна под Иркутском, Мишелёвка, узел ОС-1 и на мысе Гульшат озера Балхаш в Казахской ССР, Сары-Шаган, узел ОС-2). Комплекты находились в эксплуатации всего 4 года до 1966, когда система «Днестр» устарела и была заменена «Днестр-М», а позднее – «Днепр».Единственное каноническое фото М-4М, полный комплект шкафов, 4 – для основной машины, 5-й – шкаф УПО, 6-й – аппаратура сопряжения. Рисунок проекта РЛС «Днестр» (фото http://www.icfcst.kiev.ua/, https://ru.wikipedia.org/)Необходимо отметить и еще один важный факт. Знакомство с радарщиками в дальнейшем вышло Карцеву ну очень уж боком. Дело в том, что разработки радарного оборудования подгреб под себя образованный в 1965 году тот самый великий и ужасный Минрадиопром, и Карцева с его НИИ, поскольку он уже работал над соответствующими темами, автоматом приписали в подчинение Калмыкову. Зная все части предыдущей истории, несложно догадаться, что ничем хорошим такое подчинение для несчастного Карцева кончиться не могло, оно и не кончилось. Вывод Подводя итоги буйным пятидесятым, можно сказать следующее, естественно, на правах дискуссии. Сама по себе идея «Истребителя спутников» с точки зрения концепции была куда более безумна и бесполезна, нежели противоракетная оборона. Как уже было упомянуто – именно факт того, что советская противоракета впервые в мире смогла остановить атаку МБР очень качественно охладил многие горячие головы Пентагона, всю вторую половину 1950-х борющихся со своим желанием потыкать в красные кнопки. Важность системы ПВО отрицать еще более глупо, так что вложения сил и средств в их разработку были полностью оправданы. Что же касается системы ПСО, то придумать адекватный кейс ее использования практически нереально. Идея, что спутник может нести ядерную бомбу, по меркам технологий 1950-х была абсурдна – в разы надежнее, дешевле и безопаснее для самих себя использовать обычные ракеты. Сбивать чужие спутники (пусть даже потенциальных шпионов) в мирное время – сложно представить больший абсурд, как с точки зрения международной обстановки, так и простой логики – ровно такие же наши собственные спутники точно так же летают над территорией чужих стран. В случае же, если конфликт дойдет до стадии такого уровня, что уничтожать нужно будет вообще все, на чем написано Made in USA, то спутники уж точно не станут первоочередной целью, потому что в это же время на нас будет падать град ядерных ракет. В результате полезность системы истребления спутников (равно как и вообще системы контроля космического пространства на предмет пролетания этих спутников) – вещь чрезвычайно дискуссионная. Тем более досадно, что гениальные работы Карцева были употреблены только исключительно на этот проект, поглотивший невообразимое количество денег.В следующей части мы завершим разговор о машинах серии М и узнаем, чем закончилась эта эпопея.Продолжение следует…]]> https://topwar.ru/186572-rozhdenie-sovetskoj-pro-konec-judickogo.html https://topwar.ru/186572-rozhdenie-sovetskoj-pro-konec-judickogo.html 186572 Sat, 04 Sep 2021 04:24:20 +0300 native-yes Слева направо: 587ИК2 4-битная арифметическая секция первой серии первого советского микропроцессора, 9-вольтовая КМОП-технология, 1976 год, 587ИК2 – аналогичный чип в 5-вольтовом КМОП исполнении, 588ВС2 – продвинутая 16-битная секция, 1985 год – «Интеграл», 1802ВР1 – ТТЛ-версия, продвинутая 16-битная секция, 1802ВР5 – продолжение серии, параллельный умножитель 16х16 разрядов. Фото из коллекции автора.Вообще, вопрос приоритета первых оригинальных отечественных микропроцессоров (секционных) оспаривает полумифическая 532-я серия, история которой полна лакун и противоречий. Комплект микросхем этой серии, по одной версии, разрабатывался с начала 70-х годов по теме «Салют-4» (по некоторым источникам – «Салют-МТ4») и является первым советским микропроцессором (не однокристальным), с собственной архитектурой и системой команд. Известен лишь один спецвычислитель «Салют-4» – бортовая ЭВМ для пилотируемых орбитальных станций, совместимая по системе команд с ЕС ЭВМ. Но не факт, что это тот самый «Салют», ибо 532-я серия известна лишь в гражданском варианте, К532. Для космоса это слабовато. По поводу разработчиков тоже существуют версии (возможно, не исключающие друг друга). Согласно первой, схемотехнический этап разработки, был выполнен в СВЦ, а разработка топологии и конструкции – в НИИ ТТ («Ангстрем») под руководством Попова. По второй – это было одно из предприятий, входящее в НПО «ЭЛАС», к примеру, в то время в него входили НИИМП, заводы «Компонент», «Микроприбор» и СЭМЗ. В любом случае серийный выпуск микросхем этой серии был организован в 1974–1975 годах на «Ангстреме». В серию входили К532ИР1 – 8-разрядный регистр, К532ИК1 – схема сравнения разрядов, К532ИК2 – устройство управления, К532ИК3 – устройство многофункциональное, К532ИЕ1 – 8-разрядный счетчик. По словам Б. М. Малашевича, когда были созданы первые отечественные микропроцессоры, в системе обозначений ИС еще не было специальной группировки, поэтому их обозначали в рамках группировки 53, так родились КМОП серия 532 (НИИТТ, Зеленоград) и р-МОП серия 536 (ЛКТБ «Светлана», Ленинград). Когда была выделена группировка 58 для микропроцессоров, ранее резервная, серия 532 была переименована в 587, а серия 536 не переименовывалась. Однако у этой версии есть серьёзные нестыковки с действительностью – ни ИК4, ни ИЕ1 в 587-й серии не числятся. В итоге 532-я серия, как обычно, еще ждет усилий техноархеологов. При этом в обозначениях отечественных микропроцессоров черт ногу сломит – БИС с индексами 5хх выпускались с середины 1970-х до конца 1980-х, и никакого порядка в их присвоении не было. Например, К536ИК – это АЛУ калькуляторов 1987 года выпуска, 582ИК1 – 4-битный bit slice, клон Texas Instruments SBP0400 (оригинал 1976 года, содрать осилили в 1980-м), а 585ИК – аналог Intel 3001 выпуска аж 1991 года.А дальше уже пошли варианты, переходные к системе команд DEC. КМ1801ВМ1, КМ1801ВМ2, КМ1801ВМ3 – копии DEC LSI-11/03 разной степени продвинутости, выпускались вплоть до начала 1990-х. Разработчик – тот же самый Дшхунян. Квадратный чип – Л1839ВМ1, 32-битный процессор, клон VAX-11 (рядом черный оригинал), выпуска 2007 (!) года в военном исполнении, достаточно редкая микросхема. Фото из коллекции автораПоразителен тот факт, что К587 пошел в серию (хотя с тиражами поздних клонов Intel он и не сравнился), и серия эта была выпущена в нескольких вариантах в не в одном поколении. Оригинальная 9V CMOS К587 (СВЦ, НИИ ТТ и «Ангстрем»), 5V CMOS К588 (СВЦ, НИИ ТТ и НПО «Интеграл»), TTL К1802 (СВЦ, НИИ ТТ, НИИ МЭ и «Микрон»), nMOP К1883. Как Robotron U-83 эти чипы выпускались даже в ГДР!В дальнейшем разрабатывалась однокристальная версия серии К587 с добавленной на кристалле периферией (ОЗУ/ПЗУ/таймер), в варианте микроконтроллера 1801ВЕ1 (с собственной архитектурой «Электроника НЦ»). Позднее по требованию МЭП от этой архитектуры отказались в пользу архитектуры PDP-11 и уже на ее основе воплотили ВМ801ВМx – серию советских 16-разрядных однокристальных микропроцессоров. Тем не менее прямого зарубежного аналога она не имела, наиболее близкий – однокристальный процессор DEC T-11, но полной совместимости нет; у T-11 имеется прямой клон К1807ВМ1. Другой близкий аналог – LSI-11/03 (Электроника-60), но в отличие от неё, процессоры К1801 имеют однокристальное исполнение. Процессоры производились на заводах «Ангстрем» (г. Зеленоград) и «Экситон» (г. Павловский Посад). Позднее для выпуска полной номенклатуры комплектующих УКНЦ было освоено производство КМ1801ВМ2 на Солнечногорском электромеханическом заводе (СЭМЗ) в г. Солнечногорске.Уже прямые копии PDP – мультичиповый модуль КН1811 и его диспетчер памяти КМ1811ВТ1, аналог DEC304E; по составу и функциям аналогичен блоку диспетчера памяти процессора К1801ВМ3. Рядом оригиналы: сверху – процессор DEC F-11, снизу – DEC J-11. Фото из коллекции автораМашине, для которой он разрабатывался, повезло чуть меньше, а СВЦ и вовсе не повезло, но обо всем по порядку.В 1973 году был закончен прототип «Электроника НЦ-1» (еще без микропроцессора, реализованный на традиционной логике малой интеграции). Машина принимается комиссией, включающей генерального директора НЦ, А. В. Пивоварова и директора Института кибернетики АН УССР академика В. М. Глушкова с крайне высокой оценкой. Главным конструктором был сам Юдицкий, разработчики: М. М. Хохлов, В. В. Смирнов, Б. А. Михайлов, Ю. Л. Захаров и другие. Машина получилась довольно простой на фоне всех прежних трудов – 16-разрядная, производительностью 0,5–0,7 MIPS, ОЗУ 128 Кбайт на магнитных доменах (те самые коробочки bubble memory) и ПЗУ 7 Кбайт на сменных индукционных картах (идея взята от Системы IV). Разработка велась в традиционном для СВЦ анархическом стиле, абсолютно не похожем на унылые советские КБ. Вспоминает М. М. Хохлов: Давлет Исламович создал обстановку творческого союза единомышленников, совместно решающих поставленную задачу. Все участники были равноправны, должности забыты, главное – идеи, их обсуждение, невзирая на лица, и определение путей реализации.Машина получилась компактной (куда меньше аналогичных по классу серии СМ) и, самое главное – модульной, причем концепция этих модулей, разработанная Юдицким, была близка к современной идее персонального компьютера. Точно так же в НЦ-1 можно было вынимать и вставлять блоки ОЗУ, подключать дополнительные контроллеры и т.п. Сам Юдицкий в шутку называл свое творение «детский конструктор». Потребляемая мощность – 1,1 кВт, по характеристикам тоже близка к современным мощным игровым ПК. В качестве невероятной экзотики машина опционально оснащалась терминалом – проще говоря, монитором для удобной работы, о чем в устройствах такого класса в те годы можно было только мечтать.В отдельном столике располагалось удивительное комбинированное СУПВВ – совмещенное устройство подготовки, ввода и вывода информации. Оно состояло из ленточного перфоратора ПЛ-150, глубоко модернизированного фотосчитывателя перфокарт FS-1501, электрической пишущей машинки Konsul-260 и контроллеров для их подключения к стандартному интерфейсу ЕС ЭВМ. Отметим, что только перфоратор был советский, все остальное в силу чудовищного качества отечественной периферии взяли чешское. Отдельное веселье было со считыванием перфокарт. Периферийных устройств, сравнимых с «Электроникой» габаритами, в СССР не было даже в проекте, не стоит забывать и об их легендарном качестве. В результате пришлось колхозить совершенно невероятную вещь. Из чешкого считывателя был извлечен блок фотосчитывателя, к нему приделали ручную (!) протяжку и разъемы для подключения и в таком виде запихнули в СУПВВ. Этим и пользовались в мини-компьютере середины 1970-х годов, вводя информацию методом ручного протаскивания перфокарты по штуке за заход. С выводом на печать было еще сложнее. Принтеры в нынешнем понимании во всем мире только появлялись, но СВЦ уже имел экспериментальный действующий образец своего струйного принтера (тема «Ювелир», ГК В. С. Бутузов). Тем не менее производить его серийно никто не собирался. В итоге проблему решили, прикрутив к СУППВ ту самую электрическую пишущую машинку.В качестве внешних запоминающих устройств в то время применялись накопители на магнитных лентах шириной 35 и 16 мм, из них размерам мини-ЭВМ в какой-то мере соответствовали только 16 мм, но и то стойки. В стол бы такая штука не влезла, логичным было бы использование магнитофонных кассет, но качество советских кассет того времени описать цензурными словами вообще невозможно. СВЦ, по сути, пришлось решать проблему перевыпуска серийных кассет, делая из непригодных к работе более-менее пригодные. В итоге был разработан КНМЛ (ГК А. Г. Кокянов) с емкостью кассеты 5 Мбит с аппаратным контролем информации.Прототип «Электроника НЦ-1», демонстрировавшийся на выставке «Связь-75». На переднем плане, собственно, сам компьютер в форм-факторе небольшого столика, за ним такой же столик СУПВВ – совмещенное устройство подготовки, ввода и вывода информации. На заднем плане – опциональный накопитель на 16-миллиметровой магнитной ленте ZMB-61-1, тоже чешского производства. Накопитель на советских кассетах МК-60 отличался просто невообразимым качеством, даже после всех доработок СВЦ, поэтому на практике его использовали очень ограниченно. На втором фото возле серийного «Электроника НЦ-2» группа ведущих специалистов СКБ ВТ, сменивших разгромленный СВЦ: Ремнёв Виктор, Ковалёв Вячеслав, Басин Юрий, Шиптякова Людмила, Полозов Борис, Прокофьев Александр, Пинаев Виктор в день окончания темы «Альфа» 27 июня 1977 года. Фото из архивов СКБ (http://www.skbvtvm.ru/)Так или иначе, проблемы были преодолены и, не дожидаясь выпуска К587, МЭП издает приказ начать серийное производство на Псковском заводе радиодеталей (ПЗРД) Псковского объединения «Рубин». Для сопровождения производства на ПЗРД образовано СКБ Вычислительной техники. В 1974 начинается серийное производство, продолжающееся (уже с модифицированными силами СКБ ВТ машинами) до 1989 года. На выставке «Связь-75» демонстрационный экземпляр «Электроника НЦ-1» произвел фурор. В статье об этом Б. М. Малашевич рассказывает так: Как вспоминает А. И. Абрамов: «Персонал международной выставки «Связь-75» удивлялся бессбойной работе «Электроники НЦ-1» с утра до вечера, в то время как машины ЕС ЭВМ и СМ ЭВМ сбиваются многократно на день.Так проект «Юрюзань» получил свою управляющую машину, в итоге силами самого СВЦ был изготовлен первый прототип для Пулково – четырехмашинный дублированный двухканальный программно-аппаратный комплекс. Каждый канал состоял из ЭВМ взаимодействия с телеграфными каналами, ЭВМ обработки телеграмм и аппаратуры связи с телеграфными каналами. ЦКС обеспечивал обработку 64 телеграфных каналов с автоматическими проверкой и исправлением телеграмм. Набор модулей НЦ-1 был пополнен мультиплексором передачи данных. Комплекс был готов в 1975 году, осталось только смонтировать (это произошло чуть позднее, уже после полного уничтожения СВЦ, в итоге прототип остался единственным, он успешно проработал до 1995 года). Итак, единственный проект Юдицкого увенчался успехом, но над СВЦ уже был занесен меч.В 1975 году был, наконец, готов микропроцессор и, пользуясь модульностью НЦ-1, прототип был переоборудован в одноплатный компьютер на микропроцессоре – первый в СССР, абсолютно оригинальный и ничем не уступающий аналогичным разработкам в США. Прототип первой уже не мини-, а микроЭВМ получил индекс «Электроника НЦ-01» (не путать с «Электроника НЦ-1»). Предсерийная версия («Электроника НЦ-02») была чуть побольше, занимая две платы, но все равно, умещалась в компактном 5-килограммовом корпусе 240х420х60 мм, имела быстродействие – 0,25 MIPS, потребляемую мощность – 15 ватт. Силами опытного производства самого СВЦ было выпущено 40 комплектов НЦ-02, после уничтожения СВЦ их забрал себе «Ангстрем», и они использовались для управления входным контролем ИЭТ, роботами и автоматами разварки микросхем. Отметим, что позже, усилиями уже пензенского СКБ ВТ были подготовлены к выпуску версии «Электроника НЦ-1» на БИС – «Электроника НЦ-2» (опять-таки, не путать индекс с собственной разработкой СВЦ на БИС – НЦ-02) и «Электроника 5Э37». И наконец, никакие из них не нужно путать с «Электроника НЦ-31», это разработка НИИТТ 1980 года, главный конструктор Ю. Е. Чичерин, управляющая машина станков с ЧПУ. На волне технических успехов СВЦ принялся разрабатывать ряд совместимых микроЭВМ – НЦ-03Т, НЦ-04Т и НЦ-05Т. В ходе переговоров с разработчиками БЦВМ из ЛНПО «Ленинец» – Р. Ю. Багдонасом и В. И. Кошечкиным – родилась идея параллельной совместной разработки наземного и бортового вариантов микроЭВМ. Они должны быть идентичны, кроме конструктивного исполнения. Базовые модули строились на основе разработанной в СВЦ шины «Магистраль НЦ» (расширение советского аналога Unibus PDP-11 с возможностью, в отличие от оригинала, подключать до 4-х процессоров). Закончить удалось только разработку НЦ-03Т (ГК Д. И. Юдицкий), опытное производство выпустило партию из 5 прототипов (позже «Ангстрем» уже у себя выпустил еще 975). Слева направо: прототип «Электроника НЦ-01» и его плата, прототип «Электроника НЦ-02» и его плата, далее НЦ-03Т, НЦ-03Д, НЦ-03С, НЦ-04Т и НЦ-04У. Источник – Борис Малашевич, Зарождение и становление отечественной микроэлектроники (http://it-history.ru).Кроме этого, работа над коммутационными центрами привлекла к СВЦ внимание ЛНПО «Красная Заря» из Минпромсвязи. Они занимались разработкой первой в СССР системы цифровой телефонной связи «Кавказ-5», естественно, для коммутации требовались мощные компьютеры. В итоге на чрезвычайно довольных этим инженеров СВЦ свалился еще один заказ – комплекс вычислительных средств переменного состава «Связь-1». Работали совместно с НИИ электротехнических устройств (НИИ ЭТУ), головной институт ЛНПО. Производство КВС планировалось на собственном заводе «Красная Заря». При разработке использовались широчайшим образом решения, найденные в ходе проектирования коммутационных устройств Системы IV, НЦ-1 и «Юрюзань», но маршрутизатор «Связь-1» был куда сложнее и мощнее всего, что создавалось для коммутации ранее. Был разработан потрясающий аппаратно-программный комплекс с модульной операционной системой, многопроцессорный и многозадачный, также реконфигурируемый на число процессоров до 30. Для комплекса был разработан и оригинальный процессор (ГК И. П. Селезнев). С соответствующим набором микропрограмм он использовался в КВС в качестве процессора обработки сигналов и как коммутационный. Для ОЗУ сделали специальный процессор-мультиплексор (ГК В. Л. Глухман), управляющий обменом данными между модулями ОЗУ-1 и внешними ЗУ ЕС ЭВМ на магнитных дисках. Каждый процессор КВС обращался в подсистему памяти (в таблицу задач) и получал из нее текущее задание. Если подходящего задания для него не было, и в системе в данный момент отсутствовал ведущий процессор, он возлагал эту роль на себя, периодически просматривая таблицу задач. Как только для ведущего процессора появлялось соответствующее задание, он слагал с себя эту роль и приступал к выполнению текущей задачи. КВС «Связь-1» и его ПО были разработаны, проект принят заказчиком, конструкторская и программная документация в середине 1976 года переданы «Красной Заре» для серийного производства. В итоге к середине 1976 СВЦ находился на подъеме. Были успешно завершены все текущие проекты, весной опытное производство было преобразовано в завод «Логика», в Пскове уже выпускалась «Электроника НЦ-1», в Пулково монтировался прототип «Юрюзань», на «Красную Зарю» передана документация на КВС «Связь-1», завершена тема К587 и готовилось серийное производство первых советских микропроцессоров. МЭП расщедрилось настолько, что хотело подарить СВЦ строящееся в Москве здание на Сиреневом бульваре, организовало для детей сотрудников (число которых достигло 1700 человек) собственный пионерлагерь «Альбатрос». Были налажены связи с многочисленными ленинградскими НИИ. Естественно, все это не могло продолжаться долго. Девятого июня 1976 года министр Шокин, герой-создатель Зеленограда, творец и защитник всей отечественной микроэлектроники подписал приказ «О преобразовании Специализированного вычислительного центра в СКБ «Научный центр». В нём было всего две строчки: Преобразовать Специализированный вычислительный центр и дирекцию Научного центра в Специальное конструкторское бюро (СКБ) «Научный центр». Вспоминает В. С. Бутузов: В первых числах июля 1976 года в середине дня я возвратился из Москвы и сразу же был вызван к Д. И. Юдицкому. Зайдя в кабинет, я увидел там все руководство СВЦ и начальников подразделений. Все подавленно молчали. Взглянув на меня, Давлет Исламович коротко сказал: «Нас нет». После паузы обратился ко всем присутствовавшим: «Всем быть на местах и заниматься устройством людей. Самим уходить последними, когда будут устроены все ваши люди».Что произошло? Почему приказ о реорганизации обернулся катастрофой? Откуда, вообще, возник такой приказ, МЭП же хорошо относилось к СВЦ? Как обычно, причина была сугубо личная и, как всегда, в СССР упирающаяся в отношения «конструктор-чиновник». Злым гением Юдицкого послужил заместитель Шокина В. Г. Колесников. Как мы уже упоминали, Юдицкий был в чем-то очень похож на Кисунько – молодой, дерзкий, не скрывающий своего мнения, нулевой подхалим, всегда говорящий в лицо то, что он думает. Для советского бюрократа не было личности оскорбительнее, особенно с учетом интеллектуального уровня партийной верхушки и одновременно их сказочного чувства собственного величия. Колесников же, замминистра электронной промышленности, был персонажем, достойным своих великих коллег – Шокина и Калмыкова. Простой слесарь паровозного депо станции Касторная Московско-Донбасской железной дороги, мирно отсидевший там с 1943 по 1945 год, вслед за старшими коллегами быстро понял, что сила пролетария в партии, и уже в 1948 стал заместителем главного конструктора Воронежского завода радиодеталей. Там он уютно проработал 4 года, после чего оказался в роли торгового полпреда аж в ГДР, назначение чрезвычайно теплое, дальше карьера поперла как на дрожжах. Закончив вечерние курсы в политехе, он стал сходу директором Воронежского завода полупроводниковых приборов, затем гендиректором Воронежского производственно-технического объединения «Электроника», а в 1971 – замминистра. По пути, как водится, на него упала Ленинская премия и четыре ордена (а в дальнейшем, естественно, и звезда «Героя труда»). После разгрома СВЦ его карьера набрала такой разгон, что, когда в 1985 умер Шокин, Колесников автоматически унаследовал трон своего крестного отца и сам стал министром электронной промышленности, за год до этого получив еще и Государственную премию СССР. Уже в годы РФ он стал еще и членкором РАН и мирно опочил в 2015 в возрасте под 90 лет. Что у Кисунько, что у Юдицкого с Карцевым к таким людям отношение было, мягко говоря, не очень позитивное. И, увы, этого они не скрывали, за что все в итоге и поплатились. Н. М. Воробьев: Давлет Исламович очень быстро соображал и поэтому скучал на разных совещаниях в министерстве, где ему приходилось присутствовать. Быстро уловив суть вопроса, он часто задавал высокопоставленным руководителям коварные вопросы, на которые многие не находили быстрого ответа. Про таких тугодумов он обычно говорил: «Серый, как штаны пожарника.В. С. Бутузов: Разработчиков, которые не создавали новые изделия, а копировали зарубежные образцы, Давлет Исламович не уважал и называл «ремесленниками». По этому вопросу он постоянно противоречил В. Г. Колесникову, который был активным сторонником воспроизводства зарубежных образцов. Отметим, что не только Колесникову, Шокин сам был яростный сторонник полного клонирования, в приказном порядке заставлявший массово изготавливать то, и только то, у чего был явный западный прототип. Н. Н. Антипов: Заместитель министра В. Г. Колесников остро ревновал Д. И. Юдицкого к министру. Александр Иванович ценил Давлета Исламовича как специалиста, и когда ему требовались подготовить какие-либо документы по вычислительной технике, поручал это ему, часто сажая его для этого в личную комнату. Колесников, претендовавший на роль крупнейшего специалиста по вычислительной технике в МЭП, обычно назойливо пытался вмешаться, чего, естественно, не терпел Давлет Исламович. Давлет Исламович никогда не ездил к В. Г. Колесникову подписывать документы, зная по опыту, что получит отказ. Он посылал меня или кого-либо ещё в зависимости от характера документа. Колесников документ подписывал, но после длинной тирады в адрес СВЦ вообще и Д. И. Юдицкого в частности. Увы, персональная вроде бы любовь барина не спасла холопа от расправы, Шокин, сажающий Юдицкого в отдельный кабинет, без каких-либо колебаний под неудачное настроение просто уничтожил и его центр, и его карьеру, и все его работы одним росчерком пера. Впрочем, и с Шокиным было не все так гладко, как мы помним, старый слесарь мнил себя величайшим экспертом по микроэлектронике, чего вспыльчивый Юдицкий на дух не переносил. А. В. Пивоваров:Нельзя не отметить, что задачу своего устранения облегчил сам Давлет Исламович, вернее – его сложный характер. Он был отцом родным для подчиненных, но с начальством иногда был, мягко говоря, недостаточно уважителен. Примеров тому было множество, вот один из них. Весной 1976 году в моём кабинете собрались А. И. Шокин, В. Г. Колесников, А. А. Васенков. Заслушивали Д. И. Юдицкого о ходе работ по мини-ЭВМ. После доклада последовали многочисленные вопросы, Александр Иванович вникал в подробности, а затем начал давать технические «советы». Давлет Исламович не выдержал длительной пытки и в довольно резкой форме сказал примерно следующее: «Александр Иванович, не лезьте не в своё дело. Ваше дело обеспечить финансирование, остальное обеспечу я» (этот же эпизод аналогично рассказывал и А. А. Васенков). Помолчав, министр сказал: «На этом закончим». Когда все разошлись, Александр Иванович сказал мне: «Чтобы я Юдицкого больше не видел». После этого я многократно говорил с министром, пытаясь смягчить его, объясняя поведение Юдицкого большой нагрузкой и его восточным характером. Александр Иванович, который высоко ценил Давлета Исламовича, как специалиста, постепенно оттаивал, но этот эпизод, по-видимому, облегчил Колесникову задачу подписания у министра летом того же года приказа о создании СКБ НЦ, за которым скрывалась фактическая ликвидация СВЦ.Естественно, один человек, даже замминистра, не мог бы так просто прихлопнуть СВЦ, затеяв реорганизацию половины Зеленограда. Нужно было что-то еще, что позволило бы оправдать перед Шокиным закрытие СВЦ. И таким что-то стали зависть и интриги НИИТТ и «Ангстрема», поглотивших основной потенциал Центра. Создание микропроцессоров НИИТТ фактически зевнул: у него полностью отсутствовали необходимые специалисты по архитектуре и схемотехнике и системные программисты, поэтому сначала они щедро использовали подчиненный им потенциал СВЦ, но долго так продолжаться не могло. Нужно было или растить свой, что долго и дорого, или же осуществить, говоря американским языком – «недружественное слияние» или, в терминах России – «рейдерский захват», используя свой могучий административный ресурс. Это и было сделано, несмотря на то, что основная часть СВЦ была совершенно не нужна НИИТТ: часть подразделений он ликвидировал сразу, от многих избавился позже.К этому моменту «Ангстрем» начал выпуск нового для себя вида продукции – микрокалькуляторов, аппаратуры массового производства, суммы там крутились миллионные, награды, премии и звания могли сыпаться как из рога изобилия. Но была одна небольшая проблема – для массового производства им бы не помешал еще один завод со всей инфраструктурой, а времени на создание ее не было. Проще и быстрее взять готовую – завод «Логика».В итоге в одной точке сошлись претензии НИИТТ – на избранных специалистов СВЦ (тех, что попокладистее), «Ангстрема» – на завод «Логика» и ненависть к Юдицкому Колесникова. Детонатором же произошедшего послужила отставка в июне 1976 с поста гендиректора НЦ А. В. Пивоварова по возрасту и состоянию здоровья. В резерве на должность генерального стояли К. А. Валиев и А. Ю. Малинин, но Валиев уехал из Зеленограда, и министр предложил пост Малинину. Тот согласился с условием (и без задней мысли!) – реорганизовать 2ГУ МЭП (которое тогда непомерно разрослось) и выделить отдельное общее НПО с присоединением к нему ряда заводов и КБ. Шокин с легкостью согласился, так было создано организационно удачное НПО НЦ из 8 НИИ, 7 ОКБ, 9 опытных заводов, 8 серийных заводов и 4 филиалов заводов. Вот только СВЦ в процессе буквально разорвали на куски: часть сотрудников вышвырнули, завод отжали в пользу «Ангстрема», а поперечного Юдицкого лишили всех постов, прибив тем самым все перспективные разработки.На месте СВЦ образовали новое СКБ «Научный центр», места Юдицкому в нем не нашлось, его выпихнули в НИИТТ Э. Е. Иванова, очевидно, понимая, что он там долго не вытерпит, что и произошло. Разгром СВЦ занял всего лишь пару недель. В апреле Шокин подписывает приказ об организации завода «Логика» (до эпизода в кабинете А. В. Пивоварова), все вроде бы идет хорошо, 8 июня 2ГУ МЭП подписывает приказы о назначении директора и главного инженера завода «Логика», а через девятнадцать дней Шокин подписывает приказ 336 о преобразовании СВЦ и ДНЦ в СКБ «Научный центр», фактически ликвидирующий СВЦ и завод «Логика» и снимающий с должностей только что назначенных его руководителей!Приказ 336 был, что удивительно, засекречен. В Зеленограде его видел строго ограниченный круг лиц, его экземпляр был изъят из архивного дела приказов НЦ или никогда туда не попадал. И только в 2004 копия неожиданно всплыла среди не учтённых бумаг при очередной реорганизации НИИ НЦ. Благодаря исполнительному директору НЦ А. А. Попову он оказался доступен Борису Малашевичу. Эта скрытность породила легенду, что приказ 336 подписал не Шокин, который вроде как ценил Юдицкого, а его коварный зам. В пользу этой легенды говорило рассуждение, что министр, подписывающий приказы о создании нового завода и назначающий его руководителей, никак не мог знать о том, что в это самое время уже готовится другой приказ, фактически превращающий в фарс то, что он подписывает, иначе это же бред какой-то! Однако нельзя недооценивать советские партийные баталии, там могло быть и не такое. Вот как оценивает эту легенду участник тех событий А. А. Васенков (главный инженер НЦ до реорганизации и главный инженер НПО НЦ и СКБ НЦ после): Действительно, отношения у Д. И. Юдицкого и В. Г. Колесникова были очень сложные и не могли не повлиять на принятие решения о судьбе СВЦ и Давлета Исламовича. Но не в такой открытой, демонстративной форме. И на решение повлияла не только позиция В. Г. Колесникова. Андрей Юрьевич Малинин, которого назначали генеральным директором НПО НЦ, так же ставил свои условия. В части, касающейся СВЦ, их было два. Во-первых, во главе НПО должна стоять организация со статусом головного НИИ – СВЦ имел такой статус, определённый постановлением ЦК КПСС и СМ СССР. Во-вторых, коллектив головной организации должен заниматься общей стратегией развития НПО и обеспечением её реализации предприятиями объединения. Проводить приборные разработки, по мнению Андрея Юрьевича, он не должен, так как это оторвёт его силы от основной задачи, а в случае неудачи подорвёт авторитет головной организации. Поэтому основным подразделениям СВЦ места в СКБ НЦ не нашлось. Решением А. Ю. Малинина, естественно, согласованным с А. И. Шокиным и В. Г. Колесниковым, их перевели в НИИТТ, хотя напрямую из приказа министра это и не следовало. Но министра уговорили. Почему в НИИТТ? Потому, что там нужны были подразделения, разрабатывающие микропроцессоры. А претендентов на другие подразделения не нашлось.Распил СВЦ был произведен еще двумя приказами № 420 от 16.07.1976 г. и № 454 от 6.08.1976 г. В преамбулах этих приказов основанием для их выпуска указаны приказы Министра № 336-дсп от 29 июня 1975 г. и № 168-с от 7 июля 1976 г. Обратите внимание, что на приказе 336 гриф ДСП, а вот на 168 аж «Секретно», и обнаружить его до сих пор не удалось.Интересно и то, что разделяет их всего девять дней, причем СВЦ был ликвидирован еще до образования СКБ НЦ, похоже, кто-то очень торопился, опасаясь, что министр, под влиянием времени и Пивоварова, может смягчиться в своем отношении к Юдицкому. Приказом 454 все обеспечивающие структуры оказались в СКБ НЦ, а разработчики и производственные цеха – в НИИТТ и «Ангстреме», завод «Логика» был вообще снесен после того, как оттуда забрали все ценное. СВЦ исчез полностью. Нынешний завод «Логика», выпускающий чистые газы и воду для полупроводникового производства, как свидетельствует его сайт, свою историю ведёт с 1977 года, первый период существования завода с таким названием из истории вообще вычеркнут.До середины сентября Д. И. Юдицкий работал в НИИТТ, пока не трудоустроились все бывшие его подчиненные и не был настроен и сдан в опытную эксплуатацию в Пулково прототип «Юрюзань». При развале СВЦ были уничтожены программа НЦ-1 и системы на его основе, программа дальнейшего развития «Юрюзань» и КВС «Связь-1». Через несколько лет работы над ЦКС и коммутаторами пришлось начинать с нуля. Кроме этого, были заброшены разработки первых в стране ОЗУ на магнитных доменах и ПЗУ на индукционных картах, технология их производства ещё не была доведена до промышленного уровня, при этом на Западе аналогичные устройства применялись вплоть до 1990-х. Был уничтожен задел по струйным принтерам, усовершенствования накопителей на компакт-кассетах, наработки по развитию технологии многослойных печатных плат, работы в области отказоустойчивости систем и комплекс работ в области сжатия информации – принципиально новое направление для СССР, более в нем не развивавшееся. Помимо всего, идеи разработки суперкомпьютеров были забыты в Зеленограде навсегда, научный задел 5Э53 и 41-50 был потерян. В итоге, когда ИТМиВТ столкнулся с необходимость иметь продвинутые САПР для проектирования «Электроника СС БИС», под рукой не оказалось ни подходящих по мощностям компьютеров, ни систем проектирования. Пришлось что-то срочно изображать с нуля, но результаты были неутешительные. Юдицкого вскоре дожали окончательно, вспоминает В. С. Бутузов: Замминистра В. Г. Колесников подписал приказ, ликвидирующий должность Д. И. Юдицкого и в НИИМП тоже. Давлету Исламовичу не оставалось ничего другого, как окончательно покинуть и Зеленоград, и МЭП. Юдицкому помог его старый друг Карцев, с которым у него были прекрасные отношения и с которым его ранее безуспешно пытались поссорить чиновники МРП. И последние пару лет жизни он провел в НИИ ВК, институте М. А. Карцева. Большинство подразделений СВЦ (исключая разработчиков микросхем), переведенных в НИИТТ, встретили не очень ласковый приём, их тематика совершенно не соответствовала институту, в итоге все, кроме нескольких микроэлектронщиков, были вынуждены уйти. Вспоминает Н. Н. Антипов: При переводе в НИИТТ я был назначен на должность зам. Главного инженера, но никаких задач, несмотря на мои многократные обращения, мне поставлено не было. В это время «Ангстрем» выпускал один их первых микрокалькуляторов, кажется, «Электроника Б3-18». Его печатная плата была разведена вручную, непрофессионально, без соблюдения норм и правил. Каждая плата изготавливалась отдельно. Я организовал переразводку платы в соответствии со всеми технологическими нормами, на одной технологической плате было размещено, насколько помнится, 16 плат калькулятора, разделяемых после их окончательного изготовления. Результат показал директору Э. Е. Иванову. Никакой реакции. Проделал ещё несколько инициативных работ. И так же никакой реакции. Я понял: мне дают понять, что «Ангстрему» мои услуги не нужны. Готовность, с которой было подписано мое заявление о переходе на другую работу, подтвердила правильность моего вывода. Таким способом руководство «Ангстрема»избавилось от одного из крупнейших в СССР специалистов в организации разработок и производства аппаратуры, прошедшего огромную школу в ЗЭМЗ и СВЦ, причем своих специалистов такого уровня они не имели. Подобное отношение побудило многих из оставшихся ведущих специалистов тоже уйти и эти потери были невосполнимыми, сказавшись на всех следующих разработках. Многие подразделения оказались обезглавленными в результате ухода руководителей, ряд подразделений было переформировано или упразднено. Весь персонал был деморализован.Вспоминает М. М. Хохлов: Тогда нам было тяжело. Очень тяжело. Мы многое не понимали. Было такое ощущение, что какой-то злодей подстрелил нас на лету. Начался разброд и шатание. Давлету Исламовичу было ещё тяжелее. Он слёг в больницу. После выхода из больницы он позвонил мне и попросил рассказать ему всё, что я знаю о разреженных матрицах. Я начал рассказывать общую теорию алгебры матриц, но было такое ощущение, что ему был нужен просто собеседник. Вскоре он прервал меня: «Как ты думаешь поступить дальше?». «Не знаю – ответил я, – мне уже несколько раз было предложение в НИИМП, но я отказался. Не хочется уходить из коллектива. А может быть, ещё всё образуется?». «Нет – ответил он, – ты не знаешь нашей верхушки, они способны на всё. Подумай и скажи мне. Я перейду в НИИМП в качестве зам. директора». Мне кажется, что тогда мы все вместе и каждый в отдельности предали его. Мы не должны были идти тогда в НИИТТ. Нам казалось, что, сохранив тематику, мы сохраним коллектив. На самом деле мы потеряли и тематику, и коллектив. Таким образом, мы сами, своими поступками помогли надломить его волю и добить окончательно.В 1983 году Юдицкий скоропостижно умер от инфаркта в возрасте 53 лет. В том же году скончался и его лучший друг Карцев, гений иного профиля, но не меньшего масштаба, о судьбе которого мы расскажем далее.]]> https://topwar.ru/186510-rozhdenie-sovetskoj-pro-konec-moduljarnyh-mashin.html https://topwar.ru/186510-rozhdenie-sovetskoj-pro-konec-moduljarnyh-mashin.html 186510 Tue, 31 Aug 2021 04:35:35 +0300 native-yes Тот самый значок (из личной коллекции Ole Hagen Jensen)Что же такого уникального построил Боб Бартон и его команда? Они понимали, что выходят на рынок больших систем значительно позднее, чем их конкуренты из IBM, RCA и других компаний, так что им нужно предложить что-нибудь, по-настоящему исключительное. Кроме того, они имели возможность изучить архитектуру уже представленных систем и поняли, что все они имеют определенные общие недостатки, сконцентрированные в области того, без чего бесполезен самый продвинутый компьютер – программного обеспечения. Машины поставлялись отдельно от ПО, причем все программы писались, как правило, компанией, купившей компьютер с нуля и под себя, никто даже не думал об удобстве разработки, архитектура была отделена от софта. Компьютеры разрабатывались особыми группами инженеров, которые даже не думали о том, насколько будет просто или сложно разрабатывать программы под их машины. B5000 должен был дать ответы на все эти вопросы.Это был первый компьютер в мире, разрабатывавшийся как единый аппаратно-программный комплекс и целостная система, в отличие от S/360, для которого IBM даже не осилила довести до ума планировавшуюся изначально OS/360 (более того, такая практика раздельного проектирования сохранилась в IBM и далее и, в конце концов, стала доминирующей, включая системы команд x86, PPC и ARM). Проектирование машины без оглядки на исполняемый код привело к многочисленным костылям реализации софта и операционных систем в 1980-е, что косвенно сказывается на качестве ПО и сейчас. Для B5000 же все было иначе. С самого начала он проектировался в комплексе с языком, ОС и системным софтом. Его главной архитектурной особенностью стала полная аппаратная поддержка языков высокого уровня, опирающаяся на две инновации – стековый процессор и тэгово-дескрипторную память. B5000 не имел ассемблера, его процессор был в состоянии выполнять непосредственно инструкции ЯВУ. При разработке встал вопрос, какой из языков выбрать в качестве основного? Таковых в те годы существовали единицы, но выбор пал на самый мощный академический язык, на который только появился новый стандарт – Algol-60. Он стал основным системным языком, кроме этого, была реализована хорошая поддержка Cobol (в основном она включала работу с мощными операторами строк) и Fortran. Таким образом, вся архитектура B5000 строилась вокруг очень продвинутого языка, например, задолго до появления директивы #define в C аналогичный механизм был применен в B5000, причем встроен в сам язык, а не являлся командой препроцессора. Большинство других производителей компьютеров могли только мечтать о внедрении компилятора Algol по причине его сложности и крайне медленной программной реализации. Считалось, что достичь приемлемой скорости работы при его использовании нереально и, если не использовать аппаратную поддержку, так это и было (в частности, это одна из причин, по которой Algol, как язык, не снискал широкой популярности в то время). Над реализацией языка в компании Burroughs несколько месяцев летних каникул работал тогда еще молодой студент, легендарный Дональд Кнут (Donald Knuth), ранее разрабатывавший программы на Algol-58 для их ранних машин. Компилятор Burroughs Algol был очень быстрым – это произвело колоссальное впечатление на знаменитого голландского ученого Эдсгера Дейкстру (Edsger Dijkstra). Во время тестов B5000 в Пасадене его программа была скомпилирована со скоростью чтения с перфокарт, что было потрясающим результатом для того времени, и он сразу же заказал несколько машин для Эйндховенского технологического университета в Нидерландах, где работал. Аппаратная поддержка и достаточный объем ОЗУ позволили компилятору работать в однопроходном режиме (при том, что даже ассемблеры ранних машин использовали почти всегда многопроходную компиляцию в то время). B5500 и его компоненты. 1 – принтер (B320, B321 или B325), 2 – картридер перфокарт (B129), 3 – консоль управления с 4 – телетайпом для ввода команд (например, Teletype Corp Model 33 KSR), 5 – перфоратор (B303 или B304), 6 – накопители на магнитной ленте (B422/B423 –15 Мбит), 7 – процессор (один из возможных двух), 8 – сопроцессор I/O, 9 – контроллер терминалов, 10 – консоль индикации и отладки. Также на фото не поместились 2 шкафа с ОЗУ и шкаф второго процессора (фото университета Тасмании http://www.retrocomputingtasmania.com) Мы так подробно останавливаемся на всех этих преимуществах именно потому, что аналогичные идеи пришли в голову и группе Юдицкого, а позднее – и группе Бурцева (только вот у Юдицкого, в отличие от Бурцева, не было под рукой живого Burroughs для изучения). В итоге многие вещи, описываемые, как уникальные и не имеющие в мире аналогов, реализованные в «Эльбрусе», на деле появились сильно раньше, включая продвинутые механизмы защиты.Даже улучшенный Burroughs Algol не включал многие небезопасные конструкции, необходимые операционной системе и другому системному ПО. Для их поддержки было разработано специальное расширение Espol (Executive Systems Problem Oriented Language). На Espol было написано ядро операционной системы – Burroughs MCP (Master Control Program) и все системное ПО. Аппаратная поддержка Espol позволила легко реализовать виртуальную память, многопроцессорную обработку, быстрое переключение контекста и вызов процедур, защиту памяти и совместное использование кода. B5000 стал первой коммерческой машиной с виртуальной памятью. Кроме этого, за счет этого была реализована полная реентерабельность кода естественным образом, без дополнительных усилий со стороны программистов. Язык Espol в конце 1970-х был заменен более продвинутым Newp (New Executive Programming Language). Все небезопасные конструкции в программе отвергаются компилятором Newp, если только блок в ОЗУ специально не помечен особым тэгом для разрешения этих инструкций. Такая маркировка блоков обеспечивает многоуровневый механизм защиты. Кроме этого, программы Newp, которые содержат небезопасные конструкции, изначально не являются исполняемыми. Особый администратор безопасности системы может сделать их исполняемыми, но обычные пользователи не могут этого сделать. Даже привилегированные пользователи, у которых обычно есть рут-доступ, не могут их запустить без явного разрешения администратора. Только назначенные операционной системой компиляторы могли создавать исполняемые файлы с расширенными командами, и только сама MCP могла назначить программу в качестве компилятора (через консольную команду администратора безопасности).Newp был настолько продвинут, что поддерживался оригинальной архитектурой мэйнфреймов Unisys ClearPath, наследников серии B, до 2014 года, когда началась миграция на x86. Также, задолго до bash в Linux, для эффективного управления MCP был разработан отдельный язык командной строки WFL (Work Flow Language). В мэйнфреймах IBM его аналогом был знаменитый Job Control Language (JCL). Компьютеры, разрабатываемые специально для ЯВУ, были очень сложны, но развивались позднее по проторенному Burroughs пути вплоть до середины 1980-х (среди них можно отметить рабочую станцию Lilith Никлауса Вирта, отца Pascal и знаменитые LISP-машины), когда были вытеснены архитектурой x86 и RISC-процессорами общего назначения. Дескрипторы, защищенные тэгами, в B5000 аппаратно проверяются при каждом обращении к памяти на каждом шаге изменения данных. Кроме этого, система не нуждается в ручном управлении выделением памяти и более того – это вообще невозможно. Каждый сегмент защищенных данных, таких как код, не может быть даже прочитан, не говоря уже об изменении, неконтролируемым системой образом, что делает большую часть атак просто невозможными и ошибок – нереализуемыми. Конечно, подходящий привилегированный процесс может явно изменить биты тэга и таким образом изменить себя, но только компилятор ESPOL может генерировать такой код, при этом MCP откажется выполнять все, что идентифицировано ей как ESPOLCODE, какой бы уровень привилегий не имел тот, кто пытается его запустить. Такие программы должны быть установлены как часть операционной системы в самом начале, и добавить или изменить их в процессе работы принципиально невозможно.В результате мэйнфреймы Burroughs оставались самыми защищенными и безопасными машинами на планете в течение тридцати следующих лет, и именно поэтому их на долгие годы выбрала Федеральная резервная система США в качестве стандарта своего банковского компьютера. Как мы уже говорили, эта архитектура (естественно, непрерывно улучшаемая новыми моделями) аппаратно поддерживалась вплоть до недавнего времени, и лишь с 2014 года произошел переход на стандартные x86 серверы. Одной из немногих реальных проблем серии B стало то, что уже ее родоначальник B5000 в итоге имел чрезвычайно сложный процессор и подсистему памяти. В эпоху транзисторных машин на это можно было бы закрыть глаза, но этот момент сильно осложнил интеграцию последующих моделей. В те годы, когда все производители перешли на одночиповые модели, с процессором, реализованным как заказная схема, серия больших машин Burroughs все еще выпускалась в многочиповом исполнении. Первая версия «мэйнфрейма на кристалле» – SCAMP, появилась только в конце 1980-х, когда было слишком поздно, хотя этот процессор и его наследники и использовались компанией Unisys до середины 2000-х годов.Вершина линейки больших банковских машин. Burroughs B7900 (1984) стал последним классическим мэйнфреймом серии В, в 1986 произошло их слияние со Sperry: так возникла Unisys, существующая до сих пор (фото университета Тасмании http://www.retrocomputingtasmania.com)Дополнительной проблемой, связанной с колоссальной сложностью процессора и огромным числом транзисторов и ранних ИС, стала надежность. Однако компьютеры Burroughs не могли ломаться – компания имела репутацию одного из лучших поставщиков систем высокой доступности, их машины традиционно работали годами без аварийной остановки (также, кстати, как до того их арифмометры, обоснованно считавшиеся самыми надежными в отрасли). Для того чтобы B5000 удовлетворял строгим критериям качества, в систему была заложена значительная избыточность и гибкость. Аппаратные модули можно было отключать и инсталлировать на лету, не останавливая работу и не теряя данные, что по тем временам было чем-то фантастическим. Для того чтобы отслеживать состояние всех узлов машины и реконфигурировать систему в процессе вычислений, обходя сбойные участки, был добавлен специальный сопроцессор MDLP (Maintenance Diagnostic Logic processor, процессор техобслуживания). Он также использовался инженерами для диагностики всех компонентов системы. В результате, несмотря на то, что B5000 был на порядок сложнее традиционных машин тех лет, надежность его не только не пострадала, но и значительно превосходила большинство компьютеров такого класса. Авторитет компании в банковской среде был так высок, что в 1973 году, когда было создано Общество всемирных межбанковских финансовых каналов связи (SWIFT – Society for Worldwide Interbank Financial Telecommunications), именно Burroughs за 4 года работы построил его магистральные коммутационные системы. И до сих пор наследник Burroughs, корпорация Unisys, является крупнейшим провайдером сети SWIFT.«Настольный мэйнфрейм» Unisys Micro A (1989) – фактически первый сервер в современном смысле этого слова. Его процессор SCAMP-A (сверху) и более поздняя версия – SCAMP-D (1997, снизу). По заказу Unisys чипы выпускали сначала IBM на своих фабриках, затем LSI. Сервер Unisys ClearPath Libra 6200 (2012–2015) – последний, поддерживающий архитектуру B5000 (фото университета Тасмании http://www.retrocomputingtasmania.com, из частной коллекции Джона Калвера https://www.cpushack.com/ и официального проспекта Unisys ClearPath)B5000 использовался NASA, U. S. Air Force, Carrier Corporation, Вашингтонским университетом, Университетом Денвера, Калтехом, Стэнфордским университетом, Университетом Монаш в Австралии (они были верны Burroughs до конца и имели все их машины последовательно, вплоть до B7800), Технологическим институтом Дрекселя в Монреале, Британской почтой и Американским бюро шахт. Также в 1964 году Burroughs построил B8300 для приложений реального времени, таких как резервирование авиабилетов. Системным языком была выбрана достаточно редкая версия Algol 60 – Jovial. Он был разработан в 1959 году в качестве нового языка программирования высокого уровня для систем реального времени в корпорации SDC группой под руководством Жюля Шварца (Jules I. Schwartz) и изначально был диалектом Algol-58, на что указывает его шутливое название (Jules Own Version of the International Algebraic Language). Сначала он предназначался для программирования электроники боевых самолетов, но в 1960-х годах стал важной частью серии военных проектов США, в частности SACCS (Strategic Automated Command and Control System – система, управлявшая ядерным оружием США) и, конечно, SAGE. Примерно 95 % программного обеспечения SACCS (совместная разработка ITT и IBM) было написано SDC на Jovial. Разработка заняла два года (в пересчете около 1400 человеко-часов), более чем в два раза быстрее, чем ПО для SAGE. В конце 1970-х при разработке стандартной архитектуры военного процессора MIL-STD-1750A было принято решение, что Jovial останется основным языком для этой архитектуры. Многие компании предоставили для него свои компиляторы – Advanced Computer Techniques (ACT), TLD Systems, Proprietary Software Systems (PSS) и другие. Последний стандарт на этот язык – MIL-STD-1589C был принят в 1984 году, в настоящее время до сих пор используются три диалекта этого стандарта: J3, J3B-2 и J73. Поддержка Jovial была прекращена только в 2010 году, хотя компиляторы продолжают выпускаться. Как и в случае с Cobol, большая часть ПО, реализованного на Jovial, является критически важной, а техническое обслуживание становится все труднее, частичная замена началась с 2016 года, хотя иногда выбор более чем странен. Например, программное обеспечение знаменитого бомбардировщика B-2 было перенесено с Jovial на Pure C (!), что вряд ли можно считать эффективным решением в плане безопасности и легкости поддержки.Примерно такую архитектуру предложили и инженеры СВЦ, только вот их суперкомпьютер обладал еще одной уникальной особенностью – он был, как мы уже говорили, модулярным! Новая ЭВМ Юдицкого Новая машина Юдицкого должна была включать подсистемы центральной обработки (до 16 центральных процессоров), ввода-вывода (до 16 процессоров ввода-вывода), памяти (до 32 секций ОЗУ 32К х 64 битные слова) и мощную модульную систему динамичной коммутации перечисленных модулей по сложному графу (любой ЦП мог быть соединён с любым ПВВ и любой секцией ОЗУ). Общая производительность ЭВМ оценивалась в совершенно чудовищные 200 MIPS – Cray-1 1977 года выдавал 160! В процессоре, естественно, планировалась табличная реализация арифметики.В итоге Юдицкий с удовольствием констатировал, что, несмотря на чрезвычайно нетипичную для сверхЭВМ систему остаточных классов, его новый проект сможет побить М-10 Карцева! Это действительно был абсолютно уникальный гибрид, впитавший все самые передовые мировые разработки в области ЭВМ тех лет, параллельно-матричную архитектуру от серии М, аппаратную поддержку ЯВУ от B5000 и, естественно, фирменную технологию от самого Юдицкого – СОК. Самое поразительное, что итог вовсе не выглядел как помесь ежа и ужа – это была абсолютно рабочая, чрезвычайно удобная и самая мощная в мире машина тех лет, ближайшие американские конкуренты отставали на поколение. Кроме того, она была невероятно надежной. В общем, мы все уже понимаем, что воплотить ее в серии в СССР бы не удалось даже ценой жизни главного конструктора. Для реализации табличной арифметики машине требовалось новое компактное постоянное ЗУ большой ёмкости. Его разработкой в СВЦ уже несколько лет занималось подразделение С. А. Гаряинова. Суть работы заключалась в создании бескорпусных диодных матриц, а также конструкции и технологии изготовления устройств на их основе. Как раз с этой целью и хотели приспособить уже упомянутую ДМР-256. На основе матрицы была разработана соответствующая оригинальная конструкционная система: кристаллы ДМР монтировались на ситаловую плату, платы собирались в семиэтажную этажерку МФБ (многофункциональный блок), этажерки устанавливались на большую печатную кросс-плату. Несколько кросс-плат монтировались в металлический герметичный корпус блока, заполняемый фреоном. Для вывода тепла из блока в него устанавливались тепловые трубки. Аванпроект уникального компьютера, получившего просто индекс римскими цифрами «IV», был закончен в начале 1973 года. «IV» задумывалась как прототип для последующих разработок СВЦ. Однако ещё до завершения проекта, ему, казалось, нашлось хорошее применение. В конце 1971 года ОКБ «Кулон» Сухого обратилось в СВЦ с заказом на разработку САПР для самолетов. К САПР предъявлялись высокие и перспективные требования, опережающие любые возможности советских ЭВМ тех лет. Система должна была поддерживать более 700 автоматизированных рабочих мест разработчиков самолета и его узлов. Каждый АРМ был терминалом с графопостроителем, а вычисления должны были производиться на главном суперкомпьютере (в те времена годовой объём выпуска даже более простых АРМ в СССР был не более полутысячи). Эскизный проект был выполнен и с удовлетворением принят заказчиком, однако Минрадиопром (возглавляемый известно кем) выпускать машину отказался, ссылаясь на недостаток финансирования (при том, что проект предназначался для военного ОКБ Сухого, а на оборонку у нас денег не жалели). Однако еще более интересное применение для «IV» появилось почти сразу, в начале 1972 года. Тогда СВЦ получил заказ аж от самого ГРУ на разработку эскизного проекта суперЭВМ для обработки структурированных особым образом данных (переводя с языка ГРУ на человеческий – для взлома шифров), получившей условное наименование «Машина 41-50». 64-битный компьютер должен был иметь быстродействие не менее 200 MIPS, ОЗУ 16 Мбайт и развитую периферию. В СВЦ решили построить векторную ЭВМ с системой команд, работающих над массивами, и ориентированной на реализацию алгоритмов заказчика. Задача динамического распараллеливания при этом решалась на аппаратно-микропрограммном уровне. Эскизный проект 41-50 СВЦ выполнял совместно с Институтом кибернетики АН Украины, для работы был привлечен еще один недооцененный советский гений, один из лучших в мире специалистов по параллельным вычислениям и директор ИК академик В. М. Глушков.О Глушкове имеет смысл как-нибудь завести разговор отдельно – он был одним из крупнейших мировых ученых в области компьютерных наук (при 15-м издании британо-американской Encyclopaedia Britannica в 1973–1974 годов статья о кибернетике была заказана Глушкову!), но его проекты (а там были совершенно потрясающие вещи, например, советский Интернет) топили так безжалостно, что (уже по традиции выдающихся отечественных специалистов в области ЭВМ) он не дожил и до 60 лет, скончавшись от инфаркта. Глушков был назначен научным руководителем проекта, в ИК было создано два специальных подразделения (филиал СВЦ) во главе с З. Л. Рабиновичем и Б. Н. Малиновским. Главным конструктором был Юдицкий. Проектирование 41-50 началось с изучения алгоритмов решения задач заказчика и попытки подогнать их под модулярную арифметику (как мы видим, во всех проектах СОК-машин работа строилась от алгоритмов – фактически, это и было недостатком указанного класса компьютеров – огромная привязка к конкретным задачам, делавшая машину практически узкоспециализированной). Работу возглавили В. М. Амербаев – в качестве математика и основного автора модулярной арифметики, и Л. Г. Рыков – в качестве схемотехника, реализующего эти алгоритмы. Вспоминает Л. Г. Рыков: Акушский был больше теоретиком и до таких понятий, как время задержки, гонка импульсов и других схемотехнических неприятностей, не опускался. Вильжан Мавлютинович – совершенно другой человек. Он не гнушался наших проблем и всегда старался найти такой вариант математического решения, который наиболее удачно реализуется аппаратно. Результат исследований был собран в труде РТМ У10.012.003 «Машинные алгоритмы двухступенчатой непозиционной арифметики», и в целом он был неутешительный. Дело в том, что в задачах ГРУ процент немодульных операций был колоссален, свести их к СОК было невозможно, а постоянно конвертировать туда-сюда и гонять в обычный сопроцессор – глупо. В итоге производительность сверхсложного и мощного компьютера не превышала бы обыкновенный суперкомпьютер традиционной архитектуры. В целом система СОК давала бонусы за счет надежности, простоты реализации табличной арифметики и сокращения объема аппаратуры, но Юдицкий не был фанатиком и понимал, что серебряной пулей модулярная арифметика не является. Есть кейсы, в которых она просто не ложится на алгоритмы, несмотря на все ухищрения.В финале после обсуждений и дискуссий СВЦ решили отказаться от СОК при сохранении общей векторно-модульной схемы машины и пересмотрели проект. Такая гибкость выгодно отличала их от многих советских КБ, которые, найдя однажды более-менее удачное техническое решение, продолжали его фанатично штамповать (как транзисторные версии БЭСМ во всех вариантах и ее же систему команд, крайне успешную на одних задачах и до такой же крайности кривую – на других). Машину решили делать, естественно, на ИС и в качестве основы взяли самую мощную тогда в СССР эмиттерно-связанную логику серии 100. До того, как ее украли, она называлась Motorola MC10000 (она же MECL – Motorola emitter coupled logic) – серия довольно мощных и быстрых ЭСЛ-микросхем, разработанная в 1962 году (MECL I). Серия насчитывала несколько поколений – I, II, III и 10000, выпущенная в 1971 году. От версии 1968 года она, впрочем, отличалась только номиналами резисторов. Через 7 лет ее осилили скопировать в СССР как ИС100, она предназначалась для самых мощных компьютеров, таких как «Эльбрус». К сожалению, микросхемы этой серии оказались предельно сложными для Союза и имели огромные проблемы с качеством и стабильностью, чем печально знамениты (об ИС100 мы еще поговорим в части про А-135 и «Эльбрус», в копировании мощных ЭСЛ в СССР черт ногу сломит, и в этой теме нужно разбираться отдельно, она тесно увязана с коммерческими отношениями двух гигантов – Motorola и Fairchild).На Западе Motorola 10k не была самым популярным выбором строителей суперкомпьютеров, для этих целей чаще всего использовали ЭСЛ от конкурента – компании Fairchild, серию Fairchild F100K (позже у нас ее пытались копировать с опозданием на 10 лет для «Электроника СС БИС» – серия К1500, результат был, ну скажем так – не очень удачный, это тоже предмет отдельного разговора). Именно на F100K (3 микросхемы из 4-х типов использованных – 11C01, F10145, F10415 и только одна MC10009 для схемы выборки адреса, Крэй использовал более дешевую в том месте, где это было некритично) был собран Cray-1.Великий и ужасный Cray-1, одна из плат его процессора на чипах Fairchild F100K и советский клон Motorola 10k – 100 серия периода освоения (фото https://cdn.britannica.com/, https://en.wikipedia.org/, https://ru-radio-electr.livejournal.com/)Производство ИС100 осваивалось на «Микроне», на «Венте» в Вильнюсе, на «Светлане» в Ленинграде и на «Интеграле» в Минске. Дальше начались проблемы, состав серии не предусматривал векторных чипов, в результате потребовались дополнительные ИС, отсутствующие в программе выпуска. Было принято решение подключиться к программе, разработав для неё недостающие микросхемы. И открыта тема «Юкола», в рамках которой был определён состав требующих разработки ИС (их оказалось довольно много – 14, отметим, что полностью векторный Cray был собран, вообще, всего на 4-х типах микросхем, причем в АЛУ использовался лишь один тип) и разработаны их функциональные и принципиальные схемы. Конструктивно-технологическая разработка этих ИС планировалась проводиться совместно с НИИМЭ в рамках подготовки рабочего проекта 41-50. Эскизный проект ЭВМ был принят госкомиссией с высокой оценкой и с рекомендацией о продолжении работ. Один из идеологов 41-50 Н. М. Воробьев так вспоминает финал событий: В процессе разработки эскизного проекта мы тесно сотрудничали с полковниками от заказчика по алгоритмам обработки их специфичной информации: по существу, это была совместная работа. Поэтому и мы, и они живо интересовались судьбой проекта. Они были явными сторонниками 41-50 так как, фактически участвуя в разработке проекта, они его отлично знали, внесли в него все нужные им решения и были уверены в результате. Однако неожиданно для нас наступила длительная, в несколько месяцев, не объясняемая пауза. Заключение договора на разработку технического проекта откладывалось. Что там происходило, мы не знали – ГРУ организация серьезная. Но когда решение, наконец, было принято, полковники специально приехали к нам объяснить ситуацию. Мужики с грустью и извинениями («мы стояли за вас горой, как только могли») сообщили нам печальную весть: продолжения работ не будет. Принято решение применять адаптированный под их задачи «Эльбрус», но они в возможность адаптации не верят, так как нет никаких рычагов для обеспечения её проведения.Естественно, и тут не обошлось без Министерства радиопромышленности, так как производить 41-50 планировали на их мощностях. Финал проекта СВЦТак закончился еще один проект СВЦ по созданию суперЭВМ. О его финале вспоминает представитель гензаказчика в СВЦ А. И. Абрамов: Однажды меня вызвал главный инженер заказывающего управления МО полковник С. Ф. Середа и поручил подготовить предложения об использовании результатов темы «Лидер». К тому времени решение о прекращении работ по созданию суперЭВМ 41-50 уже было принято. Посовещавшись с нашим куратором в ГУ МО В. М. Капуновым, мы предложили эскизный проект (стопа книг, толщиной более метра) передать в ИТМиВТ для использования в проекте «БЭСМ-10». Что и было сделано.Отметим, что разработку БЭСМ-10 ИТМиВТ фактически провалил, не сделав по теме ничего работоспособного, школа Лебедева вообще не умела работать с суперкомпьютерными технологиями. Два их высочайших достижения – это БЭСМ-6 (на которую все не могли так нарадоваться, потому что больше у них ничего не было), производительностью всего около 1–1,5 MIPS и с чрезвычайно уродливой и неудобной системой команд, не говоря уже об отсутствии даже целочисленной арифметики (Лебедев никогда не был выдающимся именно системным архитектором компьютеров), и спорный «Эльбрус» Бурцева, который был явно лучше, чем творения его шефа, но не менее неудобный и далеко не такой производительный, как работы СВЦ. Кроме этого, качество изготовления машин разработки ИТМиВТ было ужасным, об этом мы тоже поговорим далее.Система 41-50 была последней разработкой суперкомпьютеров в СВЦ. Три проекта подряд были провалены, причем одним и тем же министерством – 5Э53 по причине того, что созданная специально под алгоритмы ПРО (и принятая военприемкой и ПРОшниками!) машина якобы не способна эти алгоритмы реализовать, «IV» – под предлогом отсутствия денег, и даже страшное ГРУ было вынуждено довольствоваться сунутым им в зубы «Эльбрусом», не в силах продавить через партийных бюрократов 41-50, которая, опять-таки, была ими с восторгом принята и полностью соответствовала их ТЗ. Последний случай был, вообще, вопиющим – Минрадиопром, по сути, отказал в выпуске компьютера совсем без каких-либо оснований, отбившись от разведчиков, как от надоедливых школьников. Не купим вам красивую машинку, играйте чугунной. В итоге Юдицкий осознал, что разрабатывать имеет смысл лишь то, что можно произвести на мощностях самого СВЦ – 16-битные миникомпьютеры. Естественно, особых преимуществ использование модулярной арифметики для них не сулило, и проект СОК был полностью свернут уже навсегда.Существует легенда, приводимая академиком В. М. Амербаевым и известная только с его слов:В 1970–1971 годах большой интерес к модулярной арифметике проявили банковские структуры США. Им требовались высокопроизводительные средства для высоконадёжных вычислений с самокоррекцией – именно этим и характерна модулярная арифметика. По данным открытой печати (статьи, книги, патенты), они оценили результаты работы И. Я. Акушского и Д. И. Юдицкого как передовые в мире и обратились в МЭП с предложением о закупке модулярных алгоритмов (предложили около 20 млн долларов США). Начавшиеся переговоры были пресечены КГБ. Об этом же случае, а возможно, и о другом, вспоминает В. С. Линский: Во время работы в НИИФП–СВЦ в 1966-1970 годах я открыто выражал негативное отношение к СОК, вплоть до обращения в Военно-промышленную комиссию при СМ СССР (ВПК). С моим мнением был ознакомлен В. С. Бурцев, выразившийся в том смысле, что однозначный ответ о СОК преждевременен. На вопрос сотрудников ВПК о том, почему американцы хотят закупить результаты И. Я. Акушского и Д. И. Юдицкого, я ответил, что, по-видимому, это им выгоднее, чем самим проводить исследования в этой области. На самом деле это довольно странная история, модулярная арифметика могла помочь с банковскими ЭВМ, но главным производителем банковских компьютеров был Burroughs, который опирался на абсолютно иные принципы системной архитектуры. Возможно, это могла бы быть какая-то фирма, пожелавшая свалить монополиста, но не так много серьезных игроков на этом рынке. У мелкой компании не было бы таких денег, крупная, типа IBM, принципиально разрабатывала все сама, да и, опять-таки, была максимально консервативна. Кроме этого, вся информация (ну, кроме алгоритмов ПРО) о СОК и так была в открытой печати, даже без грифа ДСП. Разобраться в ней – не так уж много времени для нескольких хороших математиков. Ну и вообще, США отлично знали, что СССР очень-очень заинтересован в добыче западной техники всеми способами (от разборки на образец радиол, подаренных частным образом разным дипломатам, до покупки лицензий и прямого воровства), но сам принципиально никакой хайтек не продаст. Выпуск ЭВМ «Сетунь», например, запретили даже родному ЧССР, хотя чехи умоляли чуть ли не на коленях, обещали огромные гешефты от продажи в Западную Европу и уже готовы были строить линию для производства (хотя есть сильное подозрение, что причины тут были связаны не с политикой, а, скорее, с волшебными словами «распил» и «откат», вполне актуальными и во времена СССР, как мы помним, определенные круги в Чешской компартии давили и их собственные разработки, выкидывая миллионы крон на закупку у французов им самим не нужных мэйнфреймов Bull). Так что переговоры тут изначально были обречены, и глупо было бы этого не понимать. А. В. Пивоваров вспоминает другой случай: У Юдицкого был контакт с французской фирмой, не помню её название, которая пожелала купить проект ЭВМ. Юдицкий пришёл ко мне за разрешением на такую сделку, но я отказал ему по двум причинам. Во-первых, для выполнения такой сделки необходимо изготовление образца ЭВМ для полной отработки технологии, а сделать-то его было негде. Во-вторых – зачем нам вооружать французов, тогда – наших потенциальных военных противников? Да если бы я и согласился, нам всё равно бы это не позволили сделать вышестоящие органы.Эта история уже куда более реалистична, с Францией СССР на удивление много и плодотворно сотрудничал как в области фундаментальной науки, особенно математики, так и прикладной, включая фармацевтику, во Францию, как и в ФРГ, куда чаще и охотнее отпускали наших ученых, обмен техникой, хоть и ограниченный, тоже присутствовал.По теме СОК Юдицкий опубликовал более 60 монографий и статей, став крупнейшим ее теоретиком, на все узлы и алгоритмы было получено множество патентов, некоторые даже в Германии, Франции, Великобритании, Италии и США, так что абсолютно ясное послание Минрадиопрома «сидите и не высовывайтесь, ничего из того, что вы сделаете, никогда не будет выпущено» привело к серьезному психологическому шоку и огромному разочарованию для всего коллектива СВЦ. Вспомним, сколько времени и сил было потрачено на разработки, сколько переработок, ночных смен, бдений до утра с паяльником и осциллографом, сколько надежд и ожидания, когда разработки будут воплощены в металле… Три крупных провала подряд, причем не по своей вине – это много для любой научной группы.В результате научная активность СВЦ упала почти до нуля, пока коллектив восстанавливался от битвы с Минрадиопромом. В итоге тема модулярной арифметики была в СССР полностью свернута, по некоторым источникам зарубежные ученые, пронаблюдавшие это (и не знавшие, естественно, настоящих причин событий), решили, что это от полной бесперспективности всего направления и тоже резко уменьшили интенсивность работ над СОК-машинами.50-летие модулярной арифметикиВ Союзе модулярные компьютеры были забыты напрочь, в России – тем более, до 2005 года, когда исполнилось 50 лет первой публикации Валаха и Свободы на эту тему. Тогда оставшиеся в живых сотрудники СВЦ решили одновременно вспомнить свой вклад в это направление, почтить память всех, кто принимал участие в проектировании модулярных компьютеров, и узнать, осуществились ли какие-то похожие проекты где-то еще? И инициировали проведение в Зеленограде специальной конференции «50 лет модулярной арифметике». Она прошла очень успешно, участие приняло 49 делегатов, представивших 32 фирмы России, Белоруссии, Казахстана, Украины и США, выступивших с 44 докладами, был выпущен сборник трудов толщиной чуть ли не в тысячу страниц. В настоящее время варианты модулярной арифметики широко используются в микроконтроллерах карт доступа с высоким уровнем защиты для реализации криптоалгоритмов, по стандарту ISO/IEC 10118-4:1998 (раздел Hash-functions using modular arithmetic). Такие ключи в основном производит STMicroelectronics. Кроме этого, микроконтроллеры для криптографии выпускали или выпускают M-Systems (контроллер SuperMAP), Emosyn LLC (подразделение фирмы ATMI, чип Theseus Platinum), Hifn и другие. В. М. Амербаев и А. Л. Стемпковский из ИППМ РАН работали в начале 2010-х также над альтернативными вариантами непозиционных систем, например, так называемой логарифметикой, в которой представление чисел мультипликативно – используется пара из бита знака и двоичного логарифма модуля числа. При подобном представлении чисел сильно упрощаются операции деления и умножения, что логично, но усложняется цифровая реализация аддитивных операций – сложения и вычитания. В итоге возникли еще более экзотические гибриды, например, модулярный LG-код. В нем в качестве оснований выбраны простые числа и использовано логарифмическое представление вычетов по каждому простому основанию. С точки зрения аппаратной части, по такой схеме можно строить чрезвычайно эффективные DSP, поскольку LG-код многократно ускоряет одну из основных операций такого процессора, преобразование Фурье.Кроме этого, серийно модулярные процессоры применялись в системах спецпроцессоров АФК «Вычет-1» и «Вычет-2» (информации по ним найти практически не удалось и неизвестно, что они собой представляли и для чего применялись) и средствах криптографической защиты линий связи – изделия КРИПТОН-4М7 и СЕКМОД-К. По «КРИПТОН» информация скромная, но имеется. Это шифроприставка к телефону, его основой является модулярный 32-х разрядный DSP, реализующий функции шифрования речи и передачи ее со скоростью от 2400–12000 Бод.В настоящее время в России периодически появляются статьи по модулярным чипам (например, Калмыков И. А., Саркисов А. Б., Яковлева Е. М., Калмыков М. И. Модулярный систолический процессор цифровой обработки сигналов с реконфигурируемой структурой, Вестник Северо-Кавказского федерального университета № 2 (35) / 2013), но довольно вяло, и дальше теоретических разработок дело не продвинулось. История показала, что СОК является потрясающе удобной для довольно узких применений – отказоустойчивых систем, криптографии с открытым ключом и цифровой обработки сигналов, и не очень удобной – для всех прочих. В таковом качестве ее и используют сейчас за рубежом, тем не менее досадно, что выдающиеся первопроходцы в этой области – советские инженеры, были надолго забыты, а их уникальные труды так и не принесли ни славы, ни пользы их Родине.]]> https://topwar.ru/185282-rozhdenie-sovetskoj-pro-istorija-ubijstva-5je53.html https://topwar.ru/185282-rozhdenie-sovetskoj-pro-istorija-ubijstva-5je53.html 185282 Thu, 29 Jul 2021 18:00:58 +0300 native-yes Система ПРО А-35 включала в себя по проекту: сердце всей системы –главный командно-вычислительный центр (ГКВЦ) в Кубинке, две РЛС ДРЛО «Дунай-3М» (Кубинка-10) и «Дунай-3У» (Чехов-7), четыре позиционных района (ОПРЦ: Клин-9, Загорск, Наро-Фоминск, Нудоль) со стрельбовыми комплексами «Енисей» и «Тобол» (по 2 комплекса в районе, по 2х4 ПУ каждый – первого и второго пуска) и техническую базу подготовки ракет АТП-35 (Балабаново). На фото – ПУ противоракеты А-350Ж рядом с РЛС РКИ-35, позиции РЛС ДРЛО «Дунай-3М» и контейнер с противоракетой А-350Ж на параде в Москве (фото https://ru.wikipedia.org/) В общем, к 1970 году полигон А-35, временно оснащенный 5Э92б, ждал свою суперЭВМ 5Э53, под нее были построены помещения, сделана разводка оборудования и питания, готовы программы, сама машина уже буквально начинала производиться на том же ЗЭМЗ (отдельные блоки уже были изготовлены), и вдруг все встало! Вспоминает Н. К. Остапенко, зам. Кисунько (интервью с Борисом Малашевичем, приведенное в книге «Д. И. Юдицкий»):Н. К.: Такой ЭВМ, какая нам требовалась, тогда ни в стране, ни в мире не было. Самым мощным из декларированных к тому времени отечественных проектов была система «Эльбрус»… Она лишь отдалённо приближалась к требованиям задач МКСК. Но вычислительной мощности у этой универсальной ЭВМ для обработки радиолокационных сигналов наблюдения за целями и управления противоракетами оказалось явно недостаточно. К тому же проект «Эльбрус» по планам опаздывал к нужному сроку на 2,5–3 года, и уже было ясно, что опоздает ещё более (реально производство «Эльбрус-1» было начато в 1980 году). Поэтому было принято решение: на начальном этапе продолжить использование уже опробованной в А-35 ЭВМ 5Э92Б, вычислительной мощности которой было катастрофически недостаточно, и заказать срочную разработку «десятимиллионника» (как ЭВМ у нас называлась) для МКСК, а на конечном этапе во главе всей боевой системы ПРО поставить «Эльбрус»… У нас была мощная команда прекрасных программистов, более 300 человек. Это были опытные, высококвалифицированные специалисты. Они весьма настороженно отнеслись к 5Э53, имеющей специфику в программировании. Для снятия этих опасений Д. И. Юдицкий включил в состав программного обеспечения ЭВМ специальный компилятор, позволяющий им не менять своих привычек и программировать, как на обычных тогда машинах… После этого споры прекратились... ЗЭМЗ начал подготовку ее производства и процентов на 70 провел её. Если бы им не помешали, в 1972 году мы бы имели в составе «Аргуни» на Полигоне А сокращённый вычислительный комплекс из четырёх 5Э53 и решили бы все проблемы по созданию МКСК. Но и нам, и им помешали. ЭВМ 5Э53 и противоракета А-351 разделили судьбу МКСК – были погублены, причём ЭВМ пострадала первой.Б. М.: Кто же и почему помешал?Н. К.: Противники Г. В. Кисунько и его МКСК в руководстве Минрадиопрома. Потому, что без достаточных вычислительных ресурсов ни МКСК, ни его полигонный вариант «Аргунь» не могли решить стоящие перед ними задачи. А противникам для борьбы с Г. В. Кисунько требовался провал его проектов. Поэтому уничтожение 5Э53 стало одним из важнейших факторов этой борьбы. И именно поэтому первый удар пришелся именно по ней. Сделанный в СВЦ образец ЭВМ подтвердил выходные параметры ЭВМ 5Э53… Вся техническая документация на ЭВМ, откорректированная по результатам испытаний, в 1970 году СВЦ была передана заводу ЗЭМЗ Минрадиопрома, который провёл подготовку к выпуску и настройке ЭВМ с целью успеть поставить на полигон к конструкторским испытаниям МКСК. Завод уже начал изготовление отдельных устройств ЭВМ.Вспоминает руководитель военной приёмки в СВЦ, полковник В. Н. Каленов (о его дотошности и положительном вкладе в разработку мы уже писали): Начали работать различные комиссии, причём не всегда беспристрастные. Необоснованно ставились под сомнение и соответствие изделия 5Э53 требованиям технического задания, и вообще возможность реализации ЭВМ в системе остаточных классов. Если первое сомнение разрешить было относительно легко, и у комиссий хватало для этого знаний и опыта, то со вторым было масса проблем: никто из оппонентов с модулярной арифметикой знаком не был». Была создана мощная комиссия из специалистов ВЦ Сибирского отделения АН СССР. Комиссия сначала попыталась разобраться в том, как работает 5Э53, но быстро убедилась, что для этого потребуется много сил и времени. Был найден более простой, но достаточно надёжный путь. Вспоминает академик АН Казахстана В. М. Амербаев, работавший тогда в СВЦ, главный разработчик реализованного в 5Э53 варианта модулярной арифметики: «Комиссия запросила алгоритмы выполнения тестовых задач на 5Э53 с целью их эмуляции на ЭВМ ВЦ Сибирского отделения АН СССР. Алгоритмы нами были переданы. Комиссия провела решение тестовых задач в традиционной двоичной системе и в режиме эмуляции наших алгоритмов на основе модулярной арифметики. Результаты совпали. Так независимая экспертиза подтвердила корректность проекта 5Э53, работоспособность реализованного в ней варианта модулярной арифметики». В общем, министерство радиоэлектронной промышленности изгалялось, как могло, но прямые атаки на машину не прошли, она уже фактически изготавливалась. БрежневНужно было что-то придумать потоньше, и родился обходной маневр с привлечением опять-таки тяжелой артиллерии, генсека Брежнева. Тот тоже не был каким-то особым злодеем. Брежнев был, скорее, неповоротливым недалеким бегемотом, особо не вникающего в то, что именно ему подсунули на подпись. Лежит во входящих – ну, надо подмахнуть, работа у меня такая. Так что убедить его было в разы проще, чем буйного и характерного Хрущёва, не всегда адекватного, но хотя бы всегда лично и со страстью вникавшего в любую проблему (за что его в итоге и убрали, заменив покладистым и мирным Бровеносцем). Главный инженер СВЦ Н. Н. Антипов вспоминает рассказ Анатолия Григорьевича Шишилова, главного инженера ЗЭМЗ (в квадратных скобках примечания автора статьи): При рассмотрении в ЦК КПСС вопроса о состоянии и развитии ПРО было доложено, что объём выпускаемых заводом ЭВМ 5Э92б недостаточен для решения текущих проблем, так как часть мощностей завода отвлечена подготовкой производства 5Э53. Л. И. Брежнев нашёл простое решение проблемы, дав указание временно приостановить освоение 5Э53. Его и приостановили. Как позже выяснилось – навсегда. Была создана ещё одна, последняя комиссия. Вспоминает Н. М. Воробьев, один из ведущих системотехников 5Э53: «Была создана специальная комиссия и ей передали затребованную документацию на 5Э53. В комиссию входили в основном программисты. Изучив материалы, комиссия составила заключение, основной смысл которого сводился примерно к следующему:ЭВМ 5Э53 построена на современнейшей элементной базе [напомним, что таковая база хоть и была на морально устаревших ГИС, но по характеристикам оные заказные схемы превосходили все, что было на тот момент доступно в Союзе].Архитектура ЭВМ не соответствует классической архитектуре фон-Неймана и неприемлема [бредовость этого замечания даже комментировать не имеет смысла].ЭВМ обладает высоким быстродействием, но невозможность программирования делает это быстродействие бесполезным [либо маразм, либо наглая ложь, к машине имелось ПО в полном объеме и все необходимые компиляторы].ЭВМ не может быть отнесена к классу универсальных ЭВМ [так этого от нее по ТЗ вообще не требовалось – это была специальная машина ПРО!].Мы ездили в Новосибирск для защиты проекта в комиссии, но сотрудничества не получилось. Даже такие, казалось бы, очевидные доводы, что для отладки программ используется специальный компилятор, предъявленные отлаженные на экспериментальном образце ЭВМ программы для 5Э53, комиссией не учитывались. Создавалось ощущение, что результаты работы комиссии запрограммированы заранее».Последнее заседание комиссии проходило в Москве. На него были приглашены представители СВЦ и НИИ ВК, но не было представителей СКБ «Вымпел» – главной заинтересованной стороны. Вспоминает один из ведущих разработчиков 5Э53 М. Д. Корнев: Вопреки заданию комиссии дать заключение на 5Э53, заседание проводилось под флагом противопоставления ЭВМ 5Э53 и 5Э66. В своих сообщениях и мы, и карцевцы объективно и взаимно лояльно оценили преимущества и недостатки своих проектов. Однако комиссия зациклилась на специфике программирования 5Э53, возведя её в неразрешимую проблему (специфика действительно была, но она была решена и теоретически, и практически), и отдала своё предпочтение проекту 5Э66, хотя этого от неё и не требовалось. То, что алгоритмическая производительность 5Э66 на задачах ПРО значительно меньше требуемой, высокая комиссия не заметила.Каток местиВ общем, творился уже феноменальный маразм непредставимой наглости, но остановить каток мести Калмыкова было невозможно. Об этом заседании комиссии вспомнит и Н. К. Остапенко. Вернемся к его интервью: Н. К.: …до нас доходили стоны других подразделений, непосредственно работавших на А-35… Они готовили очередную атаку на «Аргунь». Точкой атаки была выбрана ЭВМ 5Э53, без мощных вычислительных ресурсов которой «Аргунь» терял многие свои потенциальные возможности. Однако просто расторгнуть договор на разработку 5Э53 с другим ведомством – Минэлектронпром, они не решались. Нужен был повод. Сначала пытались доказать непригодность 5Э53. Началась работа разных комиссий, но все они не оправдали надежд руководства Минрадиопрома. Тогда тактику изменили. На последнем заседании комиссии, которая должна была оценить соответствие 5Э53 требованиям МКСК (задача бессмысленная, поскольку разработчиков МКСК ЭВМ не просто устраивала, но была разработана по их требованиям), были приглашены представители СВЦ и НИИ ВК, но нас, главной заинтересованной стороны, не пригласили. Вопреки задаче комиссии дать заключение по 5Э53, заседание проводилось под флагом противопоставления ЭВМ 5Э53 и 5Э66… Основываясь на этом формальном заключении, судьбу 5Э53 в начале 1972 года двумя росчерками пера решил заместитель министра, выступивший в двух лицах. Как замминистра, он издал приказ о прекращении фондирования ЦНПО «Вымпел» для завершения работ по договору с СВЦ о создании 5Э53 и работ по организации производства 5Э53 на ЗЭМЗ. А как дисциплинированный генеральный директор ЦНПО, он тот час же выполнил указания своего замминистра (своё собственное), расторгнув не завершённый договор с СВЦ на разработку 5Э53. Однако разговоры о замене 5Э53 на 5Э66 были использованы только для облегчения уничтожения 5Э53: они были забыты сразу по достижении цели. Реально мы не получили ни 5Э53, ни 5Э66. Нам пришлось довольствоваться взятыми с демонтированного «Алдана» ЭВМ 5Э92б – машиной 10-летней давности, предыдущего поколения, с производительностью в 80 раз меньше, катастрофически не удовлетворяющей задачам и целям «Аргуни», естественно, с огромным ущербом для характеристик. Мы обо всем этом ничего не знали, но вскоре слухи (а за ними – беды) пришли и к нам… Встретивший меня в коридоре заместитель министра попросил зайти к нему и, дойдя до своего стола, повернулся ко мне, идущему ему навстречу, произнёс: «Я прекратил фондирование зеленоградской ЭВМ». На мой ответ, что она уже находится в изготовлении загорским заводом, он ответил: «Ничего, они там разберутся…». «Владимир Иванович, вся аппаратура локаторов и КВП Комплекса на полигоне состыкована, ждёт, как Бога, поставок 5Э53», – сказал я. Последовал ответ в резком тоне: «Какой дурак, Николай Кузьмич, будет брать себе в разработку ЭВМ другого министерства, если в Минрадиопроме есть аналогичная ЭВМ Главного конструктора М. А. Карцева в НИИ ВК – 5Э66 (М-9). Знаешь ты об этом?» Мои возражения, что аппаратура МКСК разработана под входы и выходы 5Э53 и что М-9 не способна реализовать многие алгоритмы ПРО, не были услышаны. Решением о прекращении финансирования 5Э53 и А-351 возмущались и в Минобороны, и разработчики МКСК «Аргунь».Позиционный район А-35. Цифрами обозначены: 3 – убежище, 8 – подъемно-стартовая установка, 11 – РЛС канала цели, 12 – котельная, 14 – насосная станция, 15 – РЛС канала ракеты, 16 – артезианская скважина, 17 – гараж специальных машин (фото макета из Музея ПРО, п. Софрино, «Военно-космическая оборона», http://www.vko.ru)Как мы уже упоминали – министерство провернуло гениальнейший трюк. Сначала машина Карцева «проиграла» 5Э53, потом, в свою очередь, 5Э53 оказался «хуже» М-9/10, а в результате производство одной – даже не началось, а второй – было прибито в самом начале. Особенно досадно то, что Карцев попал под раздачу вообще случайно (да, в общем, как и Юдицкий и его команда) – министру было жизненно важно унизить и уничтожить Кисунько. А сколько там еще народу поляжет в процессе и какие результаты этого погрома будут для отечественной обороноспособности и компьютерных наук, никого из партийных боссов отродясь не волновало. Естественно, Юдицкий не собирался помирать без боя. Б. М.: Ну и что, Кисунько и Юдицкий сдались?Н. К.: Нет. Они предприняли еще одну попытку спасти 5Э53 для «Аргуни». Поскольку основным формальным поводом к прекращению работ по 5Э53 была декларируемая замена её на 5Э66, которая по утверждению комиссии тоже годилась, Григорий Васильевич и Давлет Исламович решили документально и обосновано опровергнуть этот довод, доказав непригодность 5Э66 для ПРО. Осенью 1972 года меня вызвал к себе Григорий Васильевич. В кабинете был Давлет Исламович, оба в хорошем настроении. Григорий Васильевич поручил мне подготовить предложения по межведомственной комиссии для сравнения возможностей 5Э53 и 5Э66 на задачах ПРО. Такая комиссия приказом Д. Ф. Устинова была создана в составе более 40 человек. В неё входили представители СВЦ и НИИ ВК в равном количестве, НИИ РП, МРП и МЭП, а также независимые специалисты, в частности, В. С. Бурцев, Г. Г. Рябов от ИТМ и ВТ. Результаты работы комиссии были оформлены в виде акта, с детальным анализом всех характеристик 5Э53 и 5Э66, существенных для решения задач ПРО. Итог анализа был сформулирован примерно так: «ЭВМ 5Э66 не приспособлена для решения задач ПРО». Сначала в проекте акта было написано слово «не пригодна», но по настоянию представителей НИИ ВК в окончательной редакции оно было заменено на «не приспособлена». Акт был подписан всеми членами комиссии с одним особым мнением представителя НИИ ВК, суть которого звучала примерно так: «Если бы в ТЗ на 5Э66 были заданы требования решения задач ПРО, то она решала бы их». Но ЭВМ разрабатывалась для системы СПРН, задачи которой имеют свою специфику и свои алгоритмы, с которыми 5Э66 прекрасно справлялась. Но не с задачами ПРО. Акт был направлен в 5 адресов: НИИ РП, СВЦ, МРП, МЭП и в ЦК КПСС лично Д. Ф. Устинову. Однако и эта акция ни к чему не привела.Вообще, единственным результатом этой акции стала истерическая сцена, которую В. И. Марков устроил Н. К. Остапенко. …После моего доклада маршалу П. Ф. Батицкому В. И. Марков отозвал меня в сторону и устроил безобразный разнос: «Зачем ты послал акт Межведомственной комиссии о сравнительных характеристиках ЭВМ 5Э53 и 5Э66 Д. Ф. Устинову? Ты что, не понимаешь, что мы должны защищать свою ЭВМ, МРП, а не какой-то там МЭП? Вот вернешься в Москву, я сдеру с тебя шкуру, натяну на барабан и буду бить, бить, бить за такое упрямое самовольство, которое ты специально допустил, чтобы скомпрометировать ЭВМ МРП». При этом его зубы оскалились».Еще один прекрасный пример образцовой корректности типичного советского партийного чинуши, выполняющего указания еще более высоких партийных чинуш. Так уважаемый товарищ Марков предельно ясно сформулировал отношение партии в лице своего министерства к передовым разработкам в СССР.В итоге МКСК ждал бесславный конец.Б. М.: Каковы были результаты работ по созданию «Аргуни»?Н. К.: В судьбе «Аргуни» было два этапа. На первом этапе проходила его разработка, строительство объектов на полигоне, изготовление, монтаж и настройка оборудования. Это был этап созидания. За ним последовал этап постепенного разрушения «Аргуни», уничтожения или обрезания его объектов и трансформации в Многоканальный измерительный комплекс – МИК «Аргунь-И», в составе которого из серьёзных подсистем осталась в основном РЛС «Истра». Несмотря на это, РЛС, равной «Истре», в мире не было еще около 18 лет. И это без 5Э53, а с древней 5Э92Б, в условиях катастрофической нехватки вычислительных ресурсов, что не позволило полностью реализовать все её потенциальные возможности (в составе «Аргуни-И» использовалось 5 комплектов ЭВМ 5Э92б). Мы долго, после прекращения работ по освоению 5Э53 в Загорске, надеясь на чудо, продолжали её ждать, берегли машинный зал для размещения четырёх комплектов 5Э53, отражая многочисленные атаки претендентов на эти площади. Но чуда не произошло. Уникальный и перспективный МКСК «Аргунь», подобного которому еще долго не было на Земле, превратился в пристреленного орла – в МИК «Аргунь-И».Б. М.: Раз складывалась такая плохая для «Аргуни» обстановка, то Г. В. Кисунько и его сторонники должны были предпринимать какие-то меры к её исправлению?Н. К.: Пытались, но в это время возможности были уже не те. В 1973 году Г. В. Кисунько предпринял ещё одну попытку спасения МКСК – направил в вышестоящие органы инженерную записку. Но и она оказалась безрезультатна. Кстати, в печати это его обращение связывают исключительно с модернизацией А-35. На самом деле основная её часть посвящена созданию второй очереди А-35, то есть «Аргуни» и трём МКСК в боевой системе. По всему чувствовалось, что тучи над А-35 и её Генеральным конструктором сгущаются, и мы ожидали решительной атаки. Поэтому весной 1973 года я и ещё двое зам. главного конструктора, слабо надеясь на успех, всё же направили на имя Л. И. Брежнева письмо с просьбой защитить Генерального конструктора ПРО от интриг, остановить его травлю. ЦК КПСС поступил в духе традиций тех времен – направил письмо министру МРП, главному организатору этой самой травли. В результате и мы превратились в главные её объекты.Естественно, закрытием проекта Калмыков не ограничился, он хотел стереть в порошок всех, кто работал с Кисунько. Вспоминает его заместитель:К началу 1973 года создание «Аргуни», как полигонного варианта МКСК, было полностью прекращено, стартовые позиции взорваны, многие системы урезаны… Иными словами, шло целенаправленное разрушение главного дела моей жизни. Функции ГК «Аргуни» формально за мной ещё сохранялись, но фактически руководством МРП и ЦНПО я был полностью лишён возможности их выполнять. А после нашего обращения к Л. И. Брежневу и направления протокола межведомственной комиссии по 5Э53 Д. Ф. Устинову, я был фактически объявлен персоной нон грата. Мне было прямо заявлено: «Ты кисуньковец, мы с тобой не сработаемся». Обо всём этом знали Д. И. Юдицкий и И. Я. Акушский и решили помочь мне. Находясь на полигоне, я получил от них тёплую телеграмму, в которой они любезно приглашали меня на работу в СВЦ. Я понимал, что с руководством я действительно не сработаюсь, что они мне многократно убедительно доказывали. К этому времени эффективность моей работы практически была сведена к нулю, а постоянные нервные стрессы резко подорвали моё и без того не крепкое здоровье. Я обсудил создавшееся положение с Г. В. Кисунько и, не желая участвовать в крушении главного дела моей жизни, с благодарностью принял приглашение: в апреле 1973 года я по возрасту был уволен из рядов Советской Армии и мог сам распоряжаться своей судьбой. Так 1 июня 1973 года я оказался в СВЦ, в качестве зам. главного конструктора Юдицкого. Но Минэлектронпром тоже не был свободен от своих интриг, и СВЦ тоже разгромили. В результате в 1980 году я перешёл на работу в НИИ Радиофизики (НИИ РФ), отпочковавшийся от НИИ РП, директором которого был кисуньковец и мой коллега А. А. Толкачев.Блоки от 5Э92б, но это неточно. Источник этой фотографии неизвестен, что на ней за люди – тоже неизвестно, какие именно они блоки ковыряют и зачем – неясно и подавно. Тем не менее интернет знает лишь одно фото, подписанное «ЭВМ 5Э92б», и это оно, хотя автор сильно сомневается, что здесь изображена именно эта машина. Вообще, с военными компьютерам СССР все обстоит очень, очень, очень печально – секретность вокруг них была такова, что от многих десятков (!) странных и необычных машин осталось в лучшем случае 1–2 фотографии плохого качества и более ничего. В комментарии приглашаются люди, способные пролить свет на этот вопрос – действительно ли на фото указанная 5Э92б, существуют ли еще источники с ее фотографиями и есть ли у кого-то какие-то документальные фотоматериалы по ней и другим упомянутым здесь машинам?Точка в судьбе А-35Как же была поставлена точка в судьбе системы А-35?В Минрадиопроме было подготовлено коллективное письмо от имени шести директоров входящих в ЦНПО «Вымпел» предприятий в адрес ЦК КПСС, СМ СССР и МРП с предложением об освобождении Г. В. Кисунько от всех должностей и работ, связанных с ПРО. Но два директора, Л. Н. Стромцев (Днепропетровский радиозавод) и Г. Г. Бубнов (КБ радиоприборостроения), категорически отказались подписывать, как выразился Л. Н. Стромцев – «эту кляузу». Вместо них позже её подписали два доктора наук. Это письмо и было использовано руководством МРП как основание для решительных действий. Летом 1975 года министр П. С. Плешаков подписал приказ о переводе Г. В. Кисунько в Центральный НИИ радиоэлектронных систем на должность научного руководителя. Тем самым он был полностью отстранен от всех работ и должностей в ПРО. Фактически министр явно превысил власть, так как Генеральным конструктором ПРО Григорий Васильевич был назначен Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР и только таким же постановлением мог быть освобождён. Так, в расцвете таланта и незаурядных организаторских способностей, в результате интриг в Минрадиопроме буквально на взлёте был выведен из строя выдающийся и одарённый конструктор, талантливый ученый и прекрасный организатор, единственным недостатком которого была его полная непригодность к тонкостям подковёрного политеса со всеми его нечистоплотностями. Страна недополучила всего, что он мог дать ей. И это не его вина, а его беда и беда страны. Был период, когда СССР в области ПРО опережал США на десять лет. И это был период, когда во главе работ по ПРО стоял Г. В. Кисунько. Так была закрыта одна из лучших страниц в развитии отечественной науки и техники, не знающая ничего равного ни в стране, ни в мире. Уникальный проект МКСК, стоивший стране более полумиллиарда рублей, был насильственно погублен. При прощании Григория Васильевича с нашим научным коллективом ОКБ «Вымпел» многие ведущие специалисты, выросшие на тематике под руководством Генерального, плакали. Слеза навернулась и у мужественного Георгия Васильевича. Так он простился со своим коллективом, вместе с которым первым в мире открыл эру реализуемости ПРО.Речь не шла о том, что идеи Кусунько были неверны, обойдя американцев своими блестящими испытаниями он наглядно доказал воплотимость системы ПРО. Н. К.: Сначала они отрицали саму идею ПРО. Когда факты их опровергли, они так и не смогли предложить ничего, лучше А-35 и МКСК, хотя разных вариантов, шумихи и потраченных средств было много. И бороться с Г. В. Кисунько они начали задолго до ПРО (был донос об антеннах), активизировав с самого начала работ по ПРО, когда ещё никто, в том числе и Григорий Васильевич, не знал, как ПРО делать. Б. М.: Но ведь задача ПРО к середине 1970-х годов изменилась, требовалось отразить атаку одной ракеты противника. А это до 10 реальных и столько же ложных целей. У А-35М готово к пуску 16 противоракет. Значит, она может выполнить новую задачу полностью, даже с запасом. Зачем же тогда понадобилась А-135?Н. К.: На этот вопрос у меня нет ответа… Об А-135 я говорить не буду, ограничусь лишь тем, что она значительно слабее почти законченного в разработке, изготовленного, отлаженного и частично испытанного в полигонном варианте нашего МКСК. И на боевое дежурство она была поставлена только 17 февраля 1995, то есть на 17 лет позже реальных сроков готовности второго этапа А-35 с использованием трёх МКСК типа «Аргунь».Я благодарен судьбе, что она… познакомила меня с Георгием Васильевичем Кисунько – гениальным эрудитом-учёным, ставшим позже талантливым конструктором и руководителем… Тематика ПРО свела меня так же с талантливым учёным-конструктором широкой научной эрудиции, прекрасным душевным человеком – Давлетом Исламовичем Юдицким. Судьба позволила мне работать в созданных этими учёными замечательных научно-технических коллективах. Эти прекрасные и высокообразованные люди с огромным научным, творческим и организационным потенциалом, имели общий недостаток – неспособность к интригам, и общую судьбу… У них была масса идей и масштабные планы, но из-за злой воли власти предержащих им не удалось реализовать их. Страна не получила многое из того, что они могли дать ей.В общем, к этому добавить нечего и убавить тоже. История уничтожения советской ПРО и разгрома сразу трех научных школ – Кисунько, Юдицкого и Карцева как на ладони. Вскоре последовали и физические потери, первым скончался в 1971 году, не выдержав чудовищного напряжения Лукин, инициатор и основная опора проекта 5Э53. Удивительно в этой ситуации бессилие военных – ПРО предназначалась для них и строилась по их заказу, они были очень недовольны крахом проекта, но сделать ничего не смогли или же не захотели. Этот вопрос тоже ждет своих исследователей.Самое интересное, что попадание Лукина в Зеленоград – это тоже часть борьбы с Кисунько. Кисунько описывает, как Калмыков создал межведомственную комиссию, назначив ее председателем директора НИИ-37 Лукина: Официально задача комиссии – выработать и представить предложения о направлениях работ в области ПРО. А неофициально, с глазу на глаз, В. Д. Калмыков устно уточнил Лукину эту задачу следующим образом: «…Постарайтесь, чтобы после работы комиссии из можайского леса вместо генерального конструктора Кисунько вернулся просто генерал Кисунько. – Но ведь Кисунько назначен постановлением ЦК и Совмина, – ответил, прикинувшись непонятливым, Ф. В. Лукин. – Ошибаетесь. Судьба генеральных конструкторов решается в министерствах… Нам вполне хватит признания межведомственной комиссией нецелесообразности продолжения работ по созданию системы А-35, генеральным конструктором которой является Кисунько. Нет системы – нет и генерального. Об этом в конфиденциальном разговоре мне рассказал Федор Викторович по окончании работы комиссии 26 ноября 1962 года. Свой рассказ он закончил так: «Как видите, задание министра я не выполнил, и теперь мне придется уходить в другое министерство. Валерия Дмитриевича я знаю очень давно. Знаю, что за ослушание меня ждет расплата министерского калибра. И вам не советую оставаться под эгидой нынешнего нашего министра. Рано или поздно он вас доконает.Так все и случилось, и вот так порядочность и честность привели Лукина в Зеленоград. Его преемник на посту директора НЦ А. В. Пивоваров вспоминает: Я обратился к заместителю министра МРП В. И. Маркову. Владимир Иванович объяснил мне, что загорский завод перегружен, что он уже выпускает аналогичную ЭВМ разработки МРП, их вполне удовлетворяющую (5Э66), и что 5Э53 Минрадиопрому для ПРО не нужна. В. И. Марков лукавил, точнее – нагло врал в глаза, выполняя указ своего босса. Во-первых, ЭВМ 5Э53 и 5Э66 совершенно не аналогичны, а во-вторых, разработчики ПРО не получили ни той, ни другой. И в момент прекращения почти завершенной организации серийного производства 5Э53 в ЗЭМЗ работы по 5Э66 только начинались, на неё на заводе ещё даже не было полного комплекта документации, и новый гигантский корпус выпускного цеха 14 в середине 1971 года ещё стоял полупустой. Два завода, в Выборге и Днепропетровске, были готовы выпускать 5Э53, но оба они принадлежали МРП, которое ни разрешения на это, ни средств, необходимых для организации производства, естественно, не дало.4 ноября 1972 года Юдицкий был вынужден подписать приказ № 181 «В связи с завершением работ по договору № 301 от 20.05.68 г. с предприятием п/я Р-6269 по теме «5Э53» для проведения инвентаризации всех материальных ценностей, относящихся к законченной теме, и подготовки материалов на списание затрат с баланса предприятия», которым назначалась специальная комиссия под председательством главного инженера СВЦ Антипова. Таким образом, проект 5Э53 был уничтожен, её экспериментальный образец, изготовленный опытным производством СВЦ, отправился в Алма-Ату, в Институт физики высоких энергий АН Казахстана, но освоен там так и не был, и пропал, распиленный на металлолом. Восемь комплектов документации были возвращены с завода в Зеленоград и просто сожжены в лесу. Истинные причины провала проекта СОК были засекречены, но сам факт получил огласку и стал непреодолимым барьером при внедрении СОК в вычислительную технику. Это был серьёзный удар и коллективу СВЦ, и лично Юдицкому, было уничтожено главное дело его жизни и потеряно 10 лет тяжелой работы.Страна должна знать своих героев. Министр Калмыков и его верная правая рука Марков – люди, ответственные за циничное уничтожение проекта А-35, смерть Карцева, Лукина и Юдицкого, разгром трех научных школ и сворачивание всех наиболее перспективных разработок ЭВМ. Естественно, они действовали не одни, и их руки направляли целую армию угодливых партийных бюрократов, подчиненных директоров и академиков, но списки людей, которые «просто выполняют приказы» во все времена были слишком уж длинными, и нет смысла приводить здесь имена всех пешек в этой грязной истории (фото https://ru.wikipedia.org/).Что особенно досадно – Юдицкий и Карцев были так хорошо вычищены из истории отечественных ЭВМ, что практически на любых популярных ресурсах при попытке узнать что-то о компьютерах ПРО вылезают ответы типа такого («Компьютерра» № 94 [07.11.2011 – 13.11.2011] Вычислительная машина 5Э92б: Бессмертная душа «Алдана», Евгений Лебеденко): …Решение задачи «скрещивания ежа с ужом» было поручено научному коллективу из Института точной механики и вычислительной техники под управлением Сергея Алексеевича Лебедева, которого вполне заслуженно именуют отцом первых советских компьютеров. К этой ответственной работе Лебедев подошёл нестандартно и привлёк группу талантливых студентов Московского энергетического института, среди которых был Всеволод Сергеевич Бурцев.…Развивая эту работу, коллектив Бурцева придумал основные принципы построения системы ПРО, работающей в автоматическом режиме. В его состав входили радиолокаторы дальнего обнаружения, локаторы захвата и ведения цели, радары, связанные с противоракетами, и, конечно же, вычислительный комплекс, управляющий всем этим хозяйством… Для решения этой проблемы коллективом Бурцева была предложена уникальная для того времени архитектура вычислительного комплекса. В отличие от большинства тогдашних ЭВМ общего назначения, к примеру, лебедевской БЭСМ, управление вычислительным процессом в которой было построено на основе последовательной работы всех её устройств (устройство выборки команды, арифметическое устройство, устройство управления вводом-выводом), в спец ЭВМ Бурцева все эти устройства получили автономное управление и фактически рассматривались как автономно работающие процессоры, асинхронно обращающиеся к общей оперативной памяти.И подобные славословия сравните со словами людей, непосредственно и реально работавших с этим чудом техники: Нам пришлось довольствоваться взятыми с демонтированного «Алдана» ЭВМ 5Э92б – машиной 10-летней давности, предыдущего поколения, с производительностью в 80 раз меньше, катастрофически не удовлетворяющей задачам и целям «Аргуни».Отметим, что Бурцев не был ни глупцом, ни злодеем и разрабатывал он неплохие и интересные архитектуры, однако в этой истории он оказался победителем поневоле. Сам он был подчиненным престарелого Лебедева и ни в какие разборки не влезал, его машина М-500, как мы помним, по параметрам и рядом не стояла с чудовищными монстрами Карцева или модулярными сверхкомпьютерами Юдицкого. Однако ИТМиВТ был обласкан властью, а Лебедев был, как мы уже говорили, живой иконой, обожаемой начальством всех уровней. И потому работа его ученика Бурцева была внезапно «назначена» самой лучшей ЭВМ ПРО из всех, какие есть в мире. Возможно, Бурцев сам был немного в шоке от этого, в конце концов, он отлично представлял себе параметры своего творения и того же М-9/М-10, да и чудовищное побоище за ЭВМ между министерствами и НИИ не могло пройти мимо него, шум там стоял такой, что слышно было и в сибирском лесу. Однако он сделал что мог – хорошую мину при плохой игре и смирился с неожиданной ролью «спасителя Отечества, отца суперкомпьютеров». Опять-таки, к его чести, он дважды пытался значительно усовершенствовать 5Э92б, построив сначала «Эльбрус», затем «Эльбрус-2», машины интересные, хотя и со многими недостатками. Однако об этом мы поговорим позже.]]> https://topwar.ru/185254-rozhdenie-sovetskoj-pro-velichajshij-moduljarnyj-kompjuter.html https://topwar.ru/185254-rozhdenie-sovetskoj-pro-velichajshij-moduljarnyj-kompjuter.html 185254 Wed, 28 Jul 2021 18:00:38 +0300 native-yes Советский город мечты – Зеленоград. В конце 1950-х Хрущев посетил Финляндию и впечатлился финским пригородом Тапиола. Аналогичный проект решено было воплотить и у нас, с советским размахом окружив столицу сразу несколькими городами-спутниками, вынеся туда предприятия. Зеленоград по плану должен был стать центром текстильной промышленности, однако, директора заводов вовсе не спешили переезжать из богатой Москвы в непонятные дали и всячески саботировали перемещение. Зеленоград мог умереть, не родившись, но тут появился Шокин и дал ему второе рождение, как микроэлектронному центру. В итоге идея городов-спутников была благополучно задавлена, и Зеленоград остался уникальным. По часовой стрелке – Генеральный план из журнала «Архитектура СССР» № 10/1969, фото с самой высокой крыши Зеленограда от 1989, советская утопия (фото https://starina-chuk.livejournal.com/616925.html), ДК Зеленограда – шедевр советского модернизма и брутализма, учебные корпуса, библиотека и спорткомплекс МИЭТ, архитектура позаимствована у легендарного финна Алвара Аалто. Вообще, Зеленоград был и есть настоящая жемчужина архитектуры 1970-х (фото https://vk.com/@reshz-utopia) Город мечты Итак, в 1963 году в Зеленограде открывается центр микроэлектроники. Волею судьбы его директором становится знакомый министра Шокина Лукин, а не Старос (при этом Лукин никогда не был замечен в грязных интригах, наоборот – он был честным и прямолинейным человеком, по иронии судьбы так совпало, что именно его принципиальность и помогла ему занять этот пост, из-за нее он поссорился с предыдущим начальником и ушел, а Шокину нужен был хоть кто-то вместо ненавидимого им Староса). Для СОК-машин это означало взлет (по крайней мере, так думали сначала) – теперь их можно было, пользуясь неизменной поддержкой Лукина, реализовать с помощью микросхем. Для этой цели он забрал в Зеленоград Юдицкого и Акушского вместе с коллективом разработчиков К340А, и они образовали отдел перспективных ЭВМ в НИИФП. Почти 1,5 года для отдела не было никаких конкретных задач, и они проводили время, развлекаясь с макетом Т340А, который прихватили с собой из НИИДАР и обдумывая будущие разработки. Нельзя не отметить, что Юдицкий был чрезвычайно образованным человеком широкого кругозора, активно интересовался новейшими научными достижениями в разнообразных областях, косвенно относящихся к информатике, и собрал из разных городов команду очень талантливых молодых специалистов. Под его патронажем проводились семинары не только по модулярной арифметике, но и по нейрокибернетике и даже биохимии нервных клеток. Как вспоминает В. И Стафеев: К тому моменту, когда я пришёл в НИИФП в качестве директора, стараниями Давлета Исламовича это был ещё небольшой, но уже нормально функционирующий институт. Первый год был посвящён нахождению общего языка общения математиков, кибернетиков, физиков, биологов, химиков... Это был период идеологического становления коллектива, который Юдицкий, светлая ему память, метко назвал «Периодом пения революционных песен» на тему: «Как здорово это сделать!» По мере достижения взаимопонимания разворачивались серьёзные совместные исследования по принятым направлениям.Именно в этот момент познакомились и подружились Карцев и Юдицкий (с группой Лебедева отношения как-то не сложились в силу их элитарности, близости к власти и нежелания изучать настолько неортодоксальные архитектуры машин). Как вспоминает М. Д. Корнев: У нас и у Карцева проходили регулярные заседания НТС (научно-технический совет), на которых специалисты обсуждали пути и проблемы построения ЭВМ. На эти заседания мы обычно приглашали друг друга: мы ездили к ним, они – к нам, и активно участвовали в обсуждении. Вообще, если бы этим двум группам дали академическую свободу, немыслимую для СССР, то сложно даже подумать, к каким техническим высотам в итоге бы их занесло и как бы они изменили компьютерные науки и проектирование аппаратного обеспечения. Наконец, в 1965 году Совет Министров принял решение доделать многоканальный стрельбовый комплекс (МКСК) «Аргунь» для второй очереди А-35. По предварительным оценкам, для МКСК требовалась ЭВМ производительностью около 3,0 млн т. н. «алгоритмических» операций в секунду (термин, который вообще чрезвычайно сложно истолковать, имелись в виду операции обработки данных радиолокации). Как вспоминал Н. К. Остапенко, одна алгоритмическая операция на задачах МКСК соответствовала примерно 3–4 простейшим операциям ЭВМ, то есть нужен был компьютер с производительностью 9–12 MIPS. На конец 1967 года это было не по силам даже CDC 6600.Тема была выдана на конкурс сразу трем предприятиям: Центру Микроэлектроники (Минэлектронпром, Ф. В. Лукин), ИТМиВТ (Минрадиопром, С. А. Лебедев) и ИНЭУМ (Минприбор, М. А. Карцев). Естественно, в ЦМ за дело взялся Юдицкий, и несложно догадаться, какую схему машины он выбрал. Отметим, что из реальных конструкторов тех лет конкуренцию ему мог составить разве что Карцев со своими уникальными машинами, о которых мы поговорим ниже. Лебедев находился абсолютно вне темы, как суперкомпьютеров, так и настолько радикальных архитектурных инноваций. Его ученик Бурцев проектировал машины для прототипа А-35, но по производительности они и рядом не стояли с тем, что было нужно для полного комплекса. ЭВМ для А-35 (кроме надежности и быстродействия) должна была работать со словами переменной длины и несколькими инструкциями в одной команде.Отметим, что НИИФП имел преимущество по элементной базе – в отличие от групп Карцева и Лебедева они имели прямой доступ ко всем микроэлектронным технологиям – они же сами их и разрабатывали. В это время в НИИТТ начиналась разработка новой ГИС «Посол» (позже серия 217). Их основой стал бескорпусный вариант транзистора, разработанного в середине 60-х годов московским НИИ полупроводниковой электроники (ныне НПП «Пульсар») по теме «Парабола». Сборки выпускались в двух вариантах элементной базы: на транзисторах 2Т318 и диодных матрицах 2Д910Б и 2Д911А; на транзисторах КТТ-4Б (в дальнейшем 2Т333) и диодных матрицах 2Д912. Отличительные особенности этой серии по сравнению с толстопленочными схемами «Тропа» (201 и 202 серии) – повышенное быстродействие и помехоустойчивость. Первыми сборками в серии были ЛБ171 – логический элемент 8И-НЕ; 2ЛБ172 – два логических элемента 3И-НЕ и 2ЛБ173 – логический элемент 6И-НЕ.На 1964 год это была уже отстающая, но еще живая технология, и системные архитекторы проекта «Алмаз» (так окрестили прототип) имели возможность не только немедленно пускать в дело эти ГИС, но и влиять на их состав и характеристики, по сути, заказывая под себя кастомные чипы. Тем самым удалось многократно поднять быстродействие – гибридные схемы укладывались в 25–30 нс цикл, вместо 150.Удивительно, но ГИС разработки коллектива Юдицкого превосходили по быстродействию настоящие микросхемы, например 109, 121 и 156 серию, разработанные в 1967–1968 годах в качестве элементной базы компьютеров подводных лодок! Они не имели прямого зарубежного аналога, так как дело происходило далеко от Зеленограда, 109 и 121 серия выпускались минскими заводам «Мион» и «Планар» и львовским «Полярон», 156 серия – вильнюсским НИИ «Вента» (на периферии СССР, вдали от министров, вообще, творилось много интересного). Их быстродействие составляло порядка 100 нс. 156 серия, кстати, прославилась тем, что на ее основе собирали совершенно хтоническую вещь – многокристалльную ГИС, известную как 240 серия «Вардува», разработки вильнюсского КБ МЭП (1970 г.). На Западе в это время выпускали полноценные БИС, в СССР же до такого уровня технологий оставалось лет 10, а получить БИС очень хотелось. В итоге сделали некий эрзац из кучи (до 13 штук!) бескорпусных микросхем самой малой интеграции, разведенных на общей подложке в едином корпусе. Сложно сказать, чего в этом решении больше – смекалки или техношизофрении. Это чудо получило название «гибридная БИС» или просто ГБИС, и про нее можно с гордостью сказать, что аналогов такая технология в мире не имела, хотя бы потому, что ни у кого более не возникло нужды так извращаться (чего стоит только два (!) напряжения питания, +5В и +3В, которые были нужны для работы этого чуда инженерной мысли). Чтобы было совсем весело – эти ГБИС объединяли на одной плате, получая, опять-таки, своеобразный эрзац мультичиповых модулей, и применяли для сборки корабельных компьютеров проекта «Карат».Та самая монструозная 240 серия «Вардува», советский ответ буржуйским MCM и LSI (фото http://www.155la3.ru)Мультичиповый модуль здорового человека – чудовищный процессор IBM Power 4 (2001 год, для сравнения рядом обычный домашний процессор Core i3). На разработку концепции мультичипового модуля (MCM) IBM потратила около миллиарда долларов с середины 1970-х по начало 1980-х, что привело к рождению нового метода интеграции компонентов. В результате все процессоры мэйнфреймов и тяжелых рабочих станций IBM собраны именно так, а сама технология нашла широчайшее применение везде – от процессоров в смартфонах и ноутбуках до новых AMD Ryzen Threadripper (фото из коллекции автора)Возвращаясь к проекту «Алмаз», отметим, что он был куда серьезнее К340А: и ресурсы, и коллективы, задействованные в нем, были колоссальны. На НИИФП возлагалась разработка архитектуры и процессора ЭВМ, на НИИТМ – базовой конструкции, системы питания и системы ввода/вывода данных, на НИИТТ – интегральных схем.Наряду с применением модулярной арифметики был найден ещё один архитектурный способ значительного увеличения общей производительности: решение, широко применяемое позже в системах обработки сигналов (но уникальное по тем временам и первое в СССР, если не в мире) – введение в систему DSP-сопроцесора, причем собственной разработки! В результате «Алмаз» состоял из трех основных блоков: монозадачный DSP предварительной обработки данных локатора, программируемый модулярный процессор, выполняющий расчеты наведения ракет, программируемый вещественный сопроцессор, выполняющий немодулярные операции, в основном, связанные с управлением ЭВМ.Добавление DSP привело к снижению требуемой мощности модулярного процессора на 4 MIPS и экономии примерно 350 кб ОЗУ (практически в два раза). Сам модулярный процессор имел производительность порядка 3,5 MIPS – в полтора раза выше, чем К340А. Эскизный проект был закончен в марте 1967 года. Основания системы оставили такими же, как в К340А, объем памяти увеличили до 128К 45-разрядных слов (примерно 740 Кб). Кэш процессора – 32 55-разрядных слов. Потребляемая мощность была уменьшена до 5 кВт, занимаемый машиной объем – до 11 шкафов.Академик Лебедев, ознакомившись с работами Юдицкого и Карцева, тут же снял свой вариант с рассмотрения. Вообще, в чем была проблема группы Лебедева, немного непонятно. Точнее, непонятно, какую машину они сняли с конкурса, потому что в то же самое время они вели разработку предшественницы «Эльбруса» – 5Э92б, как раз для задачи ПРО. На самом деле к тому моменту сам Лебедев уже окончательно превратился в окаменелость и никаких радикально новых идей, тем более превосходящих СОК-машины или векторные компьютеры Карцева, предложить не мог. Собственно, его карьера завершилась на БЭСМ-6, ничего лучше и серьезнее он уже не создал и либо руководил разработками чисто формально, либо больше мешал, чем помогал группе Бурцева, которые и занимались «Эльбрусом» и всеми военными машинами ИТМиВТ. Однако Лебедев имел мощнейший административный ресурс, будучи кем-то типа Королева от мира ЭВМ – идолом и безоговорочным авторитетом, так что при большом желании продавить свою машину он мог бы легко, что бы она собой ни представляла. Довольно странно, что он этого не сделал. 5Э92б, кстати, на вооружение была принята, может это и был тот проект? Кроме того, чуть позже вышла его модернизированная версия 5Э51 и мобильная версия ЭВМ для ПВО 5Э65. В то же время появились Э261 и 5Э262. Немного непонятно, почему все источники говорят, что Лебедев не участвовал в итоговом конкурсе. Еще более странно, что 5Э92б была изготовлена, доставлена на полигон и подключена к «Аргунь» как временная мера, пока не будет закончена машина Юдицкого. В общем, эта тайна еще ждет своих исследователей.Осталось два проекта: «Алмаз» и М-9. М-9 Карцева можно безошибочно описать всего одним словом – гений. М-9 превосходила практически все (если не все), что было даже в чертежах во всем мире на тот момент. Напомним, что в техзадании значилась производительность порядка 10 миллионов операций в секунду, и выжать такое из «Алмаза» смогли только за счет применения DSP и модулярной арифметики. Карцев без всего этого выжал из своей машины миллиард. Это был действительно мировой рекорд, не перекрытый до появления суперкомпьютера Cray-1 десять лет спустя. Докладывая о проекте М-9 в 1967 году в Новосибирске, Карцев пошутил: машина М-220 называется так потому, что имеет производительность 220 тысяч операций/с, а М-9 называется так потому, что обеспечивает производительность 10 в 9 степени операций/с.Возникает один вопрос – но как?Карцев предложил (впервые в мире) очень утонченную архитектуру процессора, полного структурного аналога которой никогда не было создано. Отчасти это было похоже на систолические массивы Inmos, отчасти – на векторные процессоры Cray и NEC, отчасти – на Connection Machine – иконический суперкомпьютер 1980-х годов и даже на современные видеокарты. М-9 обладала удивительной архитектурой, для описания которой не существовало даже адекватного языка, и все термины Карцеву пришлось вводить самостоятельно. Главной его идеей было построить компьютер, оперирующий принципиально новым для машинной арифметики классом объектов – функциями одной или двух переменных, заданными поточечно. Для них он определил три основных типа операторов: операторы, ставящие в соответствие паре функций третью, операторы, возвращающие в результате действия на функцию число. Они работали с особыми функциями (в современной терминологии – масками), которые принимали значения 0 или 1 и служили для выделения какого-либо подмассива из данного массива, операторы, возвращающие в результате действия на функцию массив значений, связанный с этой функцией.Машина состояла из трех пар блоков, которые Карцев назвал «связками», хотя скорее они были похожи на решетки. Каждая пара включала в себя вычислительный блок разной архитектуры (собственно процессор) и блок вычисления маски для него (соответствующей архитектуры). Первая связка (основная, «функциональный блок») состояла из вычислительного ядра – матрицы 32х32 16-битных процессоров, похожая на транспьютеры INMOS 1980-х годов, с ее помощью можно было осуществлять за один такт все основные операции линейной алгебры – умножение матриц и векторов в произвольных комбинациях и их сложение. Только в 1972 году в США был построен экспериментальный массивно-параллельный компьютер Burroughs ILLIAC IV, отчасти похожей архитектуры и сравнимой производительности. Общие арифметические цепи могли производить суммирование с накоплением результата, что позволяло при необходимости обрабатывать матрицы размерности более чем 32. На операторы, выполняемые решеткой процессоров функциональной связки, могла накладываться маска, ограничивающая выполнение лишь помеченными процессорами. В паре с ней работал второй блок (названный Карцевым «картинной арифметикой»), он состоял из такой же матрицы, но однобитных процессоров для операции над масками («картинами», как их называли тогда). Над картинами был доступен широкий спектр операций, также выполняемых за один такт и описываемый линейными деформациями.Вторая связка расширяла возможности первой и состояла из векторного сопроцессора из 32 узлов. Она должна была выполнять операции над одной функцией или парой функций, заданных в 32 точках, либо операции над двумя функциями или над двумя парами функций, заданными в 16 точках. Для нее существовал аналогично свой блок маски, названный «арифметикой признаков».Третья (тоже необязательная) связка состояла из ассоциативного блока, выполняющего операции сравнения и сортировки подмассивов по содержанию. К ней в паре тоже шел блок маски.Машина могла состоять из разнообразных наборов, в базовой конфигурации – всего лишь функциональный блок, в максимальной – восемь: по два комплекта функциональной и картинной арифметики и по одному комплекту прочих. В частности, предполагалось, что М-10 состоит из 1 блока, М-11 – из восьми. Производительность такого варианта превосходила два миллиарда операций в секунду. Чтобы окончательно добить читателя, отметим, что Карцев предусмотрел синхронное объединение нескольких машин в один сверхкомпьютер. При таком объединении все машины запускались от одного тактового генератора и выполняли за 1–2 такта операции над матрицами огромной размерности. В конце текущей операции и в начале следующей был возможен обмен между любыми арифметическими и запоминающими устройствами машин, объединенных в систему.В результате проект Карцева представлял собой настоящего монстра. Что-то похожее, с архитектурной точки зрения, на Западе появилось лишь в конце 1970-х в работах Сеймура Крэя и японцев из NEC. В СССР эта машина была абсолютно уникальной и архитектурно превосходящей не только все разработки тех лет, но и вообще все, что было у нас выпущено за всю историю. Была лишь одна проблема – внедрять ее никто не собирался.Вот уникальные технологии 1980–2000 годов, которые отчасти предвосхитил Карцев своей машиной. Слева-направо: транспьютеры INMOS, служившие основой систолических массивов – уникальной технологии построения британских суперкомпьютеров 1980-х, прототип четырехядерного векторного процессора японского суперкомпьютера NEC SX-ACE, 2013 год, процессорная ячейка американского суперкомьютера nCube/2, построенного по топологии гиперкуба, 1989 год. Фото из коллекции автора. Единственный известный рисунок машины М-10, гуляющий по сети. Вообще, от машин Карцева практически не осталось никаких материальных свидетельств, даже из фотографий известна всего пара (фото https://www.computer-museum.ru)«Алмаз»Конкурс выиграл проект «Алмаз». Причины этого смутны и непонятны и связаны с традиционными политическими играми в различных министерствах. Карцев на собрании, посвященном 15-летию НИИ вычислительных комплексов (НИИВК), в 1982 году говорил: В 1967 году мы вышли с довольно дерзким проектом вычислительного комплекса М-9…Для Минприбора СССР, где мы тогда пребывали, этот проект оказался уж слишком…Нам сказали: идите вы к В. Д. Калмыкову, раз уж вы работаете на него. Проект М-9 остался неосуществленным… По факту машина Карцева была слишком хороша для СССР, ее появление просто смело бы с доски всех остальных игроков, включая могучую кучку лебедевцев из ИТМиВТ. Естестенно, никто бы не позволил какому-то выскочке Карцеву превзойти многократно осыпанных наградами и милостями государевых любимчиков.Отметим, что этот конкурс не только не разрушил дружбы Карцева и Юдицкого, но еще больше сплотил этих разных, но по-своему гениальных архитекторов. Как мы помним, Калмыков был категорически против как ПРО, так и идеи суперкомпьютера, и в итоге проект Карцева был тихо слит, а в Минприборе вообще отказались от продолжения работ по созданию мощных ЭВМ. Коллективу Карцева было предложено перейти в МРП, что он в середине 1967 года и сделал, образовав филиал № 1 ОКБ «Вымпел». Ещё в 1958 году Карцев работал по заказу известного нам академика А. Л. Минца из РТИ, тот занимался разработкой систем предупреждения о ракетном нападении (вылилось это в итоге в совершенно хтонические, невообразимо дорогие и абсолютно бесполезные загоризонтные РЛС проекта «Дуга», которые не успели толком ввести в эксплуатацию, как СССР развалился). Пока же люди из РТИ оставались относительно вменяемыми и Карцев закончил для них машины М-4 и М4-2М (кстати, очень-очень странно, что их не употребили на ПРО!). Дальнейшая история напоминает дурной анекдот. Проект М-9 отвергли, но в 1969 ему выдвинули новый заказ на основе его машины, а чтобы не рыпался – отдали все его ОКБ в подчинение Минцу из калмыковского ведомства. М-10 (итоговый индекс 5Э66 (внимание!) – во многих источниках она абсолютно ошибочно была отнесена к архитектуре СОК) была вынуждена конкурировать уже с «Эльбрусом» (который она, впрочем, разделала, как Xeon микроконтроллер) и, что еще поразительнее, ее снова стравили с машинами Юдицкого, причем в итоге министр Калмыков исполнил совершенно гениальную многоходовку. Сначала М-10 помогла ему провалить серийный вариант «Алмаза», а затем была признана непригодной для ПРО, и новый конкурс выиграл «Эльбрус». В итоге от шока всей этой грязной политической борьбы несчастный Карцев получил инфаркт и скоропостижно скончался, не дожив и до 60 лет. Юдицкий ненадолго пережил своего друга, умерев в том же году. Акушский, его напарник, кстати, не перетрудился и скончался членкором, обласканный всеми наградами (Юдицкий дорос лишь до д.т.н.), в 1992 году в возрасте 80 лет. Так одним ударом Калмыков, люто ненавидевший Кисунько и в конце проваливший его проект ПРО, прихлопнул двух, наверное, самых талантливых разработчиков ЭВМ в СССР и одних их лучших в мире. Эту историю подробнее мы еще рассмотрим далее.Пока же мы вернемся к победителю по теме ПРО – машине «Алмаз» и ее потомкам. Естественно, «Алмаз» был очень неплохой ЭВМ для своих узких задач и имел интересную архитектуру, но сравнивать его с М-9 было, мягко говоря, некорректно, слишком разные классы. Тем не менее конкурс был выигран, и поступил заказ на проектирование уже серийной машины 5Э53. Для выполнения проекта коллектив Юдицкого в 1969 году был выделен в самостоятельное предприятие – Специализированный вычислительный центр (СВЦ). Директором стал сам Юдицкий, заместитель по научной работе – Акушский, подобно рыбе-прилипале «участвовавший» в каждом проекте вплоть до 1970-х. Отметим снова, что его роль в создании СОК-машин совершенно мистическая. Абсолютно везде он упоминается номером вторым после Юдицкого (а иногда и первым), при этом занимал он посты, связанные толком непонятно с чем, все его труды по модулярной арифметике исключительно в соавторстве, а чем конкретно он занимался во время разработки «Алмаза» и 5Э53 вообще непонятно – архитектором машины был Юдицкий, разрабатывали алгоритмы тоже совершенно отдельные люди. Стоит отметить, что публикаций про СОК и алгоритмы модулярной арифметики в открытой печати у Юдицкого было совсем немного, в основном потому, что эти работы долгое время были засекречены. Также Давлет Исламович отличался просто феноменальной щепетильностью в публикациях и никогда не ставил себя соавтором (или хуже того – первым соавтором, как обожали делать почти все советские директора и начальники) ни в одной работе своих подчиненных и аспирантов. На предложения такого рода он, по воспоминаниям, обычно отвечал: А я что-то написал туда? Нет? Тогда убери мою фамилию.Вот так в итоге и вышло, что в 90 % отечественных источников основным и главным отцом СОК считают Акушского, у которого, наоборот, без соавторов вообще работ нет, потому что по советской традиции он приклеивал свое имя на все, что делали все его подчиненные. 5Э53 Реализация 5Э53 потребовала титанических усилий со стороны огромного коллектива талантливых людей. ЭВМ была предназначена для селекции реальных целей среди ложных и наведения противоракет на них, самая вычислительно сложная задача, которая стояла тогда перед вычислительной техникой мира. Для трёх МКСК второй очереди А-35 производительность была уточнена и поднята в 60 раз (!) до 0,6 GFLOP/s. Эту мощность должны были обеспечивать 15 ЭВМ (по 5 в каждом МКСК) производительностью на задачах ПРО по 10 млн алгоритмических оп/с (около 40 млн обычных оп/с), ОЗУ 7,0 Мбит, ППЗУ 2,9 Мбит, ВЗУ 3 Гбит и аппаратура передачи данных на сотни километров. 5Э53 должна быть существенно мощнее «Алмаза» и быть одной из самых мощных (и уж точно самой оригинальной) машиной мира. В. М. Амербаев вспоминает: Главным конструктором изделия 5Э53 Лукин назначил Юдицкого, поручив ему руководство СВЦ. Давлет Исламович был истинным главным конструктором. Он вникал во все детали разрабатываемого проекта от технологии производства новых элементов до структурных решений, архитектуры ЭВМ и математического обеспечения. На всех участках своей напряжённой работы он умел ставить такие вопросы и задачи, решение которых приводило к созданию новых оригинальных блоков конструируемого изделия, а в ряде случаев Давлет Исламович сам указывал подобные решения. Давлет Исламович работал сам, не считаясь ни со временем, ни с обстоятельствами, также как и все его товарищи по труду. Это было бурное и яркое время, и, конечно, центром и организатором всего был Давлет Исламович. Коллектив СВЦ по-разному относился к своим руководителям, это отразилось и в том, как сотрудники называли их в своем кругу. Юдицкого, не придающего большого значения чинам и ценившего в первую очередь интеллект и деловые качества, в коллективе называли просто Давлетом. Акушского звали Дед, так как он был заметно старше подавляющего большинства специалистов СВЦ и, как пишут, отличался особым снобизмом – по воспоминаниям, представить его с паяльником в руке было невозможно (скорее всего, он просто не знал, за какой конец его держать), а Давлет Исламович проделывал это не раз. В составе Аргуни, который был сокращённым вариантом боевого МКСК, планировалось использовать 4 комплекта ЭВМ 5Э53 (в РЛС цели «Истра» – 1, в РЛС наведения противоракет – 1 и в командно-вычислительном пункте – 2), объединённых в единый комплекс. Применение СОК имело и негативные моменты. Как мы уже говорили, операции сравнения являются немодулярными и для их осуществления требуется переход в позиционную систему и обратно, что приводит к чудовищному падению производительности. Для решения этой проблемы работал В. М. Амербаев и его команда. Вспоминает М. Д. Корнев: Ночью Вильжан Мавлютинович думает, утром результаты приносит В. М. Радунскому (ведущий разработчик). Схемотехники просматривают аппаратную реализацию нового варианта, задают Амербаеву вопросы, он уходит думать опять и так до тех пор, пока его идеи не поддадутся хорошей аппаратной реализации.Специфичные и общесистемные алгоритмы разрабатывались заказчиком, а машинные – в СВЦ коллективом математиков во главе с И. А. Большаковым. При разработке 5Э53 в СВЦ широко применялось тогда еще редкое машинное проектирование, как правило, собственной разработки. Весь коллектив предприятия работал с необыкновенным подъемом, не щадя себя, по 12 и более часов в день. В. М. Радунский: «Вчера до того доработался, что, входя в квартиру, предъявил жене пропуск».Е. М. Зверев: В то время были нарекания на помехоустойчивость ИС серии 243. Как-то часа в два ночи на макет пришел Давлет Исламович, взял щупы осциллографа и долго сам разбирался в причинах помех.В архитектуре 5Э53 команды делились на управленческие и арифметические. Как и в К340А в каждом командном слове размещалось две команды, выполнявшиеся различными устройствами одновременно. По одной выполнялась арифметическая операция (на СОК-процессорах), по второй – управленческая: пересылка из регистра в память или из памяти в регистр, условный или безусловный переход и т.п. на традиционном сопроцессоре, так удалось радикально решить проблему чертовых условных переходов.Все основные процессы были конвейеризованы, в результате одновременно выполнялось несколько (до 8) последовательных операций. Гарвардская архитектура была сохранена. Было применено аппаратное расслоение памяти на 8 блоков с чередующейся адресацией по блокам. Это позволяло при времени выборки информации из ОЗУ, равном 700 нс, обращаться к памяти с тактовой частотой процессора 166 нс. До 5Э53 такой подход аппаратно не был реализован нигде в мире, он был лишь описан в нереализованном проекте IBM 360/92. Ряд специалистов СВЦ предлагали добавить также полноценный (не только для управления) вещественный процессор и обеспечить действительную универсальность компьютера. Это не было сделано по двум причинам. Во-первых, для применения ЭВМ в составе МКСК этого просто не требовалось. Во-вторых, И. Я. Акушский, будучи фанатиком СОК, не разделял мнения о недостаточной универсальности 5Э53 и в корне пресекал все попытки внедрения в неё вещественной крамолы (видимо, в этом и состояла его главная роль в проектировании машины).Камнем преткновения для 5Э53 стала ОЗУ. Стандартом советской памяти тогда были ферритовые блоки огромных габаритов, трудоемкости изготовления и высокой потребляемой мощности. Кроме того, они были медленнее процессора в десятки раз, впрочем, это не помешало ультраконсерватору Лебедеву лепить нежно любимые им ферритовые кубы везде – начиная от БЭСМ-6 и заканчивая бортовой ЭВМ ЗРК С-300, выпускавшейся в таком виде, на ферритах (!), вплоть до середины 1990-х (!), во многом благодаря такому решению этот компьютер занимает целый грузовик. Проблемы За решение проблемы ОЗУ по указанию Ф. В. Лукина взялись отдельные подразделения НИИТТ, и итогом этих работ стало создание памяти на цилиндрических магнитных плёнках (ЦМП). Физика работы ЗУ на ЦМП довольно сложная, куда сложнее, чем у ферритов, но в итоге многие научные и инженерные проблемы были решены, и ОЗУ на ЦМП работало. К возможному разочарованию патриотов отметим, что концепцию памяти на магнитных доменах (частным случаем которой является ЦМП) предложили впервые не в НИИТТ. Такого рода ОЗУ впервые появилась благодаря одному человеку, инженеру Bell Labs Эндрю Бобеку (Andrew H. Bobeck). Бобек был известным экспертом в области магнитных технологий, и революционные прорывы в ОЗУ он предложил аж дважды. Изобретенная Джеем Форрестером (Jay Wright Forrester) и независимо от него двумя учеными из Гарварда, работавшими над проектом Harward Mk IV Ван Анем (An Wang) и Ву Вайдунем (Way-Dong Woo) в 1949 году, память на ферритовых сердечниках (которую так любил Лебедев) была несовершенна не только благодаря своим размерам, но и в силу колоссальной трудоемкости изготовления (кстати, Ван Ань, почти неизвестный у нас, был одним из известнейших компьютерных архитекторов и основал знаменитую Wang Laboratories, просуществовавшую с 1951 по 1992 год и выпускавшую большое количество прорывной техники, включая мини-компьютер Wang 2200, клонированный в СССР как Искра 226).Возвращаясь к ферритам, отметим, что память на них физически была просто огромной, вывешивать рядом с компьютером ковер 2х2 метра было бы чрезвычайно неудобно, поэтому ферритовую кольчугу вплетали в небольшие по объему модули, наподобие пялец для вышивания, чем и обуславливалась чудовищная трудоемкость ее изготовления. Наиболее известную технику плетения таких модулей 16х16 бит разработала британская компания Mullard (очень знаменитая британская компания – производитель вакуумных ламп, усилителей высокого класса, телевизоров и радиоприемников, занималась так же разработками в области транзисторов и интегральных схем, позже куплена Phillips). Модули последовательно соединялись в секции, из которых монтировались ферритовые кубы. Очевидно, что и в процесс плетения модулей, и в процесс сборки ферритовых кубов вкрадывались ошибки (работа ведь была практически ручная), что приводило к увеличению времени отладки и устранения неполадок.Именно благодаря злободневному вопросу трудоемкости разработки памяти на ферритовых кольцах у Эндрю Бобека появилась возможность проявить свой изобретательский талант. Телефонный гигант AT&T, создатель Bell Labs, был как никто другой заинтересован в разработке эффективных технологий производства магнитной памяти. Бобек решил кардинально изменить направление исследований и первым вопросом, который он задал самому себе, был – обязательно ли в качестве материала хранения остаточной намагниченности использовать магнитно-твердые материалы наподобие феррита? Ведь не у них одних подходящая реализации памяти и петля магнитного гистерезиса. Бобек начал эксперименты с пермаллоем, из которого кольцеобразные структуры можно получить, просто навив фольгу на несущий провод. Он назвал его твистор-кабелем (twist – «кручение»). Навив подобным образом ленту, ее можно будет свернуть так, чтобы создать зигзагообразную матрицу и запаковать ее, например, в полиэтиленовую пленку. Уникальной особенностью твистор памяти явилась возможность чтения или записи целой строки пермаллоевых псевдоколец, находящихся на параллельных твистор-кабелях, проходящих над одной шиной. Это существенно упрощало конструкцию модуля. Так в 1967 году Бобек разработал одну из самых эффективных модификаций магнитной памяти того времени. Идея твисторов настолько сильно впечатлила руководство Bell, что на ее коммерциализацию были брошены внушительные силы и средства. Однако очевидные выгоды, связанные с экономией средств на производство твистор ленты (её можно было ткать, в прямом смысле этого слова), были перевешены исследованиями в области использования полупроводниковых элементов. Появление SRAM и DRAM стало для телефонного гиганта громом среди ясного неба, тем более что AT&T была как никогда близка к заключению выгоднейшего контракта с ВВС США на поставку модулей твистор памяти для их системы противовоздушной обороны LIM-49 Nike Zeus (примерный аналог А-35, появившийся чуть позже, мы о нем уже писали). Сама телефонная компания активно внедряла новый вид памяти в своей системе коммутации TSPS (Traffic Service Position System). В конечном итоге, управляющий компьютер для Zeus (Sperry UNIVAC TIC) все-таки получил твисторную память, кроме того, она применялась в ряде проектов AT&T почти до середины восьмидесятых годов прошлого столетия, но в те годы это была скорее агония, чем прогресс, как видим, не только в СССР умели до упора продавливать устаревшую на годы технологию. Впрочем, один положительный момент от разработки твисторов имелся. Исследуя магнитострикционный эффект в сочетаниях пленок пермаллоя с ортоферритами (ферритами на основе редкоземельных элементов), Бобек подметил одну их особенность, связанную с намагничиванием. Экспериментируя с гадолиний галлиевым гранатом (Gadolinium Gallium Garnet, GGG), он использовал его в качестве подложки для тонкого листа пермаллоя. В полученном сэндвиче при отсутствии магнитного поля области намагничивания располагались в виде доменов разнообразной формы. Бобек посмотрел, как будут вести себя такие домены в магнитном поле, имеющем перпендикулярное направление областям намагниченности пермаллоя. К его удивлению, с увеличением силы магнитного поля домены собирались в компактные области. Бобек назвал их пузырьками (bubbles). Именно тогда и сформировалась идея пузырьковой памяти, в которой носителями логической единицы были домены спонтанной намагниченности в листе пермаллоя – пузырьки. Бобек научился двигать пузырьки по поверхности пермаллоя и придумал остроумное решение по чтению информации в своем новом образце памяти. Право на bubble memory приобрели почти все ключевые игроки того времени и даже NASA, тем более что пузырьковая память оказалась почти нечувствительной к электромагнитным импульсам и жесткому излечению. Чрезвычайно редкий миниатюрный советский куб ферритовой памяти КП128/17. Выпуск этих шедевров техноархеологии начался в 1968 году, за полгода до выпуска SRAM-памяти Intel 3101 и за 1,5 года до первой DRAM-памяти Intel 1103 и продолжался до 1980-х (!) годов. Подобные кубы стояли в компьютерах С-200 и ранних версиях С-300 до середины 1990-х. В 1970-м он стоил по паспорту 1040 рублей – 5 таких кубиков и ВАЗ-2101! ОЗУ здорового человека – Intel Magnetics Bubble Memory, 1982 год, магнитные домены. Именно такие модули были установлены в GRiD Compass 1101, первом ноутбуке в истории, разработанном по заказу NASA для использования в миссиях Шаттлов. Советский клон, чуть более неказистый, К1605ЗЦ11. Фото из коллекции автора.В НИИТТ пошли похожим путем, и к 1971 году независимо разработали отечественный вариант твистора – ОЗУ общей ёмкостью 7 Мбит с высокими временными характеристиками: темп выборки 150 нс, время цикла 700 нс. Каждый блок имел ёмкость 256 Кбит, в шкафу размещалось по 4 таких блока, в комплект входило 7 шкафов. Беда была в том, что еще в 1965 Арнольд Фарбер (Arnold Farber) и Ойген Шлиг (Eugene Schlig) из IBM создали прототип транзисторной ячейки памяти, а Бенджамин Августа (Benjamin Agusta) и его команда создали 16-битный кремниевый чип, базировавшийся на ячейке Фарбера-Шлига, содержащий 80 транзисторов, 64 резистора и 4 диода. Так родилась чрезвычайно эффективная SRAM – static random-access memory, что разом поставило крест на твисторах. Что еще хуже для магнитной памяти – в той же IBM годом позднее под руководством доктора Роберта Деннарда (Robert Dennard) был освоен МОП-процесс, и уже в 1968 появился прототип динамической памяти – известной и применяемой сейчас в каждом компьютере DRAM (dynamic random-access memory). В 1969 Advanced Memory system начала продажи первых килобайтных чипов, а еще через год основанная изначально для развития DRAM молодая компания Intel представила усовершенствованный вариант этой технологии, выпустив свой первый чип – микросхему памяти Intel 1103. Содрать его в СССР осилили только через десять лет, выпустив в начале 1980-х первую советскую микросхему памяти Ангстрем 565РУ1 (4 Кбит) и 128 Кбайт блоки памяти на ее основе. До этого мощнейшие машины довольствовались ферритовыми кубами (Лебедев уважал только дух старой школы) или отечественными версиями твисторов, в разработке которых активное участие принимали П. В. Нестеров, П. П. Силантьев, П. Н. Петров, В. А. Шахнов, Н. Т. Коперсако и др.Память с резервированием, 2 блока по 2 куба на 2 килобайта каждый, 1980-е. Примерно так выглядела ОЗУ наших военных компьютеров вплоть до 1990-х годов (фото http://www.oldtriod.ru). В то же время астронавт Джон Крейтон позирует с ноутбуком GRiD Compass 1101 на борту миссии Space Shuttle «Дискавери», 1985 год (фото https://ru.wikipedia.org/). Ещё одной серьезной проблемой было построение памяти для хранения программ и констант. Как вы помните, в К340А ПЗУ делалась на ферритовых сердечниках, информация в такую память вносилась при помощи технологии, очень похожей на швейную: провод натурально иглой прошивался через отверстие в феррите (с тех пор термин «прошивка» укоренился за процессом внесения информации в любые ПЗУ). Помимо трудоемкости процесса, изменить информацию в таком устройстве практически невозможно. Поэтому для 5Э53 была применена иная архитектура. На печатной плате реализовалась система ортогональных шин: адресных и разрядных. Для организации индукционной связи между адресными и разрядными шинами на их пересечение накладывался или не накладывался замкнутый виток связи (в НИИВК для М-9 устанавливали ёмкостную связь). Витки размещались на тонкой плате, которая плотно прижимается к матрице шин – меняя вручную карту (причем, не выключая компьютер), меняли информацию. Для 5Э53 было разработано ПЗУ данных, общей ёмкостью 2,9 Мбит с довольно высокими для такой примитивной технологии временными характеристиками: темп выборки 150 нс, время цикла 350 нс. Каждый блок имел ёмкость 72 кбит, в шкафу размещалось по 8 блоков с общей ёмкостью 576 кбит, в комплект ЭВМ входило 5 шкафов. В качестве внешней памяти большой ёмкости было разработано ЗУ на уникальной оптической ленте. Запись и чтение происходило с помощью светодиодов на фотоплёнку, в результате ёмкость ленты при тех же габаритах повышалась на два порядка по сравнению с магнитной и достигала 3 Гбит. Для систем ПРО это было привлекательное решение, так как их программы и константы имели огромный объём, но очень редко менялись.Основной элементной базой 5Э53 были уже известные нам ГИС «Тропа» и «Посол», но их быстродействия в некоторых случаях недоставало, поэтому специалистами СВЦ (включая того самого В. Л. Дшхуняна – позже отца первого оригинального отечественного микропроцессора!) и завода «Экситон» была разработана специальная серия ГИС на основе ненасыщенных элементов с пониженным напряжением питания, повышенным быстродействием и внутренним резервированием (серия 243, «Конус»). Для ОЗУ НИИМЭ были разработаны специальные усилители, серия «Ишим». Для 5Э53 была разработана компактная конструкция, включающая 3 уровня: шкаф, блок, ячейку. Шкаф имел небольшие размеры: ширина по фронту – 80 см, глубина – 60 см, высота – 180 см. В шкафу размещалось 4 ряда блоков по 25 в каждом. Сверху размещались блоки питания. Под блоками размещались нагнетающие вентиляторы воздушного охлаждения. Блок представлял собой коммутационную плату в металлическом обрамлении, на одну из поверхностей платы укладывались ячейки. Межъячеечный и межблочный монтаж выполнялся методом накрутки (даже не пайки!). Аргументировалось это тем, что оборудования для автоматизированной высококачественной пайки в СССР не было, а паять это руками – можно сойти с ума, да и качество пострадает. В итоге испытаниями и эксплуатацией аппаратуры была доказана значительно более высокая надёжность советской накрутки, по сравнению с советской пайкой. Кроме того, монтаж накруткой был значительно технологичнее в производстве: и при настройке, и ремонте. В низкотехнологичных условиях накрутка куда безопаснее: нет горячего паяльника и припоя, нет флюсов и не требуется их последующая отмывка, исключаются замыкания проводников от излишнего растекания припоя, нет локального перегрева, иногда портящего элементы и т.п. Для реализации монтажа методом накрутки предприятиями МЭП были разработаны и производились специальные разъёмы и монтажный инструмент в виде пистолета и карандаша.Ячейки выполнялись на платах из стеклотекстолита с двусторонним печатным монтажом. В целом это был редкий пример чрезвычайно удачной архитектуры именно системы в целом – в отличие от 90 % разработчиков ЭВМ в СССР создатели 5Э53 позаботились не только о мощности, но и об удобстве монтажа, обслуживания, охлаждении, разводке питания и прочих мелочах. Запомните этот момент, он пригодится при сравнении 5Э53 с творением ИТМиВТ – «Эльбрус», «Электроника СС БИС» и другими.Одного СОК-процессора для надежности оказалось мало и пришлось мажорировать в тройном экземпляре все компоненты машины. В 1971 году 5Э53 была готова. По сравнению с «Алмазом» была изменена система оснований (на 17, 19, 23, 25, 26, 27, 29, 31) и разрядность данных (20 и 40 бит) и команд (72 бит). Тактовая частота СОК-процессора 6,0 МГц, производительность 10 млн алгоритмических операций в секунду на задачах ПРО (40 MIPS), 6,6 MIPS на одном модулярном процессоре. Число процессоров – 8 (4 модулярных и 4 двоичных). Потребляемая мощность – 60 кВт. Среднее время безотказной работы – 600 часов (у М-9 Карцева – 90 часов). Разработка 5Э53 была проведена в рекордно короткий срок – за полтора года. В начале 1971 года она завершилась. 160 типов ячеек, 325 типов субблоков, 12 типов блоков питания, 7 типов шкафов, инженерный пульт управления, масса стендов. Изготовлен и испытан макетный образец. Огромную роль в проекте сыграли военпреды, оказавшиеся не только дотошными, но и толковыми: В. Н. Каленов, А. И. Абрамов, Е. С. Кленцер и Т. Н. Ремезова. Они постоянно отслеживали соответствие изделия требованиям технического задания, вносили в коллектив опыт, полученный при участии в разработках на предыдущих местах, и сдерживали радикальные увлечения разработчиков. Вспоминает Ю. Н. Черкасов: Работать с Вячеславом Николаевичем Каленовым было сплошное удовольствие. Его требовательность всегда была осознана. Он стремился понять существо предлагаемого и, если находил его интересным, шёл на любые мыслимые и не мыслимые меры для реализации предложения. Когда я, за два месяца до завершения разработки аппаратуры передачи данных, предложил её коренную переработку, в результате которой её объём сокращался втрое, он досрочно закрыл мне невыполненные работы под обещание провести переработку за оставшиеся 2 месяца. В результате вместо трех шкафов и 46 типов субблоков остался один шкаф и 9 типов субблоков, выполняющий те же функции, но с более высокой надёжностью.Каленов настоял и на проведении полных квалификационных испытаний машины: Я настаивал на проведении испытаний, а главный инженер Ю. Д. Сасов категорически возражал, считая, что все и так хорошо и испытания – лишняя трата сил, средств и времени. Меня поддержал зам. главного конструктора Н. Н. Антипов, имеющий большой опыт разработки и производства военной аппаратуры.Юдицкий, также имеющий богатый опыт отладки, поддержал инициативу и оказался прав: испытания проявили массу мелких недоработок и дефектов. В результате ячейки и субблоки были доработаны, а главного инженера Сасова прогнали с должности. Для облегчения освоения ЭВМ в серийном производстве в СВЦ была командирована группа специалистов ЗЭМЗ. Малашевич (в это время срочник) вспоминает, как его друг Г. М. Бондарев рассказывал: Это удивительная машина, ни о чём подобном мы не слышали. В ней масса новых оригинальных решений. Изучая документацию, мы много узнали нового, многому научились. Он говорил это с таким восторгом, что Б. М. Малашевич по окончании службы не вернулся на ЗЭМЗ, а поступил на работу в СВЦ.Единственное известное фото инженерного пульта ЭВМ «Алмаз» и единственное же известное фото прототипа 5Э53, обратите внимание, что пульт почти без переделок взят от «Алмаза» (фото https://www.computer-museum.ru)На балхашском полигоне вовсю шла подготовка к запуску 4-х машинного комплекса. Оборудование «Аргунь» в основном уже было смонтировано и настраивалось, пока в связке с 5Э92б. Машинный зал для четырёх 5Э53 был готов и ждал поставки машин. В архиве Ф. В. Лукина сохранился эскиз планировки электронного оборудования МКСК, в которой обозначены и места размещения ЭВМ. 27 февраля 1971 года восемь комплектов конструкторской документации (по 97 272 листа) были доставлены на ЗЭМЗ. Началась подготовка производства и… Заказанная, одобренная, прошедшая все испытания, принятая к производству машина так и не была никогда выпущена! О том, что же случилось – мы поговорим в следующий раз.]]> https://topwar.ru/184877-rozhdenie-sovetskoj-pro-ataka-klonov.html https://topwar.ru/184877-rozhdenie-sovetskoj-pro-ataka-klonov.html 184877 Sun, 18 Jul 2021 03:58:51 +0300 native-yes Отечественные так называемые функциональные модули 1960–1965 годов – к тому моменту безнадежно устаревшая технология. Вообще, эпоха 1955–1965 характеризуется тем, что устройства и разработки устаревали едва ли не раньше, чем успевали выйти в продакшн, в результате попытки копировать американские разработки в этой сфере были просто и безоговорочно убийственными. Слева – сравнение SLT-модуля, оригинального от S/360 и отечественного от ЕС Ряд-1 (та самая серия 201 «Тропа-1». Обратите внимание – насколько отставал уровень интеграции! И это 1971 (!) год. К этому моменту даже оригинальные SLT считались устаревшими, как лампы (фото https://1500py470.livejournal.com/).Отметим, что советская промышленность не заморачивалась насыщением гражданского рынка микроэлектроникой, от слова совсем, речь не шла о микросхемах – даже микросборками и то не радовали. Многие предприятия были вынуждены осваивать их разработку и выпуск самостоятельно, под конкретные изделия, и продолжалось это не просто долго, а очень долго. Например, Минским приборостроительным заводом еще в 1993 выпускалась серия осциллографов С1-114/1 на ГИС собственной разработки, а сами эти ГИС, чудовищно, невообразимо устаревшие, были сняты с производства только в 2000 году! Технологии 1964 года в отечественном приборе 2000 года. Осциллограф С1-114/1, микросборки и их внутренности. В США такую технику перестали выпускать примерно в начале 1970-х (фото https://www.drive2.ru)По воспоминаниям людей, не имеющих отношения к военным технологиям, еще в начале 90-х на учебно-производственных комбинатах заставляли распознавать виды ламп по характерным признакам (даже стандарт был – опознать с двух метров). Выпуск микросборок должен был заткнуть тотальную нехватку настоящих интегральных схем, которые в 99 % случаев шли в военную отрасль и расходились по немногим НИИ. На микросборках же выпускали бытовую технику высшего класса (низшую на лампах) – например, «элитные» радиоприемники «Орленок», «Космос» и «Рубин». В бытовой технике копировались не только компоненты, с начала 1950-х стало традицией не мелочиться, а воровать все изделие целиком, при условии, что наш уровень технологий позволял его скопировать. Например, в 1954 году появился поразительный радиоприемник «Звезда-54». СМИ описывали это событие как огромный советский прорыв в оформительском дизайне и последний писк моды, на самом деле это была абсолютная копия французского Excelsior-52. Точно не установлено, каким образом прототип попал в ИРПА (Институт радиовещания и акустики). По некоторым данным, его привезли дипломаты, по другим – он был специально закуплен для копирования. С транзисторными приемниками тоже была беда – один из первых советских, «Ленинград», был создан на основе Trans-Oceanic Royal-1000 1957 года выпуска американской фирмы Zenith, при этом производили его небольшой серией, а сборка была ручной.В игре Fallout общая стилистика относится к так называемому атомпанку – фантастическому варианту альтернативной истории, в котором не были открыты полупроводники, в результате плазменные винтовки XXII века соседствуют там с монструозными ламповыми машинами 1950-х годов. Данный диафильм аж 1972 года погружает изучающего его в советский транзисторпанк – мир, в котором так и не случилась интеграция, и вершиной технологий считаются даже не ГИС, а самые первые микромодули, наследники Tinkertoy. Самое поразительное, что эта технология пропагандировалась как наипередовая в 1972 году. К счастью, большая часть этих монстров так и осталась в диафильмах.Ну и наконец, из широко распространенных мифов можно упомянуть и тот, что якобы первым в мире функционально законченным изделием потребительской микроэлектроники стал тот самый советский радиоприемник «Микро» – первое изделие, выпущенное Зеленоградом в 1964 году.Более того, ходят упорные слухи, что Хрущев раздаривал эти приемники лидерам иностранных государств, и те в шоке высказывались в духе «как это СССР смог нас обогнать». На самом же деле, от интегральной технологии в «Микро» была только плата с напылением, полупроводники были дискретными. На плату из ситалла через специальные трафареты были нанесены шесть слоев разных материалов, образующих только пассивные детали (более того – только емкостные). Транзисторы же в приемнике были обычные дискретные и просто на плате распаянные, что ясно видно на вскрытом приборе. В результате вместо мифических «первых в мире пленочных ИС» получаем обычную печатную плату, только не традиционно травленную, а с вакуумным напылением и в несколько слоев – никаких чудес. Приемники же на дискретных транзисторах к 1965 году в США выпускались десятками видов (с 1956 года – один из первых в мире был Admiral Transistor) уже несколько лет, и поразить явно никого не могли (в Японии и Европе их также было огромное количество).В наибольшей степени характеризует ту эпоху уникальный документ, один из немногих сохранившихся и находящихся в широком доступе – «Рекомендации по созданию узлов и блоков на твердых схемах», выпущенные для одного из воронежских НИИ в 1964 году в рамках некоего «заказа 1168»: …Состав компонент и их параметров для трех базовых кристаллов 51, 52 и 53 серии фирмы Texas Instruments, аналоги которых намечены к воспроизводству в СССР: компоненты базового кристалла 51-й серии… транзистор А417 или А400Б (аналог 2N706A, 2N582), диод Б14А или Б14Б (аналог 1N914)… Далее идет большая таблица параметров микросхем, для которых рассматривается возможное воспроизводство – планируется украсть почти все, от видеоусилителя Fairchild MA704 и двухкаскадной схемы Дарлингтона Westinghouse WM1110 до триггера Motorola MK302G и логического вентиля 2ИЛИ-НЕ Sylvania SNG2! Затем следует около 10 страниц принципиальных схем и описания серии TI SN5xx, дополненных рекомендациями по проектированию устройств на ИС. В результате применения этих гениальных методов развития отечественной электроники к 1970-му году в стране вообще не осталось оригинальных разработок, кроме германиевой ИС Осокина – скопировано было все, что можно: от огромных базовых матричных кристаллов до ничтожных сдвиговых регистров. Забавно и то, что примитивная гибридная пленочная технология была в СССР чрезвычайно популярна даже когда весь остальной мир уже давно перешел на ИС. Дело в том, что производить схемы хотя бы средней интеграции было на советском уровне развития технологий очень сложно, в результате гражданскую продукцию собирали на монстрах типа 230-й серии. Это настоящие ИС, только изготовленные, скорее, как «макросхема»: гибридное исполнение, многослойная толстопленочная технология, каждая содержит до 40 логических элементов типа ТТЛ, образующих либо счетчики, либо регистры, либо устройства уравновешивания. Очень необычно исполнение серии – многослойная коммутационная плата с регулярной структурой и внутренний монтаж методом перевернутого кристалла. Чудовища типа К2ИЕ301Б (примитивный четырехразрядный счетчик, зато размером больше спичечного коробка) выпускались у нас до 1990-х годов, зато сейчас они являются предметом охоты коллекционеров микросхем всего мира, наподобие ископаемых костей мамонтов.Уровень российской микроэлектроники тех лет хорошо характеризуют не восторженные воспоминания патриотов, основанные на мифах в стиле книги «50 лет советской микроэлектроники»:С момента появления первых ИС прошло всего лишь около 20 лет, а результаты были получены фантастические...А вполне объективные (так как для высшего руководства, принимающего на основе этих бумаг стратегические решения) недавно рассекреченные доклады ЦРУ, посвященные анализу отечественной промышленности (USSR seeks to build advanced Semiconductor Industry with embargoed western machinery). Один из отчетов, подготовленный в 1972 году, посвящен достижениям Союза в производстве интегральных микросхем, в 1999 году этот документ был рассекречен и позднее опубликован в онлайн-библиотеке агентства. Вот некоторые выдержки из него:…лабораторный анализ доступных образцов, проведенный в США, выявил, что их дизайн довольно примитивен, а качество – в основном низкое. Образцы явно уступают аналогам, производимым в США. Даже изделия выпуска 1971 года с заводской маркировкой, судя по всему, представляют собой прототипы … Ничего не известно о наличии серийно выпускаемого в СССР гражданского оборудования, в котором использовались бы интегральные схемы … Если Союз создал масштабную и жизнеспособную индустрию микросхем, то озадачивает также его интерес к крупным закупкам оборудования и технологий у Запада для производства этих изделий… СССР слишком поздно получил планарную кремниевую технологию и из-за постоянных сложностей с производством исходного кремниевого материала в достаточном количестве, производство микросхем в Союзе все же началось совсем недавно и в очень небольших объемах… В 1968 году Союз предлагал обработанный кремний на продажу в Европу, однако, компании, которые его закупали, жаловались на низкое качество этого материала.Агент ЦРУ (его имя из доклада вырезано), побывавший на заводе в Брянске, писал: …технологии производства отстают на 5–10 лет от используемых в США. На заводе широко используется западное оборудование. Некоторые изделия в финальной стадии тестирования, по-видимому, содержат товарный знак основного американского производителя интегральных микросхем, хотя у агента не было возможности исследовать эти образцы вблизи, чтобы подтвердить данное подозрение. Объемы производства на заводе в Ленинграде были оценены как существенно меньшие, нежели в Брянске. Тот же самый или другой агент американской разведки, посетивший завод «Светлана» в 1972 году, привел данные по выпуску менее чем 100 тыс. высокочастотных транзисторов в месяц и отметил, что на этом заводе также используется некоторое западное оборудование. В докладе также отмечается, что производительность выпускаемых на этом заводе изделий ниже заявленной СССР для этого типа интегральных микросхем три года назад. По итогам посещения завода в Воронеже агент отметил наличие на этой площадке большого количества диффузионных печей – порядка 80 штук, однако, из них только около 20 на момент его визита реально использовалось. Установок проволочной термокомпрессионной сварки на заводе при этом оказалось немного. Для сравнения – в 1971 году в США было произведено более 400 миллионов ИС, приводит данные ЦРУ.При этом созданный в 1949 году и рассекреченный в 1953 году знаменитый Coordinating Committee for Multilateral Export Controls (CoCom, Координационный комитет по экспортному контролю из 17 государств), предназначенный для контроля над оборотом опасных технологий, должен был предотвратить советскую угрозу миру, эффективно ограничивая военный потенциал СССР, лишив его доступа ко всем новым технологиям, которые могли бы быть применены в военных целях. Но мы помним, что СССР практически не имел целей, кроме военных, и все, что он разрабатывал, на 99 % шло в ВПК, соответственно КоКом перекрыл ему доступ практически ко всей продвинутой мировой технике. На удивление это сработало чрезвычайно эффективно – например, мы так и не смогли ни купить, ни украсть настоящий CDC 7600 (пришлось с грехом пополам заменять его БЭСМ-6), так и не смогли достать живой Cray-1 (который в перспективе планировали выпускать как БЭСМ-10). Но настоящая проблема была в другом – с начала 1960-х мы привыкли копировать западные ИС, а для этого жизненно нужно было скопировать и линии их производства. Вот здесь нас и поджидала засада – для Зеленограда, как мы помним, еще кое-что удалось купить у японцев, финнов и швейцарцев (даже не за валюту, а прямо за золото), но с середины 1960-х этот поток стал стремительно иссякать. Практически ни одна компания – производитель прецизионного оборудования для фотолитографии, не хотела попасть под санкции 17 государств сразу, рискуя ради ничтожной прибыли в СССР потерять весь бизнес, тем более что полная производственная линия с материалами и документацией – это нетривиальный объект для контрабанды. В результате без станков нет и ИС, и у нас было лишь три пути, каждый со своими подводными камнями – работать до конца 1980-х на оборудовании 1963 года (так и делали), пытаться разработать свое (долго и не всегда успешно) или доставать хоть что-то через нейтральные страны типа той же Швейцарии. Последняя река быстро пересохла до ручейка, хотя, например, в конце 1980-х выяснилось, что компания Toshiba Machine Company с 1982 по 1984 год в обход запретов поставляла нелегально в СССР оборудование для прецизионной обработки винтов подлодок. Ели бы не развал Советов и смягчение политики Комитета, то эта история могла бы закончиться для нее очень печально.Какой-то извращенной иронией видятся после этого пассажи отечественного историка электроники, неоднократно упоминаемого в этих статьях, Бориса Малашевича: Тогда в мире было три страны, которые делали, скажем, фотолитографическое оборудование: США, Япония и Советский Союз. Это самое прецизионное оборудование среди всех технических устройств: уровень технологии в микроэлектронике зависит от уровня фотолитографии… Надо помнить, что при всех проблемах, которые испытывала наша страна, только в Советском Союзе была единственная в мире самодостаточная электроника. В которой все было свое и которая сама выпускала всю номенклатуру электронных изделий от радиоламп до СБИС. И обладала собственным материаловедением, собственным машиностроением – все было свое.В общем-то, с чипами все стало ясно. Теперь нам осталось поговорить о советских микропроцессорах и благополучно завершить тему развития советской микроэлектроники. Эволюция Для понимания дальнейшего текста упомянем, что микропроцессоры эволюционировали следующим образом. Первое поколение микросхем, разработанных в 1962–1963 годах, были чипами малой интеграции. Это означало, что каждая микросхема содержала лишь самые базовые логические вентили – элементы 2И-НЕ, например. Любой процессор (подчеркиваем, что не обязательно микропроцессор!) содержит в себе три основных компонента (естественно, в современных чипах это далеко не такие элементарные блоки, как в 1960-е, сейчас под АЛУ, например, понимают сразу интегральный элемент с регистрами, собственной прошивкой и т.п). Первый – это арифметико-логическое устройство или АЛУ, предназначенное для выполнения (обычно) всего нескольких базовых операций – сложения и логических И, ИЛИ, НЕ. Традиционные АЛУ не содержали схем аппаратного вычитания, да они были и не нужны, вычитание заменяется, как правило, сложением с отрицательным числом. Естественно, АЛУ не содержали и блоков аппаратного умножения, деления, векторных и матричных операций. Также АЛУ работали только с целыми числами, до принятия стандарта IEEE 754 – 1985 оставалось еще лет 20, так что вещественную арифметику абсолютно каждый производитель компьютеров реализовал самостоятельно, в меру своей извращённости.Если бы вы были программистами шестидесятых годов, то вещественная арифметика могла бы свести вас с ума. Единого стандарта не существовало ни на представление чисел, ни на округление, ни на операции с ними, в результате программы были практически непереносимы. Кроме того, у разных машин были свои странности в реализациях вещественных чисел, и их обязательно надо было знать и учитывать. На некоторых платформах определенные числа являлись нулями с точки зрения сравнения, но не являлись таковыми для сложения и вычитания, в результате для безопасной операции их нужно было предварительно умножить на 1.0, а затем сравнить с нулем. На других платформах этот же трюк вызывал немедленную недокументированную ошибку перевыполнения, при том, что реальный выход за границы диапазона отсутствовал. Некоторые компьютеры при попытке выполнить такую операцию отбрасывали последние 4 значащих бита, большая часть машин возвращала нулевой результат для разности X и Y, если X и Y были малы, даже если они были не равны, а некоторые могли внезапно получить ноль, даже в случае огромной разницы между ними, если только одно число было близко к нулю. В результате операции «X = Y» и «X – Y = 0» вступали в противоречие и приводили к удивительным ошибкам. На суперкомпьютерах Cray, например, во избежание этого перед каждым умножением и делением делали переприсваивание «X = (X – X) + X». Анархия среди вещественной арифметики продолжалась до 1985 года, когда, наконец, был принят современный стандарт чисел с плавающей запятой. Вторым важным компонентом процессора были регистры, которые должны были хранить обрабатываемые числа и выполнять над ними операции сдвига. Наконец, третьим важнейшим компонентом было устройство управления – декодер поступающих из ОЗУ машинных команд, инициирующее выполнение тех или иных функций АЛУ над числами, лежащими в регистрах. Устройства управления отличались по сложности, разрядности и типам команд, которые они могли декодировать, чем сложнее и медленнее было УУ, тем проще и удобнее было писать код, так как оно могло поддерживать самые разнообразные сложные команды, облегчая жизнь программистам. УУ обычно имело отдельную прошивку, в которой находился список поддерживаемых команд, и можно было в определенных пределах изменять возможности процессора, меняя чипы с этой прошивкой, эта концепция получила название микропрограммирование. Содержимое прошивки образовывало систему команд данного процессора, очевидно, что системы команд разных машин были несовместимы друг с другом. В случае малой интеграции все эти компоненты реализовывались, как правило, на нескольких платах, и процессор представлял собой коробку, содержащую десятки таких плат с несколькими сотнями микросхем. Впрочем, уже в 1964 появились чипы средней интеграции, серия Texas Instruments SN7400. В 1970-м в линейке появилось первое полноценное АЛУ, 4-х битная микросхема 74181, которую можно было соединять параллельно, получая 8, 16 и даже 32 битные компьютеры (так называемые bit-slice ALU). Чипы средней интеграции содержали в себе несколько сотен транзисторов, в отличие от нескольких десятков в предыдущем поколении. TI SN74181 нашел широчайшее применение и стал одним из самых знаменитых чипов в истории, в частности, именно на нем собирались процессоры ранних компьютеров Data General NOVA и некоторые серии DEC PDP-11 (также на них собирались и периферийные процессоры для них, например, KMC11, и их реализации вещественной арифметики – знаменитый FPP-12), Xerox Alto, с которого Стив Джобс содрал идею мышки и графического интерфейса, первый DEC VAX (модель VAX-11/780), Wang 2200, Texas Instruments TI-990, Honeywell option 1100 – научный сопроцессор для их мэйнфреймов H200/H2000 и множество других машин. Чипы средней интеграции, благодаря невероятной дешевизне и простоте, продержались на рынке вплоть до 1980-х годов, даже когда уже появились микропроцессорные системы. Для сборки процессора на них обычно требовались 1–2 платы и несколько десятков микросхем.В конце 1960-х прогресс фотолитографии достиг уровня нескольких тысяч логических вентилей на чип, так появились схемы большой интеграции. Они включали в себя обычно уже АЛУ со всей обвязкой и регистрами, благодаря чему стало возможным собирать процессор всего из 2–10 чипов. Отдельной разновидностью (ныне забытой) чипов большой интеграции стали так называемые BSP (bit-slice processor, термин не имеет устоявшегося перевода, обычно говорят «секционный»). Идея BSP заключалась в том, чтобы соединить параллельно мощные чипы, содержащие все необходимые компоненты (только УУ было выполнено отдельно) и тем самым из микросхем небольшой разрядности набрать длинный процессор (встречались варианты до 64 бит!). BSP выпускали многие, в том числе National Semiconductor (IMP, 1973), Intel (3000, 1974), AMD (Am2900, 1975), Texas Instruments (SBP0400, 1975), Signetics (8X02, 1977), Motorola (M10800, 1979) и многие другие. Вершиной развития стали аж 16-битные AMD Am29100 и Synopsys 49C402, выпускаемые до середины 1980-х, и чудовищный 32-битный AMD Am29300, вышедший в 1985 году. Плата центрального процессора от неидентифицированного американского компьютера 1970-х годов, нестандарнтый 14-битный процессор набран на 7 двухбитных BSP Sygnetics N3002 (лицензионная копия Intel 3002), фото из коллекции автораBSP имеет три очень значительных преимущества. Первое заключается в том, что АЛУ можно использовать в горизонтальных конфигурациях для создания компьютеров, способных обрабатывать очень большие данные за один такт. Второе преимущество BSP заключается в том, что двухчиповая конструкция позволила использовать ECL-логику, которая очень быстрая, но занимает много места и рассеивает много тепла. Ранние MOS-чипы, такие как PMOS или NMOS, изначально рассматривались как процессоры для калькуляторов и терминалов, потому что их скорость значительно уступала ECL-логике, только она, как считалось, подходила для создания серьезных компьютеров. Лишь после изобретения CMOS процессоры обрели тот облик, который имеют сейчас, до того балом правили секционные ECL-чипы. До CMOS считалось, что создать однокристальный процессор с приемлемым быстродействием вообще невозможно. Третьим преимуществом BSP была возможность формировать собственные наборы инструкций, они могли быть созданы для эмуляции или улучшения существующих процессоров, таких как 6502 или 8080, или для создания уникального набора команд, специально адаптированного для максимальной производительности конкретного приложения. Сочетание скорости и гибкости сделало BSP очень популярной архитектурой.Отец микропроцессораНу и наконец, поговорим о том, кто же создал первый микропроцессор. За короткий промежуток времени между 1968 и 1971 годами было представлено несколько кандидатов на его роль, о большей части из них давно забыли. На самом деле идея создать микропроцессор и близко не была такой революционной, как транзистор или даже планарный процесс. Она буквально витала в воздухе, и за три года огромное количество разработчиков так или иначе подходило к однокристальной реализации компьютера. Строго говоря, вопрос «кто изобрел микропроцессор» не имеет смысла, кроме чисто юридического. В конце 1960-х годов было очевидно, что процессор в конечном итоге будет размещен на одной микросхеме, и повышение плотности MOS-микросхем до такой степени, чтобы это было практично, было лишь вопросом времени. По сути, микропроцессор не был революцией, он просто пришел в тот момент, когда усовершенствования MOS и маркетинговые потребности сделали целесообразным его создание.Разнообразные редкие микросхемы большой интеграции американских военных компьютеров 1980-х годов, первый ряд - IDT 49C402 (16-битный CMOS BSP), AMD Am29050 (32-битный RISC-процессор гарвардской архитектуры), Weitek 3332-100-GCD (32-битный вещественный сопроцессор IEEE), второй ряд Texas Instruments TMS390C602A (32-битный вещественный сопроцессор SPARC для аппаратного деления и извлечения квадратного корня, такие чипы использовались еще в 1991–1993 годах), Texas Instruments SIM74ACT8847 (64-битный (!) вещественный/целочисленный сопроцессор, 1988 год, для сборки компьютера на нем нужно было еще 5 микросхем), Texas Instruments TPCX1280 (прототип аэрокосмической радиационной стойкой ПЛИС на 8000 вентилей, середина 1980-х). Фото из коллекции автора.Официального определения микропроцессора нет. В различных источниках он описывается в диапазоне от одиночного чипа до АЛУ на нескольких кристаллах. По сути, микропроцессор – это маркетинговый термин, обусловленный необходимостью Intel и Texas Instruments маркировать свои новые продукты. Если бы было необходимо выбрать одного отца концепции микропроцессоров, то им стал бы Ли Бойсел (Lee Boysel). Во время работы в Fairchild ему пришла в голову идея компьютера на основе МОП-схемы, а также уже имеющихся компонентов – ПЗУ (изобретено в 1966) и DRAM (возникла в 1968). В итоге он сначала опубликовал несколько влиятельных статей о микросхемах MOS, а также манифест 1967 года, объясняющий, как на основе MOS можно построить компьютер, сопоставимый с IBM 360. Бойсел покинул Fairchild и в октябре 1968 года, основал компанию Four-Phase Systems для создания своей MOS-системы, в 1970 он продемонстрировал System/IV, мощный 24-битный компьютер. В процессоре использовалось 9 микросхем: три 8-битных АЛУ AL1, три ПЗУ для микрокода и три микросхемы устройства управления, построенные на нерегулярной логике (random logic (RL) – метод реализации комбинаторных схем путем синтеза по высокоуровневому описанию, причем, поскольку синтез происходит автоматически, то расположение элементов и их соединений, на первый взгляд, кажется произвольным, практически все современные УУ синтезированы методом RL). Набор чипов продавался очень хорошо, и Four-Phase вошла в список Fortune 1000 до того, как в 1981 году была поглощена Motorola. Тем не менее AL1 не мог работать в режиме однокристального чипа и нуждался во внешнем УУ и ПЗУ с микрокодом. Очень редкая вещь – сверху, к сожалению, неполный микропроцессорный набор Four-Phase System/IV (1969 год), снизу – не менее редкий первый микропроцессор Intel 8008, разрабатывавшийся параллельно с 4004 для терминала Datapoint 2200 (1971 год). Фото из коллекции автора.Еще одной почти забытой компанией была Viatron, основанная в 1967, и уже в 1968 они представили свой System 21, 16-битный на заказных MOS-микросхемах. К сожалению, подрядчики подвели их с качеством чипов, и в 1971 Viatron обанкротилась. Viatron буквально является автором термина «микропроцессор» – они использовали его в своем анонсе еще в 1968, но он не был одиночной микросхемой, так они назвали так весь терминал целиком. Внутри корпуса микропроцессора находилась куча плат – сам процессор состоял из 18 заказных микросхем MOS на 3 платах. Уже известный нам Рэй Холт разработал по заказу ВВС США также знакомый нам F-14 CADC в 1968–1970 годах. Благодаря позднейшему пиару, многие считают его отцом микропроцессорной технологии, но CADC состоял из 4-х отдельных чипов очень оригинальной архитектуры. Ну и наконец, 3 последних кандидата – истинные однокристальные схемы. В 1969 компания Datapoint заключила с Intel договор на разработку однокристальной версии их процессора для терминала Datapoint 2200, который занимал целую плату. Забавно, что основатель компании Гас Рош (Gus Roche), их инженер Джек Фрассанито (Jack Frassanito) и специалист из Intel Стэн Мейзор (Stanley Mazor) предложили эту идею Роберту Нойсу, основателю Intel, но тот сначала отказался от нее, так как не увидел широких коммерческих перспектив. Практически одновременно к Intel обращается небольшая японская компания Nippon Calculating Machine Ltd для разработки 12 микросхем нового калькулятора. Еще один инженер Intel Эдвард Хофф (Marcian Edward Ted Hoff Jr.), аналогично Стэну, доходит до идеи заменить их на один кристалл. В итоге они вдвоем начинают вести оба проекта: чип побольше – Intel 8008, и поменьше – Intel 4004.Прослышав о проекте, к Datapoint обращается вездесущая Texas Instruments и искушает их, предлагая свое участие в разработке. Datapoint предоставляет им спецификации, и они изготавливают третий вариант настоящего микропроцессора – TI TMX 1795. Правда, самостоятельности тут было не очень много, вплоть до того, что в чипе повторена ранняя ошибка Intel с обработкой прерываний. В этот момент Datapoint изобретает импульсный источник питания, что приводит к резкому уменьшению энергопотребления и нагрева их терминала, и отзывает свой контракт. Intel замораживает разработку на несколько месяцев, TI же продолжает, в итоге их анонс состоялся чуть раньше, чем коммерческий выпуск Intel 4004, что формально делает его первым микропроцессором в истории. Наглая TI продолжала судиться (как в ситуации с первой интегральной схемой) со всеми, с кем только можно, аж до 1995 года, когда хитрый Ли Бойсел убедил суд, что первый процессор изобрел еще он и патенты Texas Instruments аннулировали. Дальнейшая история всем известна – чипы от TI практически не продавались, Intel же доделала оба процессора: и большой, и маленький, и заложила тем самым основы своей славы и богатства на десятилетия вперед.Поразительно то, что, как и в случае с Осокиным, в СССР также разработали свой, полностью независимый вариант микропроцессора, о чем знает очень мало людей! В изначальном варианте, правда, это был трехчиповый BSP, но работа была закончена в 1976, опоздала не сильно, и никто не мешал модернизировать ее до полноценной одночиповой архитектуры. В итоге, как всегда, в области чисто инженерных приоритетов, как и в случае с транзисторами и микросхемами, мы шли практически вровень с Западом и демонстрировали высокий научный уровень разработок, реализация же их в итоге была кошмарной. Первый отечественный микропроцессор не взлетел из-за того, кто был его крестным отцом – не кто иной, как Давлет Гиреевич Юдицкий! Такое впечатление, что Шокин и Калмыков ненавидели всех, кто занимался хоть чем-то оригинальным: Карцева, Староса, Юдицкого – и целенаправленно давили все их разработки. Как же Юдицкий, отец модулярных суперкомпьютеров, дошел до разработки процессора?Об этом мы поговорим в следующих частях, отметим здесь лишь то, что в начале 1973 года он, в то время директор зеленоградского СВЦ, собрал компактную рабочую группу для разработки архитектуры новой мини-ЭВМ (не основанной на машинах DEC и HP, как СМ ЭВМ) – «Электроника-НЦ», модульной и достаточно оригинальной. В том же году Юдицкий поручил молодежному коллективу лаборатории В. Л. Дшхуняна заняться проработкой подходов к построению микропроцессоров – первых в СССР. Проанализировав то, что выпускалось на Западе, за основу выбрали BSP и в 1976 году создали процессор серии 587 на трех чипах – ИК1, ИК2, ИК3, один из немногих, не имеющих прямого западного аналога (сейчас самый первый их релиз также является пределом мечтаний многих коллекционеров). В дальнейшем эта серия развилась в 588 (5 чипов), а в начале 1980-х специалисты СВЦ хотели, наконец, реализовать ее в однокристальном исполнении, но по требованию Шокинского Министерства электронной промышленности от оригинальной архитектуры отказались в пользу PDP-11. Остальные разработчики не остались в стороне, ВНИИЭМ закупил чипы Intel 8080, всю периферию, комплект разработчика Intel Intellec-800 под эту архитектуру и увлеченно занялся реверс-инжинирингом. Процессор выпуска 1974 года разбирали до 1978 и в конце 1970-х запустили в серию как 580ИК80. С этого момента началась эра копирования микропроцессоров. Вопреки распространенному мнению, Советы украли не только три чипа Intel (8080, 8085, 8086), знаменитый DEC LSI-11, воплощенный у нас в десятке форм и Zilog Z80. В СССР производилось множество аналогов процессоров всех видов.Единственный из этого списка не украденный, а воспроизведенный по лицензии процессор – 1876ВМ1, завод «Ангстрем», 1990 год. Выпускаемый (и описываемый почему-то как собственная разработка, хотя консорциум MIPS предоставил все спецификации и документы на эту архитектуру), до сих пор как «32-битный RISC-процессор 14 МГц», при том, что его прототип – оригинальный R3000 работал на 40 МГц еще в 1988 году. В 1999 году в НИИСИ он был разогнан до 33 МГц и выпущен как 1890ВМ1Т «Комдив» – «новейшая отечественная разработка». Чуть более прогрессивный 120 МГц радиационно стойкий 1892ВМ5Я был собран на базе чуть менее древнего MIPS R4000 + DSP на FPGA (!) производства «Элвис». Вывод Подведем итоги. Эта таблица не охватывает и 1/10 всех клонов, также некоторые из этих чипов выпускались крайне ограниченным тиражом (например, цена 1810ВМ87 в хорошем состоянии легко доходит у коллекционеров до $200–300, настолько они редки), многие выпускались только в странах СЭВ (Болгарии и прочих) – в самом СССР был слишком низкий уровень производства. В линейке Intel были пропущены процессоры 8088, 80186 и 80188, последние два – по причине малой распространенности в целом, 80286 с советской культурой производства изготовить вообще не осилили, его копировали и выпускали чрезвычайно малым тиражом только в ГДР (по крайней мере, автору не удалось обнаружить мифический экземпляр чисто советского КР1847ВМ286 ни в одной более-менее серьезной процессорной коллекции мира). Процессор 8086 был выпущен примерно в год появления в США 80386 и стал последним из советских клонов. Теперь мы вооружены всеми необходимыми знаниями для того, чтобы снова встретить нашего героя – Давлета Юдицкого, который как раз направлялся в Зеленоград разрабатывать микросхемы для своего грядущего суперкомпьютера ПРО. О нем и пойдет рассказ в следующем выпуске.]]> https://topwar.ru/184867-rozhdenie-sovetskoj-pro-zelenograd-i-leningrad.html https://topwar.ru/184867-rozhdenie-sovetskoj-pro-zelenograd-i-leningrad.html 184867 Wed, 14 Jul 2021 04:19:03 +0300 native-yes Источник: Ретро Зеленоград / vk.comИстория Зеленограда началась, как ни странно, в Ленинграде и была связана с теми самыми пробивными американцами – Старосом и Бергом, о приключениях которых в США и Чехии мы уже писали. Эта история очень сложная, запутанная, полная лжи, обид и недомолвок, постараемся восстановить ее в общих чертах. Американская парочкаМы остановились на том, что из Праги эта парочка в начале 1956 года вылетела в Ленинград, где они возглавили созданную в ОКБ-998 авиапрома лабораторию СЛ-11 (позже СКБ-2, потом КБ-2, ЛКБ и, наконец, «Светлана»). Лабораторию посетил сам Устинов (уже известный нам по активной работе в области ПРО) и дал ей карт-бланш на разработку новых военных компьютеров. Старос и Берг были весьма образованными инженерами и, естественно, были в курсе работ в рамках Tinkertoy и миниатюризации электронных компонентов и, насколько известно, они первые в СССР начали отечественные исследования в этом направлении. В результате в 1959 был разработан уникальный для Союза миниатюрный компьютер (еще не на гибридных схемах, а скорее на миниатюрных картах) – УМ-1, предназначенный, по мысли творцов, в качестве управляющей машины или БЦВМ. В серию машина не пошла по объективным причинам – нужны были многочисленные доработки, и элементная база оставляла желать лучшего, тем не менее это была первая в СССР попытка радикального уменьшения габаритов компьютера (напомним – в это же время в НИИ и министерствах пыхтели ламповые монстры БЭСМ и «Стрела», в лучшем случае появлялись образцы транзисторных машин не особо меньших габаритов).Далее случился целый ряд почти одновременных и связанных между собой событий, изложить которые в правильном хронологическом порядке довольно сложно. Примерно одновременно со Старосом, но в Москве, в ОКБ-1 Лукина (тоже уже известный нам пионер советских машин, работавший в тот момент над кучей тем, в том числе ПРО и модулярные компьютеры) посетила светлая идея миниатюризации компьютера. Лукин был один из трех людей в стране (наряду с Реймеровым и Старосом), сходу осознавшим важность интеграции. Начал он традиционно для Союза – поручил своему сотруднику А. А. Колосову (владеющему тремя языками) изучить и обобщить западный опыт, результатом чего стала его монография «Вопросы микроэлектроники», вышедшая в 1960-м и ставшая первоисточником по теме для всей московской конструкторской школы. Тогда же Колосов создал в ОКБ-1 первую в стране специализированную лабораторию микроэлектроники, предназначенную для исследования области, где миниатюризация была важна как нигде – бортовых ЭВМ ракет и самолетов. Именно в эту лабораторию отправляется на рецензию усовершенствованный прототип Староса – машина УМ-2Б, проектируемая для радиолокационной системы измерения относительного положения объектов (в рамках проекта полуавтоматического комплекса сборки на орбите космических аппаратов под шифром «Союз»). Так Старос первый раз засветился в Москве и в дальнейшем это сыграет важную роль.Вообще, по теме БЦВМ космических кораблей в СССР информации крайне мало – тема была чудовищно засекречена (даже больше, чем ПРО/радары и прочая военная техника), первоисточником служит разве что уникальный сборник воспоминаний «Первые БЦВМ космического применения и кое-что из постоянной памяти» Германа Вениаминовича Носкина, работавшего сначала с отцом советской артиллерии Грабиным, а позже – с Королевым над созданием модулей для изучения Марса и Венеры. Сборник доступен в виде pdf, дальнейшие несколько цитат мы приводим оттуда. Уровень секретности был запредельным – в частности, разработчики «Вычислителя» из ОКБ-1 изначально даже не знали о существовании ленинградского СКБ-2 Староса! ТЗ на создание бортовой радиолокационной системы сближения и обработки бортовых данных измерений было выдано проектным отделом в 1961 году в одно ленинградское предприятие, в составе которого находилось довольно самостоятельное конструкторское бюро – КБ-2, возглавляемое Ф. Г. Старосом. Причем о существовании этого КБ-2 (и о Ф. Г. Старосе) в то время в нашем ОКБ ничего не знали…Вскоре после отправки заключения на проект «Блок» к нам в ОКБ-1 приехал Ф. Г. Старос. Мы ничего не знали об этом человеке, кроме того, что сообщалось о нем в проекте, как о главном конструкторе УМ-2Б. Перед его приездом с нами побеседовали, навели некоторого туману на его личность (правда, тот, кто этот туман наводил, и сам-то ничего не знал, кроме того, что он американец), предупреждали не быть особо разговорчивыми. …Все мы вынесли от общения с этим интересным человеком очень хорошее впечатление. Перед нами был не только руководитель и специалист своего дела, но и одержимый оптимист победы микроэлектроники в приборостроении. Обсуждая технические вопросы по УМ-2Б, Филипп Георгиевич убеждал нас в том, что через пять лет вычислительная часть УМ-2Б будет величиной со спичечный коробок. Причем весь облик его, темные горящие глаза, правильная, почти без акцента русская речь не оставляли у собеседников сомнений в его правоте.Запомните, пожалуйста, эту характеристику, которую также подтверждал и знаменитый академик Черток. Она пригодится нам, когда мы будем описывать злоключения Староса и его попытки продвинуть отечественную микроэлектронику, а также современные оценки его роли от некоторых одиозных исследователей. Отметим, что такое впечатление сложилось не только у людей из ОКБ-1. Вот что вспоминает ученик Староса Марк Гальперин, д. т. н., профессор, лауреат Госпремии СССР (Control Engineering, май 2017).Хочу отметить совершенно удивительные отношения, которые сложились у Филиппа Георгиевича с рядом виднейших людей советской науки и военной промышленности. Речь идет, прежде всего, об академике Акселе Ивановиче Берге, генеральных конструкторах Андрее Николаевиче Туполеве и Сергее Павловиче Королеве, а также о президенте Академии Наук СССР Мстиславе Всеволодовиче Келдыше. Все эти люди относились к Филиппу Георгиевичу с большой теплотой и уважением.Возвращаясь к УМ-2Б, вспомним, что элементная база (в плане того, насколько миниатюрными можно сделать гибридные схемы) в СССР значительно отставала от американской, и в ОКБ-1 были в курсе работ IBM по БЦВМ для Gemini (о ней мы уже упоминали в предыдущих статьях):В 1961 году БЦВМ универсального типа в США еще не было, но фирмы Burroughs IBM, North American Aviation разрабатывали и планировали испытания экспериментальных образцов БЦВМ… Надо сказать, что УМ-2Б для решения практически тех же задач, что возлагались на «Джемини», по вычислительным возможностям была близка к IBM, но существенно проигрывала по массе и мощности. Можно предположить, что, если бы не произошел отказ от разработчика радиолокационного комплекса, куда входило КБ-2, ее можно было бы минимизировать по эксплуатационным параметрам… Но, как не раз бывало в прежние годы, личные амбиции высоких руководителей брали верх над технической целесообразностью. В результате в отечественных КА реализация задач маневрирования и стыковки до конца 70-х решалась на аналоговых приборах.Речь идет о том, как патологически ненавидевший американца Староса Шокин приложил колоссальные усилия, чтобы и о нем, и о проекте УМ забыли навсегда, предпочтя этим разработкам клонирование микросхем от TI (об этом мы еще поговорим ниже).Уходя немного в сторону от магистральной линии повествования, отметим, что УМ-2Б послужила прототипом для заказанного в 1963 году Б. Е. Чертоком бортового компьютера «Вычислитель» Э1488-21 (в итоге ставшего первым в СССР серийным компьютером на ГИС собственной разработки). До него в ОКБ-1 был построен прототип – «Кобра-1», который долго и настойчиво рекламировали военным как компьютер для ракет и самолетов. В ход шел стандартный пиар по-советски: машину загружали в «Волгу» и возили по чиновникам, поражая их компьютером, который влезает в багажник, и даже прятали под скатерть и включали генерирующую музыку программу, когда кто-то из высоких начальников посещал лабораторию, о чем сохранились веселые воспоминания. Для демонстрации машины ее поставили в зале на столе, устланном суконной скатертью. Пришли ведущие специалисты Б. В. Раушенбах, В. П. Легостаев и другие. Вставили программу, и машина заиграла веселый марш! Недоверчивый М. В. Мельников подошел поближе, задрал скатерть, чтобы посмотреть, кто это так хорошо играет.Отец всех советских БЦВМ – «Вычислитель-1», 1964 год, технологический образец Уфимского завода. Фото: 1500py470.livejournal.comБЦВМ «Салют-1» с пультом управления, разработанная для лунной миссии Л1, но так и не пригодившаяся. БЦВМ «Аргон-11С», стоявшая на серии кораблей «Зонд», предназначенных для исследования Луны. Остатки платы от нее же в музее завода «Ангстрем», хорошо видны ГИС. Эта плата принадлежала «Зонд-6», впервые в мире осуществившему облет Луны в 1968 году и сделавшему цветные фотографии Земли и Луны из космоса (что забавно – ни магнитная лента для телеметрии, ни фотопленка в СССР и близко не подходили по качеству для такого применения, так что пришлось использовать американские Ampex и Коdак соответственно). К сожалению, из-за каприза руководства в конструкцию в целом успешной серии зондов в этот раз были внесены изменения, приведшие к аварийному отстрелу парашюта на высоте более 5 км, в итоге «Зонд-6» упал и разбился, но пленки чудом уцелели. Фото https://1500py470.livejournal.com, «Ангстрем» и Г. Н. Носкин. В самолеты, впрочем, ни «Кобра», ни «Вычислитель» так и не попали, зато стали родоначальниками целой серии отечественных космических БЦВМ – «Аргон», «Салют» и других, чья история еще ждет своих исследователей. Посмотрев на такие дела, Колосов осеняется мыслью о создании первого в стране единого большого центра микроэлектронных разработок, со своими НИИ, заводами и т.п. С этой идеей он идет к совершенно удивительному человеку, ангелу и демону отечественной компьютеризации одновременно – уже упомянутому Александру Ивановичу Шокину. ШокинЭто совершенно культовая личность – член ЦК КПСС, позднее дважды Герой Социалистического Труда, пятикратный лауреат ордена Ленина, обладатель аж двух Сталинских и одной Ленинской премии и бессменный министр электронной промышленности. Шокин считается чуть ли не вторым (после печально известного Берии) «лучшим менеджером» СССР, отцом отечественной Кремниевой долины – Зеленограда, отцом всей отечественной микроэлектроники и человеком, который буквально втащил отстающий Союз в светлое электронное будущее, на своих плечах, как атлант, вынеся всю тяжесть организации производства микросхем. Действительность, как всегда, не столь однозначна, злодеем он был не в меньшей степени, нежели героем, и далее мы постараемся разобраться почему.Шокин был сыном подпрапорщика, в 1927 окончил техникум по специальности «страховое дело», работал слесарем на Заводе точной электромеханики, в 1932 стал кандидатом в члены ВКП(б). Похоже, что в молодости Шокин являлся просто воплощением всего, что требовалось в СССР от партийного чиновника – во всяком случае его политическая карьера была стремительнее, чем коммерческая – у Стива Джобса. Попав в партию, он тут же возносится до начальника цеха и уже в 1934 на год уезжает в США в командировку от завода, и не абы куда, а в Sperry Corporation! После возвращения его переводят в судостроительную область на аналогичную должность партийного босса, а в 1938 он становится главным инженером Наркомата оборонной промышленности, чуть позже внезапно из судостроителей переквалифицируется в эксперта в радарах и получает пост начальника промышленного отдела Совета по радиолокации при ГКО СССР, в 1946 дорастает до зампреда Комитета № 3 при Совете Министров СССР, через три года он уже заместитель министра промышленности средств связи СССР, потом первый замминистра радиотехнической промышленности СССР и наконец (еще не вершина карьеры!) председатель Государственного комитета Совета Министров СССР по электронной технике.Поднимался Шокин не в одиночку, а при поддержке ближайшего друга – тоже уже знакомого нам министра радиоэлектроники Калмыкова (того самого, кто от всей души зарубал проекты всех ЭВМ для ПРО, и об этом и о его роли в разгроме научной школы Карцева и Юдицкого мы тоже поговорим позже). КалмыковБиография и карьера Калмыкова – практически калька с Шокина (они даже почти одногодки). Точно такая же настоящая пролетарская семья без примеси врагов народа, такой же техникум (правда, профессия электромонтер). Точно такое же стремительное продвижение по партийной линии – начальник цеха на «Москабеле», старший инженер, а через 5 лет внезапно – главный инженер НИИ-10 Наркомата судостроительной промышленности (на этой почве они с Шокиным и сошлись), в 1943 так же пролез в Совет по радиолокации при ГКО, в 1949 – уже начальник Главного управления реактивного вооружения Министерства судостроительной промышленности СССР. И совсем уж внезапный поворот карьеры для электромонтера: в 1954 году – Министр радиотехнической промышленности СССР! Наградами его тоже не обидели, Сталинскую премию дали всего одну, как и Героя Соцтруда, зато орденов Ленина навесили аж семь штук. Впрочем, это неудивительно, по старой советской традиции начальник получал орден за любые успешные действия любого подчиненного, ведь главное – это не изобретение, главное – толковое партийное руководство! Героя Соцтруда Калмыкову дали, кстати, за полет Гагарина, и остается только догадываться, какое, вообще, он имел к этому отношение.В основанный им Государственный комитет по радиоэлектронике (где он тут же стал председателем вдобавок к министерскому креслу) в качестве зама он притащил своего друга Шокина, и именно к этой парочке в 1960-м приезжали на поклон рижане со своими Р12-2. Калмыков и Шокин посмотрели на микросхему, покивали головами, милостиво разрешили наладить серийное производство, а потом просто наглухо забыли об этом проекте, более никогда им не интересуясь. На кону стояло кое-что покрупнее – создание нового Госкомитета (а в перспективе – целого министерства). Шокин и Калмыков, как незримые духи, проходят через всю историю отечественной электроники – они ответственны за атаку клонов и массовое копирование западных микросхем, за отстранение Юдицкого и Карцева, разгон их групп и закрытие всех их разработок, за печальную участь Староса и Берга и за много-много что еще. Кроме того, сами по себе они были людьми довольно тяжелыми, обладающими гипертрофированным чувством собственной важности, и воплощали в себе эталон высшего советского чиновника. Партийные выдвиженцы, мастерски колебавшиеся вместе с линией партии и избежавшие всех репрессий 1930–1950-х годов, наоборот, возносящиеся все выше с каждым годом. Простой слесарь, ставший министром электронной промышленности и электромонтер, ставший министром радиопромышленности – воплощение тезиса Ленина о том, что даже кухарка может научиться управлять государством (увы, как мы далее увидим, чтобы чем-то управлять эффективно – неплохо иметь хотя бы базовые познания в предметной области).КомитетКолосов доносит до Шокина идею о необходимости мощного полноценного центра микроэлектронных исследований. Шокин вцепляется в нее мертвой хваткой, так как понимает, что на кону стоит бюджет целой новой отрасли, где он может быть единоличным хозяином (ставка, как мы увидим, вполне оправдалась – в итоге он стал министром, вошел в ЦК и получил целый ворох орденов, премий и наград всех степеней, кстати, Колосова судьба тоже не обидела, он стал обладателем редкого в СССР звания «главного конструктора первой категории», как С. П. Королев, А. Н. Туполев и А. А. Расплетин).Шокин при поддержке Калмыкова продавливает создание в 1961 году Государственного комитета Совета Министров СССР по электронной технике и становится его председателем, причем создание ГКЭТ тоже не обошлось без чисто советских казусов. Основным и яростным противником создания Комитета выступал известный Анастас Микоян – могущественный первый заместитель Председателя Совета Министров СССР. Дошло до того, что он лично отговаривал Шокина вообще делать что-то, связанное с электроникой: «Зачем вам это надо? Вы знаете, что беретесь за невозможное? Такого в нашей стране создать нельзя. Неужели вы не понимаете, что теперь все будут валить свои грехи на ваш комитет?» – по воспоминаниям самого Шокина. Неужели Микоян настолько не верил в советскую электронику? Нет, просто под ГКЭТ правительство отвело шикарное здание в Китайском проезде, на площадях Института мировой экономики, а возглавлял ИМЭ родственник Микояна – А. А. Арзуманян. Прослышав о выселении, он попросил родича вмешаться и прикрыть все движение, но Шокин был несгибаемый ветеран партийных баталий с двадцатилетним стажем и снес сопротивление Микояна как карточный домик.В итоге Комитет был создан, теперь нужно было выбить фонды, а сделать это можно было только через самого генсека Хрущёва. Для этого требовалось его не просто впечатлить, а привести в состояние полного восторга. К счастью, Хрущёв был человеком эмоциональным и впечатлялся довольно легко, но нужна была эффектная презентация и люди, которые в состоянии ее организовать. Так взор Шокина упал на Староса и Берга, как раз засветившихся в ОКБ-1.Шокин, как мы уже упоминали, был закаленный ветеран и профессионал советского партийного пиара, и он немедленно начал осаду генсека по всем правилам тонкой советской игры. Прежде всего, в начале 1962 года он добился согласия Хрущева на проведение небольшой выставки с докладом в перерыве заседания Президиума ЦК КПСС. Мероприятие состоялось, и Хрущев согласился рассмотреть предложение более внимательно. Затем в марте 1962 года на ежегодном просмотре архитектурных проектов в Красном зале Моссовета, после доклада о серьезных диспропорциях в строительстве Спутника (будущий Зеленоград, изначально планировавшийся как текстильный центр), Хрущев сказал: «Надо переговорить насчет микроэлектроники». Разговор состоялся и в Спутник на рекогносцировку приехал главный козырь Шокина – Старос. У него, в свою очередь, имелся свой козырь – доделанная и готовая к серии УМ-1НХ (где «НХ» означало Никита Хрущев, сказался врожденный американский талант к рекламе). Это был своеобразный аналог машин PDP – первый советский мини-компьютер, причем оригинальной архитектуры. Появился он, конечно, на 5 лет позже PDP-1 и выпущен был малой серией, зато основной блок ЭВМ легко умещался на столе, а вся машина с периферией – в одной стандартной стойке 175x53x90 см. Кроме этой машины, в СКБ-1 велись разработки сверхмалых по тем временам (помещались в ухо или авторучку) радиоприемников на микросборках. Учитывая все факторы – авторитетная аура американцев-разработчиков (на которых в те годы смотрели чуть ли не как на живых эльфов из неведомых земель, а Хрущев, конечно, был в курсе их происхождения), наличие нескольких неплохих демонстрационных образцов – мини-компьютера, мини-радио и т.п., врожденную харизму Староса и Берга и их истинно американский талант продвигать что угодно кому угодно, для демонстрации перспектив интегральной техники было выбрано именно СКБ-2. Небольшой штрих к советской историографии – до сих пор оставшиеся в живых свидетели тех событий ругаются между собой, пытаясь установить доподлинно – кто же должен получить славу отца Зеленограда, причем старики-академики не стесняются поливать оппонентов, даже покойных, отборной грязью. Например, как мы уже видели, работавшие со Старосом и Бергом весьма их уважали и ценили их таланты и вклад. Однако, как только в 1999 году мы узнали, что на самом деле они были из США, сразу же появилось несколько разгромных патриотических статей, популярно поясняющих, что они, вообще, всю жизнь не знали даже с какого конца брать паяльник, не говоря уже о разработке электроники. За честь же основания Зеленограда в разных источниках боролись сначала сами Старос и Берг, потом Колосов стал утверждать, что все придумал он, на пару с К. И. Мартюшовым, а Малин в своих мемуарах заявил, что все перечисленные – никто и звать их никак, а все сделал он и его коллеги из НИИ-35. Берг призвал в свидетели Б. Седунова, про которого, в свою очередь, уже Б. Малашевич написал, что тот вообще Зеленограда в глаза не видел и ничего не знает, а на самом деле все придумал Шокин в одиночку, попутно еще раз окатив помоями Староса и Берга. В итоге уже невозможно ничего установить точно, а последние свидетели получают инфаркты, с пеной у рта доказывая свою правоту.Сам Старос был человеком амбициозным и вынашивал чисто американские планы создания полноценной научно-исследовательской корпорации по типу Bell Labs, негосударственной, неплановой, на самообеспечении, разрабатывающей компьютеры и выпускающей их миллионами в год. Естественно, настолько крамольная мысль советским руководством была пресечена в зародыше. Некоторые современные исследователи извели немало бумаги, пытаясь показать, что данная идея неописуемо порочна по своей природе, при этом упорно игнорируя тот факт, что только такая концепция позволила США в буквальном смысле вознестись на недосягаемые технические высоты. Микрорадиоприемник в ухе ХрущеваКак бы то ни было, визит Хрущева был организован и разыгран как по нотам. Почти месяц продолжалась энергичная подготовка и репетиции. Кроме нареченной в его честь настольной ЭВМ, которую перед генсеком внесли на руках и сравнили с допотопным ламповым монстром «Стрела», в ухо Хрущеву Старос, нисколько не стесняясь, ловко засунул наушник микрорадиоприемника (тот самый прототип «Микро»). Тот, правда, с трудом ловил только две местные станции, но для сравнения Хрущеву дали оценить габариты древней ламповой радиолы «Родина». Генсек был в неописуемом восторге, все изучал, всех расспрашивал, радовался подаренному мини-радио как ребенок. Не теряя времени, ему подсунули постановление об организации научного городка в Зеленограде, и дело было в шляпе. План сработал, на создание центра даже было выделено четыре тонны золота на закупку иностранных технологических линий и научного оборудования. Та самая УМ-1НХ и, предположительно, модули от нее. Фото: 1500py470.livejournal.com/, ru.bmstu.wiki и controlengrussia.comТак была открыта вся оставшаяся плеяда наших заводов микросхем: в 1962 году – НИИМП с заводом «Компонент» и НИИТМ с «Элионом»; в 1963 году – НИИТТ с «Ангстремом» и НИИМВ с «Элмой»; в 1964 году – НИИМЭ с «Микроном» и НИИФП; в 1965 году – МИЭТ с заводом «Протон»; в 1969 году – Специализированный вычислительный центр (СВЦ) с заводом «Логика» (достроен в 1975 году). К началу 1971 года в Зеленограде работало в области микроэлектроники почти 13 тысяч человек. В 1966 году «Элма» выпускает 15 видов специальных материалов (то есть сырья для ИС), а «Элион» – 20 типов технологического и контрольно-измерительного оборудования (хотя большую часть все равно приходилось закупать за рубежом в обход многочисленных эмбарго). В 1969 году «Ангстрем» и «Микрон» производят более 200 типов ИС, а к 1975 году 1020 типов ИС. И все это были клоны…Старос рекламирует Зеленоград Хрущеву. На фото справа – отцы Зеленограда, выделяется Лукин в своей неизменной шляпе и рядом справа его друг Давлет Юдицкий. Фото: controlengrussia.comЧто же случилось с американцами? Можно строить разные теории насчет их чисто научных заслуг, но Старос и Берг были, как достойные сыны США, отличными, как сказали бы сейчас маркетологами – людьми, которых советской промышленности катастрофически не хватало во все времена. Только недалекие люди могут думать, что маркетинг без свободного рынка негде применить – фактически рынок в СССР был, только в извращенной форме: вместо рекламы готовых товаров потребителю и продажи их за деньги, советские разработчики рекламировали еще не готовые (и часто и не переходящие в готовые) изделия чиновникам Госплана, выбивая под это те же деньги. Старос и Берг выполнили свою роль идеально – прорекламировали грядущий центр микроэлектроники на самом высшем уровне главному чиновнику страны, причем так, что Хрущев не колебался ни секунды, подписывая все, что поднес ему Шокин, и вот какая награда их ждала. Старос мечтал о своей компании (как сейчас ехидно пишут его критики, он «со своими утопическими проектами не до конца осознавал советские реалии»), ну или хотя бы о кресле директора центра, в создании которого он сыграл одну из главных ролей. Но, естественно, после того, как она была сыграна, Шокину он стал не нужен, и Зеленоград возглавил его протеже и ставленник – Федор Викторович Лукин. Обиженный Старос в начале октября 1964 года написал письмо Н. С. Хрущеву, обвиняя Шокина в неблагодарности, но 14 октября Политбюро совершило небольшой тайный переворот, и окончательно всех доставший буйный лидер был тихо смещен в пользу мирного и покладистого Брежнева. Шокин немедленно воспользовался падением могучего покровителя Староса и буквально через четыре месяца персональным министерским приказом лишил его всех постов и отправил в отставку. Несчастный эмигрант нажил и других могучих врагов, кроме Шокина, ненавидевшего американский индивидуализм Староса и как-то заявившего ему: Создаешь не ты, создает Коммунистическая партия!В частности, первого секретаря Ленинградского горкома КПСС Романова (для тех, кто не в курсе советского табеля о рангах, это примерно соответствует должности мэра Санкт-Петербурга, политически очень значимая фигура). Романов ополчился на него за то, что Старос (опять-таки в лучших традициях американской школы) брал в свое КБ людей не за их правильное происхождение (то есть рабоче-крестьянское строго русской национальности), а за их таланты и даже (о, ужас) осмеливался нанимать и продвигать евреев! В результате после нескольких удачных разработок (за внедрение которых, впрочем, пришлось биться насмерть – заказанные бортовые ЭВМ «Узел» для ВМФ были официально приняты на вооружение чуть ли не спустя десять лет после создания, когда уже успели безнадежно устареть) СКБ-2 разогнали окончательно, а опального менеджера-разработчика сослали во Владивосток, в Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного научного центра АН СССР, где он и пребывал до самой смерти. Кроме УМ-1НХ, Старосом были созданы семейство магнитных накопителей КУБ, продвинутая машина УМ-2 и малая ЭВМ «Электроника К-200» и К-201, весившие всего 120 кг. Эти ЭВМ были единственными, про архитектуру которых американцы позже заявили (Control Engineering, 1966 г. под рубрикой Desktop): Замечательна по своим размерам и потребляемой мощности… Она не считалась бы оригинальной на Западе, но появление таких машин в СССР крайне необычно… Первый компьютер советского производства, который можно считать хорошо разработанным и удивительно современным.Старос 4 раза баллотировался в членкоры Академии, но вражды с Шокиным никто не хотел, и все 4 раза его кандидатура была почти единогласно отклонена, а за несколько часов до 5-го голосования проблема решилась сама собой – Старос умер. Берг же совсем пропал с горизонта, компьютерами более не занимался, после распада СССР уехал в США и постарался восстановить историю событий, рассказав ее журналистам, за что был неоднократно заклеймен в отечественных источниках как последний лжец и дважды предатель. Берг, воспользовавшись беспредельной гласностью, не заботился о достоверности… Самой жирной уткой был все извращающий фильм с участием Берга… лживый и оскорбительный для страны… Сарант и Барр не ученые, а электрики с ничтожным опытом, …бросившие и электротехнику… Сарант два года занимался мелкой строительной халтуркой [можно подумать, он лично докладывал автору книги, какую именно работу выполняет в США], а Барр подрабатывал, где придется… Прожив большую часть жизни в СССР, они так и не смогли реализовать в нем свои амбиции…И еще несколько страниц еще достаточно мягких характеристик, данных Малашевичем своим коллегам. Другие исследователи ехидно возражают: К сожалению, и сейчас находится множество личностей разного калибра, недоброжелателей, которым не дает покоя мысль, что основателем целой отрасли промышленности Великой Страны Победившего Социализма может считаться кто-то с непонятным прошлым… Вот и разбирайся после такого, кто в СССР чем занимался. Умер Берг в Москве 1 августа 1998 года, а еще через год его история, наконец, стала достоянием и отечественных читателей. Как же Зеленоград дошел до идеи тотального копирования? На этот вопрос мы ответим в заключительной части нашего исследования микроэлектроники, после которого вернемся к работам Юдицкого.]]> https://topwar.ru/184823-rozhdenie-sovetskoj-pro-osokin-protiv-kilbi-kto-na-samom-dele-izobrel-mikroshemu.html https://topwar.ru/184823-rozhdenie-sovetskoj-pro-osokin-protiv-kilbi-kto-na-samom-dele-izobrel-mikroshemu.html 184823 Tue, 13 Jul 2021 03:51:40 +0300 native-yes Слева Texas Instruments Type 502 Solid Circuit, официально – первая «микросхема» в истории, неофициально – полноценной микросхемой она не может считаться ни в каком смысле: ни в производственном, ни в концептуальном. В корпусе отчетливо видны дискретные транзисторы, изолированные разрезом и знаменитые ужасные «волосяные контакты», делавшие конструкцию ненадежной, нетехнологичной и безумно дорогой. Справа – первый предсерийный протип ее же, 1959 год. Фото из музея компьютерной истории в Калифорнии (https://www.computerhistory.org) Однако неожиданно темой заинтересовались ВВС, отступать было поздно, пришлось как-то налаживать выпуск по неимоверно убогой «волосяной» технологии. В 1960-м TI официально объявило о том, что коммерчески доступна первая в мире «настоящая» ИС Type 502 Solid Circuit. Это был мультивибратор, и компания уверяла, что он находится в производстве, он даже присутствовал в каталоге по $450 за штуку. Однако реальные продажи начались лишь в 1961, цена была сильно выше, а надежность этой поделки была низка. Сейчас, кстати, эти схемы представляют колоссальную историческую ценность, настолько, что длительные поиски на западных форумах коллекционеров электроники человека, владеющего оригиналом TI Type 502, так и не увенчались успехом. Всего их было изготовлено около 10000, так что их раритет оправдан.В октябре 1961 TI построила для ВВС первый компьютер на микросхемах (8,5 тысяч деталей из которых 587 были Type 502), но проблема была в почти ручном методе изготовления, низкой надежности и низкой радиационной стойкости. Компьютер был собран на первой в мире линейке микросхем Texas Instruments SN51x. Впрочем, технология Килби вообще не годилась для производства и уже в 1962 году от нее отказались после того, как в дело ворвался третий участник – Роберт Нойс (Robert Norton Noyce) из Fairchild Semiconductor.Первый в мире компьютер на микросхемах – тот самый прототип от TI (фото из архивов Texas Instruments) У Fairchild было колоссальное преимущество над радиотехником Килби. Как мы помним, компания была основана настоящей интеллектуальной элитой – восемью лучшими специалистами в области микроэлектроники и квантовой механики, сбежавшими из Bell Labs от диктатуры медленно сходящего с ума Шокли. Неудивительно, что результатом их работы немедленно стало открытие планарного процесса – технологии, которую они применили к 2N1613, первому в мире серийному планарному транзистору, вытеснившему с рынка все прочие сварные и диффузионные варианты. Роберт Нойс задумался – нельзя ли применить такую же технологию для производства интегральных схем и в 1959 самостоятельно повторил путь Килби и Леговица, объединив их идеи и доведя их до логического финала. Так родился фотолитографический процесс, с помощью которого микросхемы изготавливают и сегодня. Один из забытых пионеров ИС – Жан Эрни, отец планарного процесса, в своей лаборатории. Fairchild Semiconductor 2N709 – первый кремниевый планарный транзистор, введенный в серию в 1961, практически готовая микросхема – осталось добавить на ту же самую подложку еще парочку. Невероятное творение Сэймура Крэя – величайший суперкомпьютер 60-х CDC 6600, собранный в 1963 году на 600000 планарных транзисторах Эрни, этот контракт принес Fairchild по полмиллиона долларов за машину (https://www.computerhistory.org/)Группа Нойса под руководством Джея Ласта (Jay T. Last) создала первую настоящую полноценную монолитную ИС в 1960 году. Однако компания Fairchild существовала на деньги венчурных инвесторов, и они не сумели поначалу оценить ценность созданного (опять же, беда с начальством). Вице-президент потребовал от Ласта закрыть проект, результатом стал очередной раскол и уход его команды, так родились еще две компании Amelco и Signetics. После этого руководство, наконец, прозрело и в 1961 выпустило первую реально коммерчески доступную ИС – Micrologic. Еще год ушел на то, чтобы разработать полноценную логическую серию из нескольких микросхем. За это время конкуренты не дремали, и в итоге очередность была такова (в скобках год и тип логики) – Texas Instruments SN51x (1961, RCTL), Signetics SE100 (1962, DTL), Motorola MC300 (1962, ECL), Motorola MC7xx, MC8xx и MC9xx (1963, RTL) Fairchild Series 930 (1963, DTL), Amelco 30xCJ (1963, RTL), Ferranti MicroNOR I (1963, DTL), Sylvania SUHL (1963, TTL), Texas Instruments SN54xx (1964, TTL), Ferranti MicroNOR II (1965, DTL), Texas Instruments SN74xx (1966, TTL), Philips FC ICS (1967, DTL), Fairchild 9300 (1968, TTL MSI), Signetics 8200 (1968), RCA CD4000 (1968, CMOS), Intel 3101 (1968, TTL). Были и другие производители, например, Intellux, Westinghouse, Sprague Electric Company, Raytheon и Hughes, сейчас забытые. Одним из великих открытий в области стандартизации стали так называемые логические семейства микросхем. В эпоху транзисторов каждый производитель компьютеров – от Philco до General Electric, как правило, сам изготавливал все компоненты своих машин, вплоть до, собственно, транзисторов. Кроме того, различные логические схемы типа 2И-НЕ и т.д. можно реализовать с их помощью минимум десятком разных способов, каждый из которых имеет свои преимущества – дешевизну и простоту, скорость, количество транзисторов и т.д. В результате компании стали придумывать свои реализации, применявшиеся поначалу только в их машинах. То, чего так и не увидел СССР – огромное количество доступной специализированной литературы по проектированию микросхем, выпущенное американскими корпорациями в 1960-е. Пример заказной TTL-микросхемы, 1964 год (https://www.computerhistory.org/)Так на свет появилась исторически первая резисторно-транзисторная логика (RTL и ее виды DCTL, DCUTL и RCTL, открыта в 1952 году), мощная и быстрая эмиттерно-связная логика (ECL и ее виды PECL и LVPECL, впервые использована в IBM 7030 Stretch, занимала много места и сильно грелась, но из-за непревзойденных скоростных параметров массово использовалась и воплощенная в микросхемах, была стандартом суперкомпьютеров до начала 1980-х годов от Cray-1 до «Электроника СС БИС»), диодно-транзисторная логика для применения в машинах попроще (DTL и ее разновидности CTDL и HTL появилась в IBM 1401 1959 году). К моменту появления микросхем стало ясно, что производителям нужно точно так же выбрать – а какой тип логики будет использован внутри их чипов? И главное, какие это будут чипы, какие элементы они будут содержать? Так и родились логические семейства. Когда Texas Instruments выпустила первое такое семейство в мире – SN51x (1961, RCTL), они определились с типом логики (резисторно-транзисторная) и с тем, какие функции будут доступны в их микросхемах, например, элемент SN514 реализовал NOR/NAND. Разнообразные американские микросхемы 1960-х, фото из коллекции автораВ результате впервые в мире произошло четкое разделение на компании, выпускающие логические семейства (со своей скоростью, ценой и разнообразными ноу-хау) и компании, которые могли их закупать и собирать на них компьютеры собственной архитектуры. Естественно, остались единицы вертикально интегрированных компаний, такие как Ferranti, Phillips и IBM, предпочитавшие держаться до конца за идею производства компьютера от и до на собственных мощностях, но к 1970-м они либо вымерли, либо отказались от этой практики. Последней пала IBM, они использовали абсолютно полный цикл разработки – от плавки кремния до выпуска собственных чипов и машин на них вплоть до 1981 года, когда вышел IBM 5150 (больше известный как Personal Computer, родоначальник всех ПК) – первый компьютер, имеющий их торговую марку и внутри – процессор чужой разработки. Изначально, кстати, упертые «люди в голубых костюмах» попытались создать 100-процентно свой, оригинальный домашний ПК и даже выпустили его на рынок – IBM 5110 и 5120 (на оригинальном PALM processor, по сути, это была микроверсия их мэйнфреймов), но из-за запредельной цены и несовместимости с уже родившимся классом малых машин с процессорами Intel оба раза их ждал эпический провал. Что забавно – их подразделение мэйнфреймов не сдалось до сих пор, и они по сей день разрабатывают процессоры собственной архитектуры. Более того, они еще и выпускали их точно так же абсолютно самостоятельно вплоть до 2014 года, когда, наконец, продали свои полупроводниковые компании Global Foundries. Так исчезла последняя линейка компьютеров, произведенная в стиле 1960-х годов – целиком одной компанией от и до.Возвращаясь к логическим семействам, отметим последние из них, появившиеся уже в эпоху микросхем специально для них. Это не такая быстрая и не такая горячая транзисторно-транзисторная логика (TTL, изобретенная в 1961 в компании TRW). TTL-логика стала первым стандартом для микросхем и применялась во всех основных чипах 1960-х годов. Затем возникла интегрально-инжекционная логика (IIL, появилась в конце 1971 года у IBM и Philips, использовалась в микросхемах 1970–1980-х годов) и величайшая из всех – металл-оксид-полупроводниковая логика (MOS, разрабатываемая с 60-х и к 80-м в варианте CMOS полностью захватившая рынок, сейчас 99 % всех современных чипов – это CMOS).Первым коммерческим компьютером на микросхемах стал RCA Spectra 70 series (1965), малый банковский мэйнфрейм Burroughs B2500/3500, выпущенный в 1966 году и Scientific Data Systems Sigma 7 (1966). RCA по традиции разработала свои микросхемы сама (CML – Current Mode Logic), Burroughs воспользовалась помощью Fairchild в разработке оригинальной линейки микросхем CTL (Complementary Transistor Logic), SDS заказала чипы у Signetics. За этими машинами последовали CDC, General Electric, Honeywell, IBM, NCR, Sperry UNIVAC – эра транзисторных машин ушла.Патент Фрэнка Уонласа (Frank Wanlass) на изобретенную им вместе с Са Чжитаном (Chih-Tang Sah) КМОП (CMOS) логику – мать всех современных чипов и микропроцессоров, 1963 г. RCA COSMAC 1802 (1975 год) – первый в мире КМОП-микропроцессор, применялся в том числе в миссии Galileo на Юпитере. Фото из коллекции автора.Отметим, что не только в СССР забывали творцов своей славы. С интегральными схемами случилась аналогичная, довольно неприятная история. Фактически мир обязан появлению современной ИС слаженной работе профессионалов из Fairchild – прежде всего, команды Эрни и Ласта, а так же идее Даммера и патенту Леговца. Килби выпустил неудачный прототип, который было невозможно доработать, от его производства отказались почти сразу, и его микросхема имеет разве что коллекционную ценность для истории, технике она не дала ничего. Бо Лоек писал об этом так:Идея Килби была настолько непрактичной, что от неё отказалась даже TI. Его патент имел ценность только как удобный и выгодный предмет торга. Если бы Килби работал не на TI, а на любую другую компанию, то его идеи вообще не были бы запатентованы.Нойс переоткрыл идею Леговца, но затем самоустранился от работы, и все открытия, включая мокрое окисление, металлизацию и травление, совершили другие люди, они же и выпустили первую настоящую коммерческую монолитную ИС. В итоге история осталась несправедлива к этим людям до конца – еще в 60-е отцами микросхем называли Килби, Леговца, Нойса, Эрни и Ласта, в 70-е список сократился до Килби, Леговца и Нойса, потом – до Килби и Нойса, а вершиной мифотворчества стало получение одним лишь Килби Нобелевской премии 2000 года за изобретение микросхемы. Отметим, что 1961–1967 годы были эпохой чудовищных патентных войн. Все бились со всеми, Texas Instruments с Westinghouse, Sprague Electric Company и Fairchild, Fairchild с Raytheon и Hughes. В конце концов, компании поняли, что ни одна из них не соберет все ключевые патенты у себя, а пока длятся суды – они заморожены и не могут служить активами и приносить деньги, так что все кончилось мировой и кросс-лицензированием всех добытых к этому времени технологий. Переходя к рассмотрению СССР, нельзя не отметить и другие страны, политика которых была иногда в высшей степени странной. Вообще, изучая эту тему, становится ясно, что намного проще описать не почему провалились разработки интегральных схем в СССР, а то, почему они преуспели в США, по одной просто причине – они, кроме США, нигде и не преуспели. Подчеркнем, что дело было вовсе не в интеллекте разработчиков – толковые инженеры, отличные физики и гениальные визионеры-компьютерщики были везде: от Нидерландов до Японии. Проблема была в одном – менеджменте. Даже в Британии консерваторов (не говоря уже о лейбористах, которые добили там останки промышленности и разработок) корпорации не обладали такой властью и независимостью, как в Америке. Лишь там представители бизнеса разговаривали с властью на равных: могли инвестировать миллиарды куда хотели с минимальным контролем или без оного, сходиться в жестоких патентных битвах, переманивать сотрудников, основывать новые компании буквально по щелчку пальца (к той же «вероломной восьмерке», бросившей Шокли, восходит 3/4 всего нынешнего полупроводникового бизнеса Америки – от Fairchild и Signetics до Intel и AMD). Все эти компании находились в непрерывном живом движении: искали, открывали, захватывали, разорялись, инвестировали – и выживали, и эволюционировали, подобно живой природе. Нигде в мире больше не было такой свободы риска и предпринимательства. Разница станет особо очевидна, когда мы начнем разговор об отечественной «Кремниевой долине» – Зеленограде, где не менее толковые инженеры, пребывая под гнетом Министерства радиопромышленности, обязаны были тратить 90 % своего таланта на копирование устаревших на несколько лет американских разработок, а те, кто упорно шел вперёд – Юдицкий, Карцев, Осокин – очень быстро укрощались и загонялись обратно на рельсы, проложенные партией. По поводу этого хорошо высказался сам генералиссимус Сталин в беседе с послом Аргентины Леопольдо Браво 7 февраля 1953 года (из книги Сталин И. В. Cочинения. – Т. 18. – Тверь: Информационно-издательский центр «Союз», 2006):Сталин говорит, что это лишь выдает бедность ума руководителей США, у которых денег много, а в голове мало. Отмечает при этом, что американские президенты, как правило, не любят думать, а предпочитают пользоваться помощью «мозговых трестов», что такие тресты, в частности, были у Рузвельта и Трумэна, полагавших, видимо, что если у них имеются деньги, то ума не нужно.В итоге думала у нас партия, а инженеры – выполняли. Отсюда и результат. Япония Практически аналогичная ситуация случилась в Японии, где традиции государственного контроля были, конечно, в разы мягче советских, но вполне на уровне Британии (а что случилось с британской школой микроэлектроники, мы уже обсуждали). В Японии к 1960 году существовали четыре основных игрока в компьютерном бизнесе, причем три были 100-процентно государственными. Самое могущественное – Министерство торговли и промышленности (MITI) и его техническое подразделение, Электротехническая лаборатория (ETL); Nippon Telephone & Telegraph (NTT) и его лаборатории микросхем; и наименее значимый участник, с чисто финансовой точки зрения, Министерство образования, которое контролировало все разработки внутри престижных национальных университетов (в особенности в Токийском, аналоге МГУ и MIT по престижу в те годы). Наконец, последним игроком были вместе взятые корпоративные лаборатории крупнейших промышленных фирм. Япония была еще и тем похожа на СССР и Британию, что все эти три страны значительно пострадали в ходе Второй мировой войны, и их технический потенциал был уменьшен. А Япония вдобавок находилась в оккупации до 1952 года и под тесным финансовым контролем США до 1973 года, курс иены до этого момента был жестко привязан к доллару межправительственными соглашениями, а международным японский рынок стал вообще с 1975 года (и да, речь не идет о том, что они сами это заслужили, мы всего лишь описываем обстановку). В результате японцы смогли создать несколько первоклассных машин для внутреннего рынка, но точно так же зевнули производство микросхем, а когда после 1975 года начался их золотой век, настоящий технический ренессанс (эпоха примерно по 1990, когда японская техника и компьютеры считались лучшими в мире и предметом зависти и мечтаний), производство этих самых чудес свелось к такому же копированию американских разработок. Хотя, надо отдать им должное, они не просто копировали, а разбирали, изучали и подетально улучшали любое изделие до последнего винтика, в итоге их компьютеры были меньше, быстрее и технологичнее, чем американские прототипы. Например, первый компьютер на ИС собственного изготовления Hitachi HITAC 8210 вышел у них в 1965, одновременно с RCA. К сожалению для японцев, они были частью мировой экономики, где такие фортели не проходят безнаказанно, и в результате патентных и торговых войн с США в 80-е их экономика рухнула в стагнацию, где и пребывает практически по сей день (а уж если вспомнить их эпический провал с так называемыми «машинами 5-го поколения»…).При этом и Fairchild, и TI пытались основать производства в Японии ещё в начале 60-х, но наткнулись на жёсткое сопротивление MITI. В 1962 году MITI запретило Fairchild инвестировать в уже купленную в Японии фабрику, и неопытный Нойс попытался выйти на японский рынок через корпорацию NEC. В 1963 году руководство NEC, якобы действуя под давлением правительства Японии, добилось от Fairchild исключительно выгодных условий лицензирования, впоследствии закрывших Fairchild возможность самостоятельно торговать на японском рынке. Только после заключения сделки Нойс узнал, что президент NEC по совместительству председательствовал в комитете MITI, который блокировал сделки Fairchild. TI попыталась основать производство в Японии в 1963 году, уже имея отрицательный опыт переговоров с NEC и Sony. MITI в течение двух лет отказывалось дать определённый ответ на заявку TI (при этом вовсю воруя их микросхемы и выпуская у себя без лицензии), и в 1965 году США нанесли ответный удар, угрожая японцам эмбарго на ввоз электронной техники, нарушавшей патенты TI, и для начала забанив Sony и Sharp. MITI осознала угрозу и начала думать, как бы им провести белых варваров. В итоге они соорудили многоходовочку, настояли на разрыве уже намечавшейся сделки между TI и Mitsubishi (владельца Sharp) и убедили Акио Морита (Akio Morita, основатель Sony) заключить сделку с TI «в интересах будущего японской промышленности». Поначалу соглашение было крайне невыгодно для TI, и в течение почти двадцати лет японские компании выпускали клонированные микросхемы, не платя лицензионных отчислений. Японцы уже думали, как чудесно они обманули гайдзинов своим жестким протекционизмом, и тут американцы нажали на них второй раз уже в 1989. В результате японцы были вынуждены признать, что 20 лет нарушали патенты, и выплатить США чудовищные роялти по полмиллиарда долларов в год, что окончательно похоронило японскую микроэлектронику. В итоге грязная игра Министерства торговли и их тотальный контроль над крупными компаниями с указами, чего и как выпускать, вышли японцам боком, да таким, что их буквально вышибли из мировой плеяды производителей компьютеров (собственно, к 80-м только они и составляли конкуренцию американцам). СССР Перейдем, наконец, к самому интересному – Советскому Союзу. Сразу скажем, что творилось там много чего интересного и до 1962 года, но сейчас мы рассмотрим только один аспект – настоящие монолитные (и притом оригинальные!) интегральные схемы. Юрий Валентинович Осокин родился в 1937 году (для разнообразия врагами народа его родители не были) и в 1955 году поступил в МЭИ на электромеханический факультет, на недавно открытую специальность «диэлектрики и полупроводники», который окончил в 1961 году. Диплом он делал по транзисторам в нашем главном полупроводниковом центре у Красилова в НИИ-35, откуда отправился на Рижский завод полупроводниковых приборов (РЗПП) производить транзисторы, причем сам завод был такой же юный, как выпускник Осокин – создан только в 1960 году. Назначение туда Осокина было нормальной практикой для нового завода – практиканты РЗПП часто учились в НИИ-35 и стажировались на «Светлане». Отметим, что завод не только обладал квалифицированными прибалтийскими кадрами, но и находился на периферии, вдали от Шокина, Зеленограда и всех разборок, с ними связанных (об этом мы еще поговорим). К 1961 РЗПП уже освоил в производстве большую часть транзисторов НИИ-35. В том же году завод по собственному почину начал копать в области планарных технологий и фотолитографии. В этом ему помогали НИИРЭ и КБ-1 (позже «Алмаз»). РЗПП разработал первую в СССР автоматическую линию изготовления планарных транзисторов «Аусма», и ее генерального конструктора А. С. Готмана осенила светлая мысль – раз уж мы все равно штампуем транзисторы на кристалле, так почему бы не сделать сразу же сборку из оных транзисторов? Кроме этого, Готман предложил революционную, по меркам 1961 года, технологию – разводить выводы транзистора не к стандартным ножкам, а распаивать к контактной площадке с шариками припоя на ней, для упрощения дальнейшего автоматического монтажа. По сути, он открыл настоящий BGA-корпус, который сейчас используется в 90 % электроники – от ноутбуков до смартфонов. К сожалению, в серию эта идея не пошла, так как с технологической реализацией возникли проблемы. Весной 1962 главный инженер НИИРЭ В. И. Смирнов попросил директора РЗПП С. А. Бергмана найти другой путь реализации многоэлементной схемы типа 2НЕ-ИЛИ, универсальной для построения цифровых устройств.Директор РЗПП поручил эту задачу молодому инженеру Юрию Валентиновичу Осокину. Организовали отдел в составе технологической лаборатории, лаборатории разработки и изготовления фотошаблонов, измерительной лаборатории и опытно-производственной линейки. В то время в РЗПП была поставлена технология изготовления германиевых диодов и транзисторов, ее и взяли за основу новой разработки. И уже осенью 1962 года были получены первые опытные образцы германиевой, как тогда говорили, твёрдой схемы Р12-2. Перед Осокиным стояла принципиально новая задача: реализовать на одном кристалле два транзистора и два резистора, в СССР никто ничего подобного не делал, а о работах Килби и Нойса никакой информации в РЗПП не было. Но группа Осокина блестяще решила проблему, причём совершенно не так, как это сделали американцы, работая не с кремнием, а с германиевыми мезатранзисторами! В отличие от Texas Instruments, рижане создали сразу и настоящую микросхему, и удачный техпроцесс под нее из трех последовательных экспонирований, фактически они сделали это одновременно с группой Нойса, абсолютно оригинальным путем и получили не менее ценный, с коммерческой точки зрения, продукт.Осокинская микросхема. Сверху и справа – первая Р12-2, снизу – блок из четырех микросхем в одном корпусе (фото https://www.computer-museum.ru)Насколько значителен был вклад самого Осокина, был ли он аналогом Нойса (всю техничеcкую работу за которого выполнила группа Ласта и Эрни) или полностью оригинальным изобретателем? Это тайна, покрытая мраком, как и все, связанное с советской электроникой. Например, В. М. Ляхович, работавший в том самом НИИ-131, вспоминает (здесь и далее цитаты из уникальной книги Е. М. Ляховича «Я из времени первых»):В мае 1960 года инженер моей лаборатории – физик по образованию, Лев Иосифович Реймеров, предложил в качестве универсального элемента 2НЕ-ИЛИ использовать двойной транзистор в одном корпусе с внешним резистором, заверив нас, что практически это предложение уже обеспечивается в существующем технологическом процессе изготовления транзисторов П401 – П403, который ему хорошо известен по практике на заводе «Светлана»… Это уже было почти все, что надо! Ключевые режимы работы транзисторов и высочайший уровень унификации… А через неделю Лев принес эскиз структуры кристалла, на котором к двум транзисторам на их общем коллекторе добавлялся pn-переход, образующий слоистый резистор... В 1960 году Лев оформил на свое предложение авторское свидетельство и получил положительное решение на устройство № 24864 от восьмого марта 1962 года. Идея была воплощена в железе с помощью работавшего в то время на «Светлане» О. В. Веденеева:Летом меня вызвал в проходную Реймеров. У него возникла идея сделать технически и технологически схему «НЕ-ИЛИ». На такой прибор: на металлической основе (дюраль) крепится германиевый кристалл, на котором создаются четыре слоя с npnp-проводимостью... Работу по вплавлению золотых выводов хорошо освоила молодая монтажница Люда Турнас, и я привлек ее к работе. Полученное изделие помещалось на керамическую галету... Таких галет до 10 штук можно было легко вынести через проходную завода, просто зажав в кулак. Мы сделали Леве таких галет несколько сотен штук.Вынос через проходную здесь упомянут не случайно. Все работы по «твёрдым схемам» на начальном этапе были чистой авантюрой и их легко могли закрыть, разработчикам приходилось использовать не только технические, но и организационные навыки, типичные для СССР. Первые несколько сот штук были изготовлены втихую в течение нескольких дней! …После отбраковки приемлемых по параметрам приборов собрали несколько простейших схем триггеров и счетчик. Все работает! Вот она – первая интегральная микросхема!Июнь 1960 года. ...В лаборатории мы изготовили демонстрационные сборки типовых узлов на этих твердых схемах, размещенных на панелях из оргстекла. ...На демонстрацию первых твердых схем пригласили главного инженера НИИ-131 Вениамина Ивановича Смирнова и рассказали ему, что этот элемент является универсальным... Демонстрация твердых схем произвела впечатление. Наша работа была одобрена. ...В октябре 1960 года с этими поделками главный инженер НИИ-131, изобретатель твердой схемы инженер Л. И. Реймеров и я, начальник лаборатории, выехали в Москву и показали наши изделия председателю ГКРЭ В. Д. Калмыкову и его заместителю А. И. Шокину. ...В. Д. Калмыков и А. И. Шокин положительно оценили проделанную нами работу. Они отметили важность этого направления работ и предложили обращаться при необходимости к ним за помощью. ...Сразу после доклада министру и поддержки министром выполняемых нами работ по созданию и отработке германиевой твердой схемы, В. И. Смирнов распорядился создать лабораторию физики твердых схем с экспериментальным производственным участком... Все основные работы по созданию участка твердых схем были выполнены в течение 1960 года. В первом квартале 1961 года на участке были изготовлены первые наши твердые схемы, правда, пока с помощью друзей на заводе «Светлана» (припайка золотых выводов, многокомпонентные сплавы для базы и эмиттера).На первом этапе работ многокомпонентные сплавы для базы и эмиттера доставали на заводе «Светлана», золотые выводы припаивать также возили на «Светлану», так как своей монтажницы и золотой 50 мкм проволоки в НИИ не было. Под вопросом оказалось комплектование микросхемами даже экспериментальных образцов БЦВМ, разрабатываемых в НИИ, а про массовый выпуск не могло быть и речи. Нужно было искать серийный завод.Мы (В. И. Смирнов, Л. И. Реймеров и я) с изготовленными в НИИ-131 образцами ТС весной 1961 года выехали в Ригу на Рижский приборостроительный завод (РПЗ), директором которого был С. А. Бергман, чтобы определить возможность использования этого завода в будущем для серийного производства наших твердых схем. Мы знали, что в советское время директора заводов неохотно брали дополнительный выпуск любой продукции. Поэтому мы обратились на РПЗ, чтобы нам для начала изготовили в порядке оказания технической помощи экспериментальную партию (500 штук) нашего «универсального элемента», технология изготовления которого и материалы полностью совпадали с используемыми на технологической линии РПЗ при изготовлении транзисторов П401 – П403. ...С этого момента началось наше вторжение» на серийный завод с передачей «документации», нарисованной мелом на доске и изложенной устно технологией. Электрические параметры и методики измерений были изложены на одной странице формата А4, но задача разбраковки и контроля параметров была за нами. ...У наших предприятий оказались совпадающие номера почтовых ящиков п/я-233 (РПЗ) и а/я-233 (НИИ-131). Отсюда и родилось название нашего «элемента Реймерова» – ТС-233.Поразительны подробности изготовления:В то время на заводе (как и на других заводах) использовалась ручная технология переноса материала эмиттера и базы на германиевую пластину деревянными шипами от цветочного дерева акации и ручная припайка выводов. Все эти работы выполнялись под микроскопом молодыми девушками.В общем, по технологичности эта схема по описанию недалеко ушла от Килби… Где же здесь место Осокина? Изучаем мемуары дальше.С появлением фотолитографии оказалось возможным создать объемный резистор вместо слоистого при существующих размерах кристалла и путем травления коллекторной пластины через фотомаску сформировать объемный резистор. Л. И. Реймеров попросил Ю. Осокина попробовать подобрать разные фотомаски и попытаться на пластинке германия p-типа получить объемный резистор порядка 300 Ом. ...Такой объемный резистор в ТС Р12-2 Юра изготовил и считал, что работа закончена, так как температурная проблема решена. Вскоре Юрий Валентинович принес мне около 100 твердых схем в виде «гитарки» с объемным резистором в коллекторе, которое получено специальным травлением коллекторного слоя германия p-типа. ...Показал, что эти ТС работают до +70 градусов, какой получился процент выхода годных и какой разброс параметров. В институте (Ленинград) мы собрали на этих твердых схемах модули «Квант». Все проверки в диапазоне рабочих температур прошли успешно.Но запустить второй, казалось бы, более перспективный, вариант в производство так просто не получилось. Образцы схем и описание технологического процесса были переданы на РЗПП, но там к этому моменту уже было начато серийное изготовление Р12-2 с объёмным резистором. Появление улучшенных схем означало бы остановку производства старых, что могло сорвать план. К тому же, по всей вероятности, у Ю. В. Осокина были и личные причины сохранить выпуск Р12-2 старого варианта. На ситуацию наложились и проблемы межведомственного согласования, ибо НИИРЭ относился к ГКРЭ, а РЗПП к ГКЭТ. Нормативные требования к изделиям у комитетов были разные, да и рычагов влияния у предприятия одного комитета на завод из другого практически не было. В финале стороны пришли к компромиссу – выпуск Р12-2 сохранялся, а новые быстродействующие схемы получили индекс Р12-5. В итоге мы видим, что Лев Реймеров был для советских микросхем аналогом Килби, а Юрий Осокин – аналогом Джея Ласта (хотя его обычно причисляют к полноценным от и до отцам советских интегральных схем). В результате разобраться в хитросплетениях конструкторских, заводских и министерских интриг Союза еще тяжелее, чем в корпоративных войнах Америки, однако, вывод довольно простой и оптимистичный. Идея интеграции пришла в голову Реймеру практически одновременно с Килби, и только советская бюрократия и особенности работы наших НИИ и КБ с кучей министерских согласований и дрязг задержали отечественные микросхемы на пару лет. При этом первые схемы были практически такими же, как «волосяные» Type 502, а усовершенствовал их специалист по литографии Осокин, сыгравший роль отечественного Джея Ласта, тоже совершенно независимо от разработок Fairchild и примерно в то же самое время, подготовив выпуск вполне современных и конкурентоспособных на тот период настоящих ИС.Если бы Нобелевские премии выдавали чуть более справедливо, то честь создания микросхемы должны были бы разделить Жан Эрни, Курт Леговец, Джей Ласт, Лев Реймеров и Юрий Осокин. Увы, на Западе о советских изобретателях никто даже не слышал до краха Союза. Вообще, американское мифотворчество, как уже говорилось, в некоторых аспектах было похоже на советское (как и тяга к назначению официальных героев и упрощение сложной истории). После выхода знаменитой книги Томаса Рида (T. R. Reid) «The Chip: How Two Americans Invented the Microchip and Launched a Revolution» в 1984 году каноничной стала версия «двух американских изобретателей», забыли даже о своих же коллегах, не говоря уже о том, чтобы предположить, что кто-то, кроме американцев, мог где-то что-то внезапно изобрести! Впрочем, в России тоже отличаются короткой памятью, например, в огромной и подробной статье русской Википедии об изобретении микросхем – нет ни слова об Осокине и его разработках (что, кстати, неудивительно, статья представляет собой простой перевод аналогичной англоязычной, в которой этой информации и в помине не было). При этом, что еще более печально, отец самой идеи – Лев Реймеров, забыт еще крепче, и даже в тех источниках, где упоминается создание первых настоящих советских ИС, в качестве единственного их творца отмечается лишь Осокин, что, безусловно, печально. Удивительно, что в этой истории мы с американцами показали себя совершенно одинаково – ни одна сторона практически не запомнила своих настоящих героев, создав вместо этого серию устойчивых мифов. Очень печалит тот факт, что создание «Кванта», вообще, стало возможным восстановить лишь по единственному источнику – той самой книге «Я из времени первых», выпущенной издательством «Скифия-принт» в Санкт-Петербурге в 2019 году тиражом в 80 (!) экземпляров. Естественно, что для широкого круга читателей она долгое время была абсолютно недоступна (не зная хоть что-то о Реймерове и этой истории изначально – даже сложно было догадаться, что именно нужно искать в сети, но сейчас она доступна в электронном виде вот здесь). Тем более хотелось бы, чтобы эти замечательные люди не были бесславно забыты, и надеемся, что данная статья послужит еще одним источником в деле восстановления приоритетов и исторической справедливости в непростом вопросе создания первых в мире интегральных схем.Конструктивно Р12-2 (и последующая Р12-5) были выполнены в виде классической таблетки из круглой металлической чашечки диаметром 3 мм и высотой 0,8 мм – до такой корпусировки Fairchild додумались только через год. К концу 1962 года опытное производство РЗПП выпустило около 5 тысяч Р12-2, а в 1963 году их было сделано несколько десятков тысяч (к сожалению, к этому времени американцы уже осознали, в чем их сила, и выпустили их более полумиллиона). Что забавно – в СССР потребители не умели работать с такой корпусировкой и специально для облегчения их жизни в 1963 году в НИИРЭ в рамках ОКР «Квант» (А. Н. Пелипенко, Е. М. Ляхович) была разработана конструкция модуля, в котором объединялось четыре ТС Р12-2 – так родилась, возможно, первая в мире ГИС двухуровневой интеграции (TI использовала свои первые серийные микросхемы в 1962 году в похожей конструкции под названием Litton AN/ASA27 logic module – на них собирались компьютеры бортовых радаров). Поразительно, не то что Нобелевку – а даже особых почестей от своего правительства Осокин не дождался (а Реймер не удостоился даже этого – о нем вообще насмерть забыли!), за микросхемы он не получил вообще ничего, лишь позже в 1966 году был награжден медалью «За трудовое отличие», так сказать, «на общих основаниях», просто за успехи в работе. Далее – он дорос до главного инженера и автоматически стал получать статусные награды, которые вешали практически всем, занимающим хоть какие-то ответственные посты, классический пример такой – «Знак Почёта», который ему дали в 1970-м, а в честь преобразования завода в 1975 году в Рижский НИИ Микроприборов (РНИИМП головное предприятие вновь созданного ПО «Альфа») он получил орден Трудового Красного Знамени. Отделу Осокина дали Государственную премию (всего лишь Латвийской ССР, не Ленинскую, которые щедро раздавали москвичам) и то не за микросхемы, а за усовершенствование СВЧ-транзисторов. В СССР патентование изобретений авторам ничего, кроме хлопот, ничтожной разовой выплаты и морального удовлетворения не давало, поэтому многие изобретения вообще не оформлялись. Осокин тоже не спешил, но для предприятий количество изобретений было одним из показателей, так что их всё же приходилось оформлять. Поэтому АС СССР за № 36845 на изобретение ТС Р12-2 Осокин и Михалович получили только в 1966 году.В 1964 «Квант» был применен в первом в СССР авиационном бортовом компьютере третьего поколения «Гном» (также, возможно, первом в мире серийном компьютере на микросхемах). В 1968 серия первых ИС была переименована в 1ЛБ021 (ГИС получили индексы типа 1ХЛ161 и 1ТР1162), затем в 102ЛБ1В. В 1964 году по заказу НИИРЭ была завершена разработка Р12-5 (серия 103) и модулей на ее основе (серия 117). К сожалению, Р12-5 оказалась сложной в производстве, главным образом – из-за трудности цинкового легирования, кристалл оказался трудоемким в изготовлении: процент выхода годных – низкий, стоимость – высокая. По этим причинам ТС Р12-5 выпускалась в небольших объемах, но к этому времени уже широким фронтом велись работы по развитию планарной кремниевой технологии. Объем выпуска германиевых ИС в СССР точно не известен, по словам Осокина, с середины 60-х они производились по нескольку сотен тысяч в год (США, увы, производила уже миллионы).Далее наступает самая комичная часть истории. Если попросить угадать дату окончания выпуска микросхемы, изобретенной в 1963 году, то, в случае СССР, сдадутся даже настоящие фанатики старинных технологий. Без значительных изменений ИС и ГИС серий 102-117 выпускались до середины 1990-х годов, более 32 лет! Объем их выпуска, впрочем, был ничтожен – за 1985 год было выпущено около 6 000 000 штук, в США же на три порядка (!) больше. Осознавая абсурдность ситуации, сам Осокин в 1989 году обратился к руководству Военно-промышленной комиссии при СМ СССР с просьбой о снятии этих микросхем с производства ввиду их морального старения и высокой трудоемкости, но получил категорический отказ. Заместитель председателя ВПК В. Л. Коблов сказал ему, что самолеты летают надежно, а значит, нечего заниматься ерундой, замена исключается. ЭВМ «Гном» до сих пор стоят в штурманской кабине Ил-76 (причем сам самолет 1971 года выпуска) и некоторых других отечественных самолетов.Уникальное видео, доступное по ссылке – тот самый «Гном», учебно-образовательный фильм Рижского заводаМодуль на тех самых Р12-5 (фото http://www.155la3.ru) Что особенно обидно – хищные акулы капитализма увлеченно подсматривали технологические решения друг у друга. Советский же Госплан был неумолим – где родилось, там и пригодилось! В итоге осокинские микросхемы заняли узкую нишу БЦВМ нескольких самолетов и в таковом качестве и применялись последующие тридцать лет! Ни серия БЭСМ, ни всевозможные «Мински» и «Наири» – нигде более их не использовали. Более того, даже в БЦВМ их ставили далеко не везде, МиГ-25, например, летал на аналоговом электромеханическом компьютере, хотя его разработка и закончилась в 1964. Кто мешал туда поставить микросхемы? Разговоры о том, что лампы устойчивее к ядерному взрыву? Но американцы использовали микросхемы не только в Gemini и Apollo (и их военные спецверсии отлично перенесли прохождение через радиационные пояса Земли и работу на орбите Луны). Они использовали чипы сразу же (!), как только они стали доступны, в полноценной боевой технике. Например, знаменитый Grumman F-14 Tomcat стал первым в мире самолетом, который в 1970 году получил бортовой компьютер на основе БИС (часто его называют первым микропроцессором, но формально это неверно – БЦВМ F-14 состояла из нескольких микросхем средней и большой интеграции, тем не менее – это были настоящие законченные модули, типа АЛУ, а не набор дискретной рассыпухи на всяких 2И-НЕ).CPK-91/A24G F4 Phantom Flight Computer и его начинка (https://www.youtube.com/user/uniservo/featured)MOS/LSI MP944 F-14 CADC и набор из 5 чипов, на которых он был создан (доклад Рэя Хольта в 2013 г. на IEEE Foothill Students Fall Forum в Cal Poly Pomona)Удивительно то, что Шокин, полностью одобрив технологию рижан, не дал ей ни малейшего ускорения (ну, кроме официального одобрения и приказа начать на РЗПП серийное производство), также нигде не рассматривалась популяризация этой темы, привлечение к ней специалистов из других НИИ и, вообще, всяческое развитие с целью как можно скорее получить драгоценный стандарт на собственные микросхемы, которые можно было бы независимо развивать и усовершенствовать. Отчего так вышло? Шокину было не до осокинских экспериментов, в это время он решал вопрос с клонированием американских разработок в родном Зеленограде, об этом мы поговорим в следующей статье. В итоге, кроме Р12-5, РЗПП более микросхемами не занимался, тему эту не развивал, и другие заводы к его опыту не обращались, что было очень прискорбно. Также проблемой было то, что, как мы уже говорили, на Западе все микросхемы выпускались логическими семействами, способными удовлетворять любые нужды. У нас же ограничились одним-единственным модулем, серию родили только в рамках проекта «Квант» в 1970-м и то ограниченную: 1ХЛ161, 1ХЛ162 и 1ХЛ163 – многофункциональные цифровые схемы; 1ЛЕ161 и 1ЛЕ162 – два и четыре логических элемента 2НЕ-ИЛИ; 1ТР161 и 1ТР1162 – один и два триггера; 1УП161 – усилитель мощности, а также 1ЛП161 – уникальный логический элемент «запрет». Что же в это время творилось в Москве? Подобно тому, как Ленинград стал центром полупроводников в 1930–1940-е, Москва стала центром интегральных технологий в 1950–1960-е, ведь там был знаменитый Зеленоград. О том, как его основали и что там творилось, мы поговорим в следующий раз.]]> https://topwar.ru/184420-rozhdenie-sovetskoj-pro-dolgij-put-k-integralnym-shemam.html https://topwar.ru/184420-rozhdenie-sovetskoj-pro-dolgij-put-k-integralnym-shemam.html 184420 Thu, 01 Jul 2021 18:00:18 +0300 native-yes Центральный процессор IBM 7030 (ряды шкафов за огромной консолью) и блок от BM 1401 c SMS-картами (фото https://blog.hnf.de/t и https://en.wikipedia.org)Так родилась SMS – Standard Modular System, применявшаяся после Stretch повсеместно. В нее входили два компонента. Первым была, собственно, сама плата с базовыми элементами 2,5х4,5 дюйма размером с 16-контактным позолоченным разъемом. Были платы одинарной и двойной ширины. Вторым была стандартная монтажная стойка для карт, с шинами, разведенными позади. Некоторые типы плат карт можно было настраивать с помощью специальной перемычки (точно так же, как сейчас тюнят материнские платы). Эта функция была призвана уменьшить количество карт, которые инженер должен был брать с собой. Впрочем, количество карт вскоре превысило 2500 из-за реализации множества семейств цифровой логики (ECL, RTL, DTL и т.д.), а также аналоговых схем для различных систем. Тем не менее, свою работу SMS выполнили. Они использовались во всех машинах IBM второго поколения и в многочисленной периферии машин третьего, а так же послужили прототипом для более совершенных SLT-модулей S/360. Именно это «секретное» оружие, на которое, впрочем, никто в СССР не обратил особого внимания, и позволило IBM нарастить выпуск своих машин до десятков тысяч в год, о чем мы упоминали в предыдущей статье. Такая технология была позаимствована всеми участниками американской компьютерной гонки – от Sperry до Burroughs. Их суммарные объемы производства не смогли сравниться с отцами из IBM, но это позволило в период с 1953 по 1963 годы просто завалить не только американский, но и международный рынок компьютерами собственной разработки, буквально вышибив оттуда всех региональных производителей – от Bull до Olivetti. Ничто не мешало СССР поступить так же, хотя бы со странами СЭВ, но, увы, до серии ЕС идея стандарта не посетила наши госплановские головы. Концепция компактной упаковки Вторым столпом после стандартизации (которая тысячекратно сыграла при переходе к интегральным схемам и вылилась в разработку так называемых библиотек стандартных логических элементов, без особых изменений используемых с 1960-х годов и по сей день!) стала концепция компактной упаковки, о которой задумались еще до интегральных схем и даже до транзисторов. Войну за миниатюризацию можно разделить на 4 этапа. Первый – дотранзисторный, когда стандартизовать и уменьшить пытались лампы. Второй – появление и внедрение печатных плат с навесным монтажом. Третий – поиски максимально компактной корпусировки транзисторов, микромодули, тонкопленочные и гибридные схемы – в общем, прямые предки ИС. И наконец, четвертый – сами ИС. Все эти пути (за исключением миниатюризации ламп) СССР проходил параллельно с США.Первым комбинированным электронным прибором стала своеобразная «интегральная лампа» Loewe 3NF, разработанная немецкой компанией Loewe-Audion GmbH в 1926 году. Эта мечта фаната теплого лампового звука состояла аж из трех триодных вентилей в одном стеклянном корпусе вместе с двумя конденсаторами и четырьмя резисторами, необходимыми для создания полноценного радиоприемника. Резисторы и конденсаторы были запечатаны в собственные стеклянные трубки, чтобы предотвратить загрязнение вакуума. Фактически это был «приемник-в-лампе», подобно современным system-on-chip! Единственное, что нужно было докупить для создания радио – это катушка и конденсатор настройки, и громкоговоритель. Впрочем, это чудо технологий было создано не для того, чтобы на несколько десятилетий раньше вступить в эру интегральных схем, а чтобы уклониться от немецких налогов, взимаемых с каждого разъема под лампу (налог на роскошь Веймарской республики). В приемниках Loewe разъем был лишь один, что давало их владельцам неслабые денежные преференции. Идея получила развитие в линейке 2NF (два тетрода плюс пассивные компоненты) и чудовищной WG38 (два пентода, триод и пассивные компоненты). Царь-лампа Loewe 3NF и элемент АЛУ IBM 701 (фото https://www.worthpoint.com/ и https://en.wikipedia.org)Вообще, лампы имели колоссальный потенциал для интеграции (хотя цена и сложность конструкции возрастали непомерно), вершиной таких технологий стал RCA Selectron. Это монструозная лампа была разработана под руководством Яна Райхмана (Jan Aleksander Rajchman, по прозвищу Mr. Memory за создание 6 видов ОЗУ от полупроводниковой до голографической). Джон фон Нейман После строительства ENIAC Джон фон Нейман (John von Neumann) отправился в Институт перспективных исследований (IAS), где горел желанием продолжить работы над новым важным (он считал, что компьютеры важнее атомных бомб для победы над СССР) научным направлением – ЭВМ. По задумке фон Неймана, сконструированная им архитектура (получившая позже название фон-неймановской) должна была стать эталонной для конструирования машин во всех вузах и научных центрах США (отчасти так и случилось, кстати) – снова тяга к унификации и упрощению! Для машины IAS фон Нейману нужна была память. И RCA, ведущий производитель всех вакуумных приборов в США в те годы, щедро предложило спонсировать их трубками Вильямса. Расчет был на то, что, включив их в стандартную архитектуру, фон Нейман поспособствует их распространению в качестве стандарта ОЗУ, что в будущем принесет RCA колоссальные доходы. В проекте IAS была заложена ОЗУ в 40 кбит, спонсоры из RCA немного опечалились такими аппетитами и попросили отдел Райхмана уменьшить количество трубок. Райхман с помощью русского эмигранта Игоря Гроздова (в RCA, вообще, работало много русских, включая знаменитого Зворыкина, да и сам президент Давид Сарнов был белорусский еврей – эмигрант) родил совершено удивительное решение – венец вакуумной интегральной технологии, лампу ОЗУ RCA SB256 Selectron на 4 кбит! Впрочем, технология оказалась безумно сложной и дорогой, даже серийные лампы стоили около $500 за штуку, цоколь, вообще, был чудовищем с 31 контактом. В итоге проект не нашел покупателя по причине задержек с серией – на носу уже была ферритовая память. Самый, наверное, сложный электровакуумный прибор – тот самый RCA SB256 Selectron, схема его работы и монструозный блок питания для них (фото https://computerhistory.org/) Проект Tinkertoy Многие производители компьютеров предпринимали осознанные попытки улучшить архитектуру (топологию тут пока не скажешь) ламповых модулей, чтобы повысить их компактность и удобство замены. Наиболее успешной попыткой была серия стандартных ламповых блоков серии IBM 70хх. Вершиной же ламповой миниатюризации стало первое поколение программы Project Tinkertoy, названной так по популярному детскому конструктору 1910–1940 годов. У американцев тоже далеко не все бывает гладко, особенно, когда в контракты влезает правительство. В 1950 году Бюро аэронавтики ВМС заказало Национальному бюро стандартов (NBS) разработать комплексную систему автоматизированного проектирования и выпуска универсальных электронных устройств модульного типа. В принципе, по тем временам это было оправдано, так как никто еще не знал, куда заведет транзистор и как его толком использовать. NBS вбухала в разработку более 4,7 миллионов долларов (по нынешним меркам около 60 миллионов), в июньском номере Popular Mechanics за 1954 год и майском номере Popular Electronics за 1955 год были опубликованы восторженные статьи и… Проект сдулся, оставив после себя только несколько технологий напыления, да серию радиолокационных буев 1950-х, произведенных из этих компонентов. Что же произошло? Идея была классная – революционно автоматизировать производство и превратить здоровенные блоки а-ля IBM 701 в компактные и универсальные модули. Единственная проблема была в том, что весь проект был рассчитан на лампы, и к моменту его завершения транзистор уже начал свою победную поступь. Опаздывать умели не только в СССР – проект Tinkertoy поглотил огромные суммы и оказался совершенно бесполезен. Блоки Tinkertoy, статья про них в Popular Mechanics и гидроакустический буй для охоты на советские подлодки – единственное применение оригинального проекта (фото https://1500py470.livejournal.com/) Стандартные платы Вторым подходом к упаковке стала оптимизация размещения транзисторов и прочих дискретных компонентов на стандартных платах. До середины 1940-х годов единственным способом закрепления деталей (кстати, хорошо подходящим для силовой электроники и в этом качестве используемым сейчас) был навесной монтаж (point-to-point construction). Эта схема была не автоматизируемой и не очень надежной. Австрийский инженер Пауль Эйслер (Paul Eisler) изобрел печатную плату для своего радиоприемника, работая в Британии в 1936 году. В 1941 году многослойные печатные платы уже использовались в немецких магнитных морских минах. До США технология дошла в 1943 и использовалась в радиовзрывателях Mk53. Для коммерческого использования печатные платы стали доступны в 1948, а процессы их автоматической сборки (так как компоненты по-прежнему крепились к ним навесным способом) появились только в 1956 году (разработано в US Army Signal Corps). Аналогичные работы, кстати, в то же время в Британии проводил уже упомянутый Джеффри Дамер, отец интегральных схем. Его печатные платы правительство приняло, а вот микросхемы, как мы помним, недальновидно зарубило.До конца 1960-х и изобретения планарных корпусов и панельных разъемов под микросхемы вершиной развития печатных плат ранних ЭВМ была так называемая упаковка поленницей или cordwood. Она позволяет экономить значительное пространство и часто использовалась там, где миниатюризация была критична – в военных изделиях или суперкомпьютерах. В конструкции cordwood компоненты с аксиальными выводами устанавливались между двумя параллельными платами и либо спаивались между собой проволочными перемычками, либо соединялись тонкой никелевой лентой. Чтобы избежать замыкания, между платами помещались изоляционные карты, а перфорация позволяла выводам компонентов проходить к следующему слою. Недостатком cordwood было то, что для обеспечения надежных сварных швов было нужно использовать специальные никелированные контакты, тепловое расширение могло покорежить платы (что наблюдалось в нескольких модулях компьютера «Аполлон»), а кроме того, эта схема снижала ремонтопригодность блока до уровня современного MacBook, зато до появления интегральных схем cordwood позволял достичь максимально возможной плотности. Стандартная печатная плата с навесным монтажом от первого коммерческого транзисторного мэйнфрейма Philco NTANSAC 2000 Model 212 (1960 год), часть процессора от мощнейшей машины 60-х, легендарного CDC6600, выполненная по технологии cordwood (фото https://computerhistory.org/, https://cds.cern.ch)Элементы процессора банковского мэйнфрейма Burroughs B5000 (1961), собранные в cordwood-блоки, фото из коллекции автора.Естественно, на платах идеи оптимизации не закончились. И первые концепции упаковки транзисторов родились практически сразу же после начала их серийного производства. Статья BSTJ 31: 3. May 1952: Present Status of Transistor Development. (Morton, J.A.) впервые описала исследование «целесообразности применения транзисторов в виде миниатюрно упакованных схем». Bell разработала для своих ранних типов M1752 7 видов интегральной упаковки, каждый из которых содержал плату, встроенную в прозрачную пластмассу, но дальше прототипов дело не пошло.В 1957 году армия США и АНБ заинтересовались идеей вторично и поручили компании Sylvania Electronic System разработать что-то типа миниатюрных герметичных cordwood-модулей для использования в секретных военных машинах. Проект получил название FLYBALL 2, было разработано несколько типовых модулей, содержащих элементы NOR, XOR и т.п. Созданные Морисом Кристалом (Maurice I. Crystal), они использовались в криптографических компьютерах HY-2, KY-3, KY-8, KG-13 и KW-7. KW-7, например, состоит из 12 сменных плат, на каждой из которых можно разместить до 21 модуля FLYBALL, расположенных в 3 ряда по 7 модулей в каждом. Модули были разноцветные (всего 20 типов), каждый цвет отвечал за свою функцию. Упаковка транзисторов из первой статьи Bell и лабораторная модель устройства, на них собранного. D4a и плата от него (https://de.wikipedia.org, https://www.robotrontechnik.de). FLYBALL 2, патент на него и плата секретного криптокомпьютера АНБ KW-7 (https://www.cryptomuseum.com) Похожие блоки с названием Gretag-Bausteinsystem производила Gretag AG в Регенсдорфе (Швейцария). Еще раньше в 1960 аналогичные блоки Series-1, 40-Series и NORbit изготовила Philips, как элементы программируемых логических контроллеров на замену реле в промышленных системах управления, в серии была даже схема таймера, похожая на знаменитую микросхему 555. Модули выпускались Philips и их отделениями Mullard и Valvo (не путать с Volvo!) и применялись в заводской автоматике до середины 1970-х. Даже в Дании при изготовлении машины Electrologica X1 в 1958 году использовали миниатюрные разноцветные модули, так похожие на любимые датчанами кубики Lego. В ГДР, в Институте вычислительных машин при Техническом университете Дрездена, в 1959 профессор Леман (Nikolaus Joachim Lehmann) построил около 10 миниатюрных компьютеров для своих студентов под маркировкой D4a, они использовали похожую упаковку транзисторов.Поисковые работы протекали непрерывно, с конца 1940 по конец 1950-х годов. Проблема была в том, что никакие ухищрения корпусировки не позволяли обойти так называемую тиранию чисел – the tyranny of numbers, термин введен Джеком Нортоном (Jack Morton), вице-президентом Bell Labs в статье «Proceedings of the IRE» 1958 года. Беда в том, что количество дискретных компонентов в ЭВМ достигло предельного уровня. Машины более чем из 200000 отдельных модулей просто оказывались неработоспособными – несмотря на то, что транзисторы, резисторы и диоды в это время уже отличались высокой надежностью. Однако даже вероятность отказа в сотые доли процента, помноженная на сотни тысяч деталей давала значительный шанс того, что в компьютере в любой момент времени что-то будет сломано. Навесной монтаж с буквально милями проводки и миллионами паяных контактов ухудшал дело еще больше. Пределом сложности чисто дискретных машин остался IBM 7030, даже гений Сеймура Крэя не смог заставить стабильно работать на порядок более сложный CDC 8600. Концепция гибридных микросхем В конце 1940-х годов Central Radio Laboratories в США были разработана так называемая толстопленочная технология – на керамическую подложку методом, схожим с изготовлением печатных плат наносились дорожки и пассивные элементы, затем бескорпусные транзисторы распаивались на подложке и все это герметизировалось. Так родилась концепция так называемых гибридных микросхем. В 1954 году флот влил в продолжение провалившейся программы Tinkertoy еще 5 млн долларов, армия добавила 26 млн сверху. За дело взялись компании RCA и Motorola. Первая усовершенствовала идею CRL, развив ее до так называемых тонкопленочных микросхем, результатом работы второй стал в том числе знаменитый корпус TO-3 – думаем любой, кто хоть раз видел какую-либо электронику, сразу узнает эти здоровенные кругляши с ушками. В 1955 году Motorola выпускает в нем свой первый транзистор XN10, причем корпус подбирали так, чтобы он подходил к мини-панельке от лампового Tinkertoy, отсюда и такая узнаваемая форма. В свободную продажу он тоже поступил и применялся с 1956 года в автомобильных радиолах, а далее – повсеместно, такие корпуса используют и сейчас.Разработки Motorola увенчались созданием классического корпуса для транзистора (фото https://1500py470.livejournal.com/)А армия США в конце 1950-х использовала тонкопленочные гибридные схемы RCA(фото https://1500py470.livejournal.com/)К 1960 году гибриды (вообще, как их только не называли – микросборки, микромодули и т.п.) стабильно использовались военными США в своих проектах, вытеснив предыдущие неуклюжие и здоровенные упаковки транзисторов. Звездный час микромодулей настал аж в 1963 году – компания IBM для своей серии S/360 (разошедшейся миллионным тиражом, основавшей семейство совместимых машин, выпускаемых до настоящего времени и скопированных (легально или не очень) везде – от Японии до СССР) тоже разработала гибридные схемы, названные ими SLT. Интегральные схемы уже не были новинкой, но IBM справедливо опасалась за их качество, да и привыкла держать в своих руках полный цикл производства. Ставка оправдалась, мэйнфрейм вышел не просто удачным, он вышел легендарным, как IBM PC, и совершил такую же революцию. Естественно, в поздних моделях, таких как S/370, компания уже перешла на полноценные микросхемы, правда, в таких же фирменных алюминиевых коробочках. SLT стали куда более крупной и дешевой адаптацией крошечных гибридных модулей (размером всего 7,62х7,62 мм), разработанных ими в 1961 году для IBM LVDC (БЦВМ МБР, а так же программы Gemini). Что забавно – гибридные схемы работали там в связке с уже полноценными интегральными TI SN3xx. SLT-модули от IBM и плата S/360 на них, снизу – бортовой компьютер Gemini, белые чипы – гибриды IBM, золотые – ИС от TI (фото https://www.ibm.com/, http://www.lichtbildwerkstatt.net/, https://1500py470.livejournal.com/)Впрочем, заигрывание с тонкопленочной технологией, нестандартными упаковками микротранзисторов и прочим изначально было тупиковым – полумера, которая не позволяла перейти на новый качественный уровень, совершить настоящий прорыв. А прорыв должен был заключаться в радикальном, на порядки, уменьшении количества дискретных элементов и соединений в компьютере. Нужны были не хитрые сборки, а монолитные стандартные изделия, заменяющие целые россыпи плат. Последней попыткой что-то выжать из классической технологии стало обращение к так называемой функциональной электронике – попытке разработать монолитные полупроводниковые приборы, заменяющие не только вакуумные диоды и триоды, но и более сложные лампы – тиратроны и декатроны. В 1952 году Джуэл Эберс (Jewell James Ebers) из Bell Labs создал четырёхслойный транзистор «на стероидах» – тиристор, аналог тиратрона. Шокли в своей лаборатории с 1956 года начал работы над доводкой до серийного производства четырехслойного диода – динистора, однако его склочный характер и начинающаяся паранойя не позволили довести дело до конца и развалили группу. Работы 1955–1958 годов с германиевыми тиристорными структурами не принесли результата. В марте 1958 года RCA преждевременно анонсировала десятибитный регистр сдвига Уолмарка как «новую концепцию в электронной технологии», но реальные схемы на германиевых тиристорах были неработоспособны. Для того, чтобы наладить их серийное производство, нужен был ровно такой же уровень микроэлектроники, как и для монолитных схем. Тиристоры и динисторы нашли свое применение в технике, но не в компьютерной, уже после того, как проблемы с их выпуском были разрешены появлением фотолитографии. Эта светлая мысль посетила практически одновременно трех людей в мире. Англичанина Джеффри Дамера (но его подвело его собственное правительство), американца Джека Сен-Клер Килби (Jack St. Clair Kilby, ему повезло за всех троих – Нобелевская премия за создание ИС) и русского – Юрия Валентиновича Осокина (результат – нечто среднее между Дамером и Килби: ему позволили создать очень удачную микросхему, но в итоге развивать это направление не стали). О гонке за первую промышленную ИС и о том, как СССР чуть не захватил приоритет в этой области, мы поговорим в следующий раз.]]> https://topwar.ru/184319-rozhdenie-sovetskoj-pro-tranzistornye-mashiny-sssr.html https://topwar.ru/184319-rozhdenie-sovetskoj-pro-tranzistornye-mashiny-sssr.html 184319 Fri, 25 Jun 2021 18:00:43 +0300 native-yes Тургеневская площадь, офис банка ВТБ – бывшее здание Министерства радиотехнической и электронной промышленности СССР – построено в 1982 году. Источник: moskva.picturesИнвалидам на слуховые аппаратыНапомним, что Bell Type A были настолько ненадежны, что основной их заказчик – Пентагон, отозвал контракт на их использование в военной аппаратуре. Советские руководители, уже тогда привыкшие ориентироваться на Запад, совершили фатальную ошибку, решив, что само направление транзисторной техники бесперспективно. Разница с американцами у нас была только в одном – отсутствие интереса со стороны военных в США означало лишь потерю одного (хоть и богатого) заказчика, в СССР же бюрократический вердикт мог приговорить целую отрасль. Существует распространенный миф, что именно из-за ненадежности Type A военные не только отказались от него, но и отдали его инвалидам на слуховые аппараты и позволили, вообще, рассекретить эту тему, сочтя ее бесперспективной. Отчасти это объясняется желанием оправдать аналогичный подход к транзистору со стороны советских чиновников. На самом деле все было немного не так. Bell Labs понимала, что значение этого открытия огромно, и делала всё от неё зависящее, чтобы транзистор случайно не засекретили. Перед первой пресс-конференцией 30 июня 1948 прототип нужно было показать военным. Была надежда на то, что они не станут засекречивать его, но на всякий случай лектор Ральф Боун (Ralph Bown) подстраховался и сказал, что «ожидается, что транзистор будет использоваться главным образом в слуховых аппаратах для глухих». В результате пресс-конференция прошла без помех, а после того, как о ней поместили заметку в New York Times, секретить что-то стало уже поздно. У нас же часть про «аппараты для глухих» советские партийные бюрократы поняли буквально, а узнав, что Пентагон не проявил интереса к разработке настолько, что ее даже воровать не пришлось – открытую статью аж в газете опубликовали, не осознав контекст, решили, что транзистор бесполезен.Вот воспоминания одного из разработчиков Я. А. Федотова:К сожалению, в ЦНИИ-108 эти работы были прерваны. Старое здание физфака МГУ на Моховой отдали под вновь образованный ИРЭ АН СССР, куда перешла на работу значительная часть творческого коллектива. Военнослужащие вынуждены были остаться в ЦНИИ-108, и только часть сотрудников перешла на работу в НИИ-35. В ИРЭ АН СССР коллектив занялся фундаментальными, а не прикладными исследованиями… Радиотехническая конструкторская элита отнеслась с сильным предубеждением к рассмотренному выше новому типу приборов. В 1956 году в Совмине на одном из совещаний, определявших судьбу полупроводниковой промышленности в СССР, прозвучало следующее: «Транзистор никогда не войдет в серьезную аппаратуру. Основная перспективная область их применения – это аппараты для тугоухих. Сколько для этого потребуется транзисторов? Тысяч тридцать пять в год. Пусть этим занимается Министерство социального обеспечения». Указанное решение на 2–3 года затормозило развитие полупроводниковой промышленности в СССР. Такое отношение было страшно не только тем, что оно тормозило развитие полупроводников. Да, первые транзисторы были кошмарны, но на Западе понимали (по крайней мере, те, кто их создал!), что это на порядки более полезный прибор, чем просто замена лампы в радиоле. Сотрудники Bell Labs в этом отношении были настоящие визионеры, они хотели применить транзисторы в вычислительной технике, и они применили их, даже несмотря на то, что это был убогий Type A, имевший кучу недостатков. Американские проекты новых ЭВМ стартовали буквально через год после начала серийного производства самых первых версий транзистора. AT&T провела ряд пресс-конференций для ученых, инженеров, представителей корпораций и, да, военных тоже, и опубликовала многие ключевые аспекты технологии, не став их патентовать. В итоге уже к 1951 Texas Instruments, IBM, Hewlett-Packard и Motorola производили транзисторы для коммерческих применений. В Европе тоже были к ним готовы. Так, Philips и вовсе изготовила транзистор, пользуясь только информацией из американских газет. Первые советские транзисторы точно так же абсолютно не подходили для логических схем, как и Type A, но у нас никто и не собирался их использовать в таком качестве, и это и было печальнее всего. В результате инициатива в разработке снова была отдана янки. СШАВ 1951 году уже известный нам Шокли докладывает о своем успехе в создании радикально нового, в разы более технологичного, мощного и стабильного транзистора – классического биполярного. Такие транзисторы (в отличие от точечных, все их кучей обычно называют плоскостными) можно было получать несколькими возможными способами, исторически первым серийным стал метод выращивания pn-перехода (Texas Instruments, Gordon Kidd Teal, 1954, кремний). Из-за большей площади перехода такие транзисторы имели худшие частотные свойства, чем точечные, зато могли пропускать во много раз большие токи, меньше шумели, а самое главное – их параметры были стабильны настолько, что впервые их стало возможно указывать в справочниках по радиоаппаратуре. Увидев такое дело, уже осенью 1951 года Пентагон передумал насчет закупки.Из-за технической сложности кремниевые технологии 1950-х годов отставали от германиевых, но у Texas Instruments был гений Гордона Тила, позволивший решить эти проблемы. И три последующих года, когда TI была единственным производителем кремниевых транзисторов в мире, озолотили компанию и сделали её крупнейшим поставщиком полупроводников. General Electric выпустила альтернативный вариант – сплавные германиевые транзисторы в 1952 году. Наконец, в 1955 году появился самый прогрессивный вариант (сначала на германии) – мезатранзистор (или диффузионно-сплавной). В том же году их начал выпускать Western Electric, но все первые транзисторы ушли не на открытый рынок, а военным и на нужды самой компании. ЕвропаВ Европе германиевые транзисторы по такой схеме стала выпускать Philips, а кремниевые – Siemens. Наконец, в 1956 году в Shockley Semiconductor Laboratory было внедрено так называемое мокрое окисление, после чего восемь соавторов техпроцесса поругались с Шокли и, найдя инвестора, основали могущественную компанию Fairchild Semiconductor, которая и выпустила в 1958 году знаменитый 2N696 – первый кремниевый биполярный диффузионный транзистор мокрого окисления, широко коммерчески доступный на рынке США. Создателем его был легендарный Гордон Мур (Gordon Earle Moore), в будущем автор закона Мура и основатель Intel. Так Fairchild, обойдя TI, стала абсолютным лидером отрасли и удерживала первенство до конца 60-х. Открытие Шокли не только озолотило янки, но и невольно спасло отечественную транзисторную программу – после 1952 года в СССР убедились в том, что транзистор куда более полезный и универсальный прибор, чем было принято считать, и бросили все силы на повторение этой технологии. СССРРазработка первых советских германиевых плоскостных транзисторов началась через год после General Electric – в 1953 году, в серийное производство КСВ-1 и КСВ-2 пошли в 1955 году (позже, как обычно, все было многократно переименовано, и они получили индексы П1). К их существенным недостаткам относилась низкая температурная стабильность, а также большой разброс параметров, это обуславливалось особенностями выпуска по-советски. Е. А. Катков и Г. С. Кромин в книге «Основы радиолокационной техники. Часть II» (Военное издательство МО СССР, 1959) описывали это так: «...электроды транзистора, дозируемые из проволоки вручную, графитовые кассеты, в которых производилась сборка и формирование pn-переходов, – эти операции требовали точности, …время процессов контролировалось секундомером. Всё это не способствовало высокому выходу годных кристаллов. Он и был поначалу от нуля до 2–3 %. Не способствовала высокому выходу и производственная обстановка. Вакуумная гигиена, к которой привыкла «Светлана», для производства полупроводниковых приборов была недостаточна. Это же относилось и к чистоте газов, воды, воздуха, атмосферы на рабочих местах… и к чистоте применяемых материалов, и к чистоте тары, и к чистоте полов и стен. Наши требования встречали непонимание. На каждом шагу руководители нового производства натыкались на искреннее возмущение служб завода: «Все вам даем, а вам все не то!» Не один месяц прошел, пока заводской коллектив усвоил и научился выполнять необычные, избыточные, как тогда казалось, требования новорожденного цеха». Я. А. Федотов, Ю. В. Шмарцев в книге «Транзисторы» (Советское Радио, 1960) пишут:Наш первый прибор вышел довольно нескладным, поскольку, работая среди вакуумщиков во Фрязино, мы мыслили себе конструкции как-то иначе. Наши первые НИРовские образцы тоже были сделаны на стеклянных ножках с вваренными выводами, и очень трудно было понять, как эту конструкцию герметизировать. Конструкторов у нас не было, как, впрочем, и никакого оборудования. Не удивительно, что первая конструкция приборов была очень примитивной, безо всякой сварки. Была только закатка, и делать их было очень трудно...В довершение первоначального неприятия, никто не спешил строить новые полупроводниковые заводы – «Светлана» и «Оптрон» могли производить десятки тысяч транзисторов в год при потребностях в миллионы. В 1958 году под новые предприятия были выделены помещения по остаточному принципу: разрушенное здание партшколы в Новгороде, спичечная фабрика в Таллине, завод «Сельхоззапчасть» в Херсоне, ателье бытового обслуживания в Запорожье, макаронная фабрика в Брянске, швейная фабрика в Воронеже и коммерческий техникум в Риге. Потребовалось почти десять лет для того, чтобы на этой базе создать сильную полупроводниковую промышленность. Состояние заводов было ужасающим, вот что вспоминает Сусанна Мадоян:…возникло много полупроводниковых заводов, но каким-то странным образом: в Таллине полупроводниковое производство организовали на бывшей спичечной фабрике, в Брянске – на базе старой макаронной фабрики. В Риге под завод полупроводниковых приборов отвели здание физкультурного техникума. Так что, начальные работы везде были тяжелые, я помню, в первую командировку в Брянске я искала макаронный завод и попала на новую фабрику, там мне объяснили, что есть еще старая, и на ней я чуть ногу не сломала, оступившись в луже, причем на полу в коридоре, который вел в кабинет директора… Мы использовали в основном женский труд на всех сборочных участках, в Запорожье было много безработных женщин.Избавиться от недостатков ранних серий удалось только к П4, результатом чего стала их дивно долгая жизнь, последние из них выпускались до 80-х годов (серии П1–П3 были свернуты к 1960-му), а вся линейка германиевых сплавных транзисторов насчитывала разновидности вплоть до П42. Практически все отечественные статьи о разработке транзисторов завершаются дословно одинаковым хвалебным панегириком: В 1957 году советская промышленность выпустила 2,7 млн транзисторов. Начавшееся создание и развитие ракетной и космической техники, а затем и вычислительных машин, а также потребности приборостроения и других отраслей экономики полностью удовлетворялись транзисторами и другими электронными компонентами отечественного производства.К сожалению, реальность была куда печальнее. В 1957 году на 2,7 млн советских транзисторов США выпустило уже более 28 миллионов. Из-за указанных проблем такие темпы были для СССР недостижимы, и через десять лет – в 1966 году выпуск впервые преодолел отметку в 10 млн. К 1967 году объемы составили, соответственно, 134 млн советских и 900 млн американских, сократить разрыв существенно нам так и не удалось. Кроме того, наши успехи с германиевыми П4–П40 оттянули силы от перспективной технологии кремния, результатом чего стал выпуск этих удачных, но сложных, вычурных, довольно дорогих и стремительно устаревающих моделей вплоть до 80-х годов. Сплавные кремниевые транзисторы получили индекс из трех цифр, первыми были опытные серии П101–П103А (1957), в силу куда более сложного техпроцесса даже в начале 60-х годов выход годных не превышал 20 %, что было, мягко говоря, плохо. С маркировкой в СССР по-прежнему была беда. Так, трехциферные коды получили не только кремниевые, но и германиевые транзисторы, в частности, чудовищный П207А/П208 размером почти с кулак, самый мощный германиевый транзистор в мире (больше таких монстров нигде родить не догадались). Отечественный макроэлектронный прибор – германиевый транзистор на 25 А (фото http://www.155la3.ru) Только после стажировки отечественных специалистов в Кремниевой долине (1959–1960, об этом периоде мы еще поговорим ниже) началось активное воспроизведение американской кремниевой меза-диффузионной технологии. Первые транзисторы в космосе – советскиеПервой стала серия П501/П503 (1960), очень неудачная, с выходом годных – менее 2 %. Здесь мы не упомянули иные серии германиевых и кремниевых транзисторов, их было довольно много, но вышесказанное, в общем-то, справедливо и для них. По распространенному мифу, П401 появились уже в передатчике первого ИСЗ «Спутник-1», однако проведенное любителями космоса с Хабра исследование показало, что это не так. Официальный ответ от директора Департамента автоматических космических комплексов и систем Госкорпорации «Роскосмос» К. В. Борисова гласил:По имеющимся в нашем распоряжении рассекреченным архивным материалам, на первом советском искусственном спутнике Земли, запущенном 4 октября 1957 года, была установлена разработанная в АО РКС (ранее НИИ-885) бортовая радиостанция (прибор Д-200), состоящая из двух радиопередатчиков, работавших на частотах 20 и 40 МГц. Передатчики были выполнены на радиолампах. Других радиоприборов нашей разработки на первом спутнике не было. На втором спутнике, с собакой Лайкой на борту, были установлены такие же радиопередатчики, как и на первом спутнике. На третьем спутнике были установлены другие радиопередатчики нашей разработки (шифр «Маяк»), работающие на частоте 20 МГц. Радиопередатчики «Маяк», обеспечивающие выходную мощность 0,2 Вт, были выполнены на германиевых транзисторах серии П-403.Однако дальнейшее расследование показало, что радиоаппаратурой оборудование спутников не исчерпывалось, и германиевые триоды серии П4 были впервые применены в телеметрической системе «Трал»2 – разработки Спецсектора Отдела научно-исследовательских работ МЭИ (сейчас АО «ОКБ МЭИ») на втором спутнике 4 ноября 1957 года. Таким образом, первые транзисторы в космосе оказались советскими.Проведем небольшое исследование и мы – когда же в СССР стали применять транзисторы в вычислительной технике? В 1957–1958 годах кафедра автоматики и телемеханики ЛЭТИ первой в СССР начала исследование применения германиевых транзисторов серии П. Что это были за транзисторы, точно неизвестно. Работавший как раз с ними В. А. Торгашев (в будущем отец динамических архитектур ЭВМ, мы еще о нем поговорим, а в те годы – студент) вспоминает: Осенью 1957 года я, будучи студентом третьего курса ЛЭТИ, занимался на кафедре автоматики и телемеханики практической разработкой цифровых устройств на транзисторах П16. К этому времени транзисторы в СССР были не только общедоступны, но и дешевы (в пересчете на американские деньги менее доллара за штуку). Однако ему возражает конструктор ферритовой памяти для «Урала» Г. С. Смирнов: …в начале 1959 года появились отечественные германиевые транзисторы П16, пригодные для логических переключающих схем относительно невысокого быстродействия. На нашем предприятии базовые логические схемы импульсно-потенциального типа разработал Е. Шприц со своими коллегами. Мы решили использовать их в своем первом модуле ферритовой памяти, в электронике которого не было бы ламп. Вообще, память (а также на старости лет фанатичное увлечение Сталиным) сыграли с Торгашевым злую шутку, и он склонен немного идеализировать свои юные годы. В любом случае в 1957 году ни о каких вагонах П16 для студентов-электротехников и речи быть не могло. Самые ранние известные их прототипы относят к 1958 году, а экспериментировать с ними стали электронщики, как и писал конструктор «Урала», не ранее 1959 года. Из отечественных транзисторов именно П16 были, пожалуй, первыми, спроектированными для импульсных режимов, потому они и нашли широкое применение в ранних ЭВМ. Исследователь советской электроники А. И. Погорилый пишет про них:Чрезвычайно популярные транзисторы для работы в импульсных и переключательных схемах. [В дальнейшем] выпускались в холодносварных корпусах как МП16–МП16Б для спецприменений, аналогичные для шиpпотpеба – МП42–МП42Б… Собственно, транзисторы П16 и отличались от П13–П15 только тем, что за счет технологических мер импульсная утечка была минимизирована. Но не сведена к нулю – не зря типичная нагрузка П16 это 2 килоома при напряжении питания 12 вольт, в этом случае 1 миллиампер импульсной утечки не сильно влияет. Собственно, до П16 использование транзисторов в ЭВМ было малореально, не обеспечивалась надежность при работе в режиме переключения.В 1960-е годы выход годных транзисторов этого типа составлял 42,5 %, что было довольно высоким показателем. Интересно, что транзисторы П16 массово применялись в военных машинах чуть ли не до 70-х годов. При этом, как и всегда в СССР, мы шли практически один в один с американцами (и опережая почти все прочие страны) в теоретических разработках, но безнадежно увязли в серийном воплощении светлых идей. Работа над созданием первого в мире компьютера с транзисторным АЛУ началась в 1952 году в альма-матер всей британской школы вычислительной техники – Манчестерском университете, при поддержке фирмы Metropolitan-Vickers. Британский аналог Лебедева, знаменитый Том Килбурн (Tom Kilburn) и его команда, Ричард Гримсдейл (Richard Lawrence Grimsdale) и Д. К. Уэбб (D. C. Webb), используя транзисторы (92 штуки) и 550 диодов, смогли уже через год запустить Manchester Transistor Computer. Проблемы с надежностью проклятых точечных приборов привели к тому, что среднее время работы составляло около 1,5 часа. В итоге Metropolitan-Vickers использовала вторую версию MTC (уже на биполярных транзисторах) как прототип для своего Metrovick 950. Было построено шесть компьютеров, первый из которых был завершен в 1956 году, они успешно использовались в различных отделах компании и проработали около пяти лет.Второй в мире транзисторный компьютер, знаменитый Bell Labs TRADIC Phase One Сomputer (позже последовали Flyable TRADIC, Leprechaun и XMH-3 TRADIC) был построен Жаном Говардом Фелкером (Jean Howard Felker) с 1951 по январь 1954 года в той же лаборатории, что подарила миру транзистор, в качестве proof-of-concept, доказавшей жизнеспособность идеи. Phase One был собран на 684 транзисторах Type A и 10358 точечных германиевых диодах. Flyable TRADIC имел достаточно малые размеры и вес для установки на стратегических бомбардировщиках B-52 Stratofortress, став первым летающим электронным вычислителем. При этом (малоупоминаемый факт) TRADIC не был компьютером общего назначения, а скорее – монозадачным вычислителем, а транзисторы использовались в качестве усилителей между диодно-резистивными логическими схемами или линиями задержки, выполнявшими функции оперативной памяти всего лишь на 13 слов. Третьим (и первым полностью транзисторным от и до, в предыдущих еще использовались лампы в тактовом генераторе) стал британский Harwell CADET, построенный Исследовательским институтом атомной энергии в Харуэлле на точечных 324 транзисторах британской компании Standard Telephones and Cables. Он был завершен в 1956 году и работал еще около 4-х лет, иногда по 80 часов непрерывно. На Harwell CADET кончилась эпоха прототипов, выпускаемых по одному в год. Начиная с 1956 года транзисторные компьютеры вырастают как грибы после дождя по всему миру. В том же году выходит японский Electrotechnical Laboratory ETL Mark III (начат в 1954 году, японцы отличились редкой прозорливостью) и MIT Lincoln Laboratory TX-0 (потомок знаменитого Whirlwind и прямой предок легендарной серии DEC PDP). 1957 год взрывается целой серией первых в мире военных транзисторных ЭВМ: компьютер МБР Burroughs SM-65 Atlas ICBM Guidance Computer MOD1, бортовой компьютер Ramo-Wooldridge (будущая знаменитая TRW) RW-30, UNIVAC TRANSTEC для US Navy и его брат UNIVAC ATHENA Missile Guidance Computer для US Air Force. Первая в мире БЦВМ Ramo-Wooldridge RW-30 и схема применения БЦВМ для самолета (фото – University of Southern California Digital Library и The Ramo-Wooldridge Corporation, E. M. Grabbe – Some Recent Developments in Digital Control systems, Feb 1957 В следующие пару лет продолжали появляться многочисленные ЭВМ: канадский DRTE Computer (разработанный Оборонным телекоммуникационным исследовательским учреждением, оно же занималось канадскими радарами), голландский Electrologica X1 (разработан Математическим центром в Амстердаме и выпущен фирмой Electrologica для продажи в Европе, всего около 30 машин), австрийский Binär dezimaler Volltransistor-Rechenautomat (также известный как Mailüfterl), построенный в Венском технологическом университете Хайнцем Земанеком (Heinz Zemanek) при сотрудничестве с фирмой Zuse KG в 1954–1958 годах. Он послужил прототипом для транзисторного Zuse Z23, того самого, что закупали чехи, чтобы раздобыть ленту для EPOS. Земанек явил чудеса изворотливости, построив машину в послевоенной Австрии, где и спустя 10 лет ощущалась нехватка высокотехнологичных производств, транзисторы он добыл, попросив о пожертвовании голландскую Philips. Естественно, был налажен выпуск и куда более крупных серий – IBM 608 Transistor Calculator (1957, США), первый транзисторный серийный мэйнфрейм Philco Transac S-2000 (1958, США, на собственных транзисторах Philco), RCA 501 (1958, США), NCR 304 (1958, США). Наконец, в 1959 году выпускается знаменитый IBM 1401 – родоначальник Series 1400, которых за 4 года было выпущено более десяти тысяч.Вдумайтесь в эту цифру – более десяти тысяч, не считая компьютеров всех других американских компаний. Это больше, чем выпускал СССР десять лет спустя и больше, чем все выпущенные советские машины с 1950 по 1970 годы. IBM 1401 просто взорвал американский рынок – в отличие от первых ламповых мэйнфреймов, стоивших десятки миллионов долларов и установленных лишь в самых крупных банках и корпорациях, серия 1400 была по карману даже среднему (а позже и малому) бизнесу. Это был концептуальный предок ПК – машина, которую могла себе позволить едва ли не каждая контора Америки. Именно серия 1400 дала чудовищное ускорение американскому бизнесу, по важности для страны эта линейка стоит вровень с баллистическими ракетами. После распространения 1400-х ВВП Америки буквально удвоился. Рекламный «Датамобиль» IBM на улицах Копенгагена и IBM 1401 во всей славе (фото www.ibm.com)В общем, как мы видим, к 1960 году США совершили колоссальный рывок не за счет гениальных изобретений, а за счет гениального менеджмента и успешного внедрения того, что они наизобретали. До повальной компьютеризации Японии оставалось еще 20 лет, Британия, как мы и говорили, свои компьютеры прозевала, ограничившись прототипами и очень малыми (порядка десятков машин) сериями. То же самое было повсеместно в мире, здесь СССР не стал исключением. Технические разработки у нас были вполне на уровне ведущих западных стран, но по внедрению этих разработок в настоящее массовое (десятками тысяч машин) производство – увы, мы, в общем, тоже были на уровне Европы, Британии и Японии. Советский подход к разработкам – зесекретить так, чтобы даже соседний НИИ не узнал, снять гриф году так в 2000. Американский подход – реклама военного компьютера Univac ATHENA и реклама самой Sperry UNIVAC «Конечно, мы производим компьютеры, но наш бизнес – оборонные системы!» (Air Force Magazine, том 47). «Сетунь» Из интересного отметим, что в те же годы в мире появилось несколько уникальных машин, использующих вместо транзисторов и ламп куда менее банальные элементы. Две из них были собраны на амплистатах (они же трансдукторы или магнитные усилители, основанные на наличии у ферромагнетиков петли гистерезиса и предназначенные для преобразования электрических сигналов). Первой такой машиной стала советская «Сетунь», построенная Н. П. Брусенцовым из МГУ, она также была единственным серийным троичным компьютером в истории («Сетунь», впрочем, заслуживает отдельного разговора). Одно из немногих фото той самой, первой «Сетуни» в МГУ (куда чаще можно встретить фото ее второй версии – «Сетунь-70») и частично развандаленные троичные логические ячейки от нее (фото – МГУ и Б. М. Малашевич)Вторую машину выпустило во Франции Société d'électronique et d'automatisme (Общество электроники и автоматики, основанное в 1948 году, сыграло ключевую роль в развитии французской компьютерной индустрии, подготовив несколько поколений инженеров и построив 170 компьютеров в период с 1955 по 1967 годы). В основе S.E.A CAB-500 лежали схемы с магнитным сердечником Symmag 200, разработанные S.E.A. Они собирались на тороидах с питанем от цепи 200 кГц. В отличие от «Сетуни» CAB-500 был бинарным.Фото, увы, плохого качества, раритетной машины S.E.A CAB-500 и схема Symmag 200 рядом с самим элементом (фото из архива французских фанатов старых компьютеров, https://www.histoireinform.com) Наконец, своим путем пошли японцы и разработали в 1958 году в University of Tokyo PC-1 Parametron Computer – машину на параметронах. Это элемент логических схем, изобретённый японским инженером Эйити Гото (Eiichi Goto) в 1954 году – резонансная схема с нелинейными реактивным элементом, который поддерживает колебания с частотой, равной половине основной частоты. Эти колебания могут представлять двоичный символ путём выбора между двумя стационарными фазами. На параметронах было построено целое семейство прототипов, кроме PC-1 известны MUSASINO-1, SENAC-1 и другие, в начале 1960-х Япония, наконец, получила качественные транзисторы и от более медленных и сложных параметронов отказалась. Однако улучшенный вариант MUSASINO-1B, построенный Nippon Telegram and Telephone Public Corporation (NTT), позднее продавался компанией Fuji Telecommunications Manufacturing (ныне Fujitsu) под названием FACOM 201 и послужил основой ряда ранних компьютеров Fujtisu, построенных на параметронах. Создатель первого японского компьютера на параметронах Хидэтоси Такаси (Hidetosi Takahasi, справа) и изобретатель Эйити Гото собирают PC-1, ячейка АЛУ на параметронах от PC-1 (фото музея наследия японской вычислительной техники, http://museum.ipsj.or.jp) «Радон» В СССР же в плане транзисторных машин возникло два магистральных направления: переделка на новой элементной базе существующих ЭВМ и параллельно секретная разработка новых архитектур – для военных. Второе направление у нас было настолько люто засекречено, что информацию о ранних транзисторных машинах 1950-х годов приходится собирать буквально по крупицам. Всего существовало три проекта неспециализированных вычислителей, доведенных до стадии работающего компьютера: М-4 Карцева, «Радон» и самый мистический – М-54 «Волга». С проектом Карцева все более-менее ясно. Лучше всего об этом скажет он сам (из воспоминаний 1983 года, незадолго до смерти):В 1957 году… началась разработка одной из первых в Советском Союзе транзисторных машин М-4, работавшей в реальном времени и прошедшей испытания. В ноябре 1962 года вышло постановление о запуске М-4 в серийное производство. Но мы-то прекрасно понимали, что машина для серийного производства не годится. Это была первая опытная машина, сделанная на транзисторах. Она трудно настраивалась, её было бы трудно повторить в производстве и, кроме того, за период 1957–1962 годов полупроводниковая техника сделала такой скачок, что мы могли бы сделать машину, которая была бы на порядок лучше, чем М-4, и на порядок мощнее, чем вычислительные машины, которые выпускались к тому времени в Советском Союзе. Всю зиму 1962–1963 года шли жаркие споры. Руководство института (мы тогда были в Институте электронных управляющих машин) категорически возражало против разработки новой машины, утверждая, что в такие короткие сроки мы этого сделать ни за что не успеем, что это авантюра, что этого не будет никогда...Отметим, что слова «это авантюра, вы не сможете» Карцеву говорили всю его жизнь, и всю жизнь он мог и делал, так случилось и тогда. М-4 была доделана, и в 1960 году употреблена по прямому назначению для экспериментов в области ПРО. Было изготовлено два комплекта, работавших совместно с радиолокационными станциями экспериментального комплекса до 1966 года. В ОЗУ опытного образца М-4 также пришлось использовать до 100 электронных ламп. Впрочем, мы уже упоминали, что это было нормой тех лет, первые транзисторы для такой задачи вообще не подходили, например, в ферритовой памяти MIT (1957 год) для экспериментальной ТХ-0 использовалось 625 транзисторов и 425 ламп.С «Радон» уже сложнее, эта машина разрабатывалась с 1956 года, за транзисторы отвечал, как обычно, отец всей серии «П» – НИИ-35 (собственно, под «Радон» они и начали разрабатывать П16 и П601 – сильно улучшенные по сравнению с П1/П3), за заказ – СКБ-245, разработка шла в НИЭМ, а производили на московском заводе САМ (вот такая непростая генеалогия). Главный конструктор – С. А. Крутовских. Впрочем, с «Радоном» дело пошло хуже, и машину закончили только к 1964 году, так что в число первых она уже никак не влезала, более того, в этом году уже появились прототипы микросхем, а ЭВМ в США стали собирать на SLT-модулях. Возможно, причина задержки была в том, что эта эпическая машина занимала 16 шкафов и зал в 150 кв. м, а процессор содержал аж два индексных регистра, что по меркам советских машин тех лет было неимоверно круто (вспоминая БЭСМ-6 с примитивной схемой «регистр-аккумулятор» можно порадоваться за программистов «Радона»). Всего было сделано 10 экземпляров, работавших (и безнадежно устаревших) до середины 1970-х. «Волга» Ну и наконец, без преувеличения самая таинственная машина СССР – «Волга». Она секретна настолько, что информации о ней нет даже в известнейшем Виртуальном компьютерном музее (https://www.computer-museum.ru/), и даже Борис Малашевич обошел ее стороной во всех своих статьях. Можно было бы решить, что она вообще не существовала, тем не менее архивные изыскания весьма авторитетного журнала об электронике и вычислительной технике (https://1500py470.livejournal.com/) приводят следующую информацию. СКБ-245 было в определенном смысле максимально прогрессивным в СССР (да, согласимся, после «Стрелы» в это поверить сложно, но, оказывается, так и было!), они захотели разработать транзисторный компьютер буквально одновременно с американцами (!) еще в самом начале 1950-х, когда у нас даже не было налажено толком производство точечных транзисторов. В результате им пришлось делать все с нуля. На заводе САМ было организовано производство полупроводников – диодов и транзисторов, специально под их военные проекты. Транзисторы изготавливались чуть ли не штучно, имели нестандартное все – от дизайна до маркировки, и даже самые фанатичные коллекционеры советских полупроводников до сих пор в массе своей не представляют, зачем они были нужны. В частности, на самом авторитетном сайте – коллекции советских полупроводников (http://www.155la3.ru/) о них говорится:Уникальные, не побоюсь этого слова, экспонаты. Безымянные транзисторы московского завода «САМ» (счётно-аналитических машин). Имени у них нет, и ничего про их существование и особенности неизвестно вообще. По виду – какие-то экспериментальные, вполне возможно, что точечные. Известно, что этот завод в 50-е годы выпускал некие диоды Д5, применявшиеся в различных опытных ЭВМ, разрабатываемых в стенах того же завода (М-111, к примеру). Диоды эти, хотя и имели стандартное название, но считались несерийными и, как я понимаю, качеством также не блистали. Вероятно, эти безымянные транзисторы имеют такое же происхождение.Как оказалось, транзисторы им были нужны для «Волги». Машина разрабатывалась с 1954 по 1957 годы, имела (впервые в СССР и одновременно с MIT!) ферритовую память (и это в те времена, когда Лебедев бился за потенциалоскопы со «Стрелой» с тем же СКБ!), также впервые имела микропрограммное управление (впервые в СССР и одновременно с британцами!). Транзисторы САМ в более поздних версиях заменили на П6. Вообще, «Волга» была совершеннее TRADIC и вполне на уровне ведущих мировых образцов, превосходя типовую советскую технику на поколение. Руководили разработкой А. А. Тимофеев и Ю. Ф. Щербаков. Что же с ней стало? М-4 Карцева (слева) и самый секретный компьютер в мире – М-54 Волга (справа). От «Радона» фото не осталось вообще (фотографии http://ukrainiancomputing.org/ и https://1500py470.livejournal.com/ И вот тут включился легендарный советский менеджмент. Разработка была засекречена настолько, что даже сейчас о ней слышали максимум пару человек (причем она не упоминается вообще нигде среди советских компьютеров). Прототип был передан в 1958 году в ВЦ МЭИ, где и затерялся. Созданная на его основе М-180 уехала в Рязанский радиотехнический институт, где ее постигла аналогичная судьба. И ни один из выдающихся технологических прорывов этой машины не был использован в серийных советских компьютерах того времени, и параллельно с разработкой этого чуда техники в СКБ-245 продолжали производить монструозную «Стрелу» на линиях задержки и лампах. О «Волге» не знал ни один разработчик гражданских машин, даже Рамеев из того же СКБ, который получил транзисторы для «Урала» только в начале 1960-х. Тогда же в широкие массы стала проникать идея ферритовой памяти, с опозданием на 5–6 лет. Что в этой истории убивает окончательно, так это то, что в апреле-мае 1959 года академик Лебедев ездил в США, чтобы посетить фирму IBM и MIT, и изучал там архитектуру американских компьютеров, параллельно рассказывая о советских передовых достижениях. Так вот, узрев TX-0, он похвастался, что Советский Союз построил аналогичную машину чуть ранее и упомнянул ту самую «Волгу»! В результате статья с ее описанием появилась в Communications of the ACM (V. 2 / N.11 / November, 1959), притом, что в СССР об этой машине знали на протяжении следующих 50 лет максимум несколько десятков человек. О том, как повлияла и повлияла ли эта командировка на разработки самого Лебедева, в частности, БЭСМ-6, мы поговорим позже. Лебедев (весьма узнаваемый на любой фотографии) в США и отрывок той самой статьи (фото https://1500py470.livejournal.com/)Первая в истории компьютерная анимацияПомимо этих трех ЭВМ к 1960-м был подготовлен выпуск ряда специализированных военных машин с малоосмысленными индексами 5Э61 (Базилевский Ю. Я., СКБ-245, 1962 г.) 5Э89 (Я. А. Хетагуров, МНИИ 1, 1962 г.) и 5Э92б (С. А. Лебедев и В. С. Бурцев, ИТМиВТ, 1964 г.). Тут же подтянулись и гражданские разработчики, в 1960 году группа Е. Л. Брусиловского в Ереване завершила разработку полупроводниковой ЭВМ «Раздан-2» (переделанный ламповый «Раздан»), ее серийный выпуск начат в 1961 году. В том же году Лебедев строит БЭСМ-3М (переделанная на транзисторы М-20, прототип), в 1965 году начинается выпуск основанной на ней БЭСМ-4 (всего 30 машин, зато на ней была покадрово обсчитана первая анимация в мире – крошечный мультфильм «Кошечка»!). В 1966 году появляется венец конструкторской школы Лебедева – БЭСМ-6, обросшая с годами мифами, как старый корабль ракушками, но настолько важная, что мы посвятим ее изучению отдельную часть. Все любят кошек! БЭСМ-4 и первая в истории компьютерная анимация (фото https://ru.wikipedia.org/)Середина 1960-х считается золотым веком советских ЭВМ – в это время были выпущены компьютеры, имеющие многие уникальные архитектурные особенности, позволившие им по праву войти в анналы мировой вычислительной техники. Кроме того, впервые выпуск машин хоть и оставался ничтожным, но достиг уровня, когда эти машины смогли увидеть хотя бы немногие инженеры и ученые за пределами московских и ленинградских оборонных НИИ. Минским заводом вычислительной техники им. Серго Орджоникидзе в 1963 году была выпущена транзисторная «Минск-2», а затем ее модификации с «Минск-22» по «Минск-32». В Институте кибернетики АН УССР под руководством В. М. Глушкова разрабатывается ряд малых машин: «Промiнь» (1962 г.), МИР (1965 г.) и МИР-2 (1969 г.) – впоследствии применяемых в ВУЗах и НИИ. В 1965 году в Пензе была запущена в производство транзисторная версия «Уралов» (главный конструктор Б. И. Рамеев, «Урал-11», «Урал-12» были сериями, а «Урал-16» – наиболее мощный – остался единственным). Вообще, с 1964 по 1969 годы транзисторные компьютеры начали производить почти в каждом регионе – кроме «Минска», в Белоруссии выпускали машины «Весна» и «Снег», на Украине – специализированные управляющие ЭВМ «Днепр», в Ереване – «Наири».У всего этого великолепия было лишь несколько проблем, но их острота с каждым годом все возрастала. Во-первых, по давней советской традиции не только машины разных КБ были несовместимы между собой, но даже машины одной линейки! Например, «Минск» оперировал байтами размером 31 бит (да, 8-битный байт появился в S/360 в 1964 году и стандартом стал далеко не сразу), «Минск-2» – 37 бит, а «Минск-23», вообще, имел уникальную и ни с чем не совместимую систему команд переменной длины, опирающихся на битовую адресацию и символьную логику – и все это на протяжении 2–3 лет выпуска. Советские конструкторы были похожи на играющих детей, которые зациклились на идее сделать что-нибудь очень интересное и увлекательное, полностью игнорируя все проблемы реального мира – сложность серийного производства и инженерной поддержки кучи разных моделей, подготовки специалистов, разбирающихся одновременно в десятках полностью несовместимых машин, переписывание вообще всего ПО (причем зачастую даже не на ассемблере, а прямо в бинарных кодах) для каждой новой модификации, невозможность обмениваться программами и даже результатами их работы в машинно-зависимых форматах данных между разными НИИ и заводами и т.п. Во-вторых, все машины производились ничтожными тиражами, хоть они на порядок и превышали ламповые – всего за 1960-е годы в СССР было выпущено не боле 1500 транзисторных компьютеров всех модификаций. Это было не мало. Это было чудовищно, катастрофически ничтожно для страны, чей промышленный и научный потенциал всерьез желал потягаться с США, где только одна IBM выпустила уже упомянутые 10000 совместимых ЭВМ за 4 года. В результате уже позже, в эпоху Cray-1, Госплан считал на табуляторах 20-х годов, инженеры строили мосты с помощью гидроинтеграторов, а десятки тысяч конторских служащих крутили железную ручку «Феликса». Ценность немногих транзисторных машин была такова, что они производились до 1980-х (вдумайтесь в эту дату!) годов, а последняя БЭСМ-6 была демонтирована в 1995. Но что там транзисторы, еще в 1964 году в Пензе продолжала производиться древнейшая ламповая ЭВМ «Урал-4», служившая для экономических расчётов, и в том же году было, наконец, свернуто производство ламповой же М-20! Третья проблема – чем высокотехнологичнее производство, тем сложнее его было освоить Советскому Союзу. Транзисторные машины и так опоздали на 5–7 лет, в 1964 году в мире уже массово выпускались первые машины третьего поколения – на гибридных сборках и ИС, но, как вы помните, к году изобретения ИС мы не смогли догнать американцев даже по производству качественных транзисторов. Попытки разработать технологию фотолитографии у нас имелись, но наталкивались на непреодолимые препятствия в виде партийной бюрократии, выбивания плана, академических интриг и прочих традиционных вещей, которые мы уже видели. Тем более что производство ИС было на порядок сложнее транзисторного, для его появления в начале 1960-х годов нужно было работать над темой минимум с середины 1950-х, как в США, параллельно готовя инженеров, развивая фундаментальную науку и технологии, и все это – в комплексе. Кроме того, советские ученые должны были выбивать и продавливать свои изобретения через чиновников, не разбиравшихся решительно ни в чем. Производство микроэлектроники требовало финансовых вложений, сравнимых с ядерными и космическими исследованиями, но видимый результат таковых исследований был для необразованного человека противоположным – ракеты и бомбы становились огромнее, внушая трепет перед мощью Союза, а компьютеры превращались в маленькие невзрачные коробки. Для того чтобы донести важность своих исследований, в СССР нужно было быть не техником, а гением специфической рекламы для чиновников, а также продвиженцем по партийной линии. К сожалению, среди разработчиков интегральных схем не нашлось человека с PR-талантами Курчатова и Королева. Любимец Компартии и АН СССР Лебедев был тогда уже слишком стар для каких-то новомодных микросхем и до конца дней получал деньги под древние транзисторные машины. Это не значит, что мы не пытались хоть как-то выправить положение – уже в начале 1960-х СССР, понимая, что начинает входить в смертельное пике тотального отставания в микроэлектронике, лихорадочно пытается изменить ситуацию. В ход идут четыре приема – выезд за рубеж для изучения передового опыта, использование американских инженеров-перебежчиков, покупка технологических линий выпуска и прямое воровство конструкции интегральных схем. Однако, как и позднее, в иных областях, эта схема, будучи принципиально неудачна в одних моментах и плохо исполнена в других, не очень помогла. С 1959 года ГКЭТ (Государственный Комитет по электронной технике) начинает массово посылать в США и Европу людей для изучения микроэлектронной промышленности. Эта идея провалилась по нескольким причинам – во-первых, все самое интересное происходило в оборонной промышленности за закрытыми дверями, а во-вторых, как вы думаете, кто из советской массы получил в награду возможность учиться в США? Наиболее перспективные студенты, аспиранты и молодые конструкторы? Вот неполный список отправленных в первый раз – А. Ф. Трутко (директор НИИ «Пульсар»), В. П. Цветов (начальник СКТБ «Светлана»), Б. В. Малин (начальник отдела разработки интегральных схем НИИ «Пульсар»), И. И. Круглов (главный инженер НИИ «Сапфир»), перенимать передовой опыт уехали партийные боссы и директора. Тем не менее, как и во всех других отраслях промышленности СССР, и в производстве микросхем нашелся свой гений, проторивший совершенно оригинальный путь. Речь идет о замечательном разработчике микросхем Юрии Валентиновиче Осокине, который совершенно независимо от Килби пришел к идее миниатюризации электронных компонентов и даже частично воплотил свои идеи в жизнь. О нем мы и поговорим в следующий раз.]]> https://topwar.ru/184029-rozhdenie-sovetskoj-pro-kristadiny-triody-i-tranzistory.html https://topwar.ru/184029-rozhdenie-sovetskoj-pro-kristadiny-triody-i-tranzistory.html 184029 Fri, 18 Jun 2021 03:43:26 +0300 native-yes Детектор РОБТиТ и его применение – малая полевая радиостанция ПМВ. К сожалению, война оборвала исследования в Российской империи, хотя она же и привела к созданию Тверской приемной радиостанции, где собрался уникальный исследовательский коллектив во главе с профессором В. К. Лебединским и М. А. Бонч-Бруевичем. Именно там тогда еще 15-летний Олег Лосев познакомился с радио. Фото: epos.uaВ Зеленограде творческий порыв Юдицкого достиг крещендо и там же и оборвался навсегда. Чтобы понять, почему это произошло, совершим еще одно погружение в прошлое и разберемся, как, вообще, возник Зеленоград, кто в нем правил и какие разработки там велись. Тема советских транзисторов и микросхем – одна из самых болезненных в нашей истории техники. Попробуем проследить за ней от первых экспериментов до Зеленограда. В 1906 году Гринлиф Пикар (Greenleaf Whittier Pickard) изобрел кристаллический детектор, первый полупроводниковый прибор, который мог использоваться вместо лампы (открытой, в общем-то, примерно в то же время), как основная часть радиоприемника. К сожалению, для работы детектора требовалось найти металлическим щупом (прозванным cat's whisker) максимально чувствительную точку на поверхности неоднородного кристалла, что было чрезвычайно сложно и неудобно. В итоге детектор и был вытеснен первыми вакуумными лампами, однако, до того Пикар заработал на нем много денег и привлек внимание к отрасли полупроводников, с чего и начались все основные их исследования.Кристаллические детекторы массово производились даже в Российской империи, в 1906–1908 годах было создано Русское общество беспроволочных телеграфов и телефонов (РОБТиТ).ЛосевВ 1922 году сотрудник Новгородской радиолаборатории О. В. Лосев, экспериментируя с детектором Пикара, обнаружил способность кристаллов в определенных условиях усиливать и генерировать электрические колебания и изобрел прототип генераторного диода – кристадин. 1920-е в СССР как раз были началом массового радиолюбительства (традиционного хобби советских гиков до самого краха Союза), Лосев удачно попал в тему, предложив ряд неплохих схем радиоприемников на кристадине. Со временем ему повезло дважды – по стране шествовал НЭП, развивался бизнес, налаживались связи, в том числе за рубежом. В итоге (редчайший для СССР случай!) о советском изобретении узнали за границей, и Лосев получил широкое признание, когда его брошюры были изданы на английском и немецком. Кроме этого, из Европы пошли ответные письма автору (более 700 за 4 года: с 1924 по 1928), и он наладил торговлю кристадинами по почте (по цене 1 руб. 20 коп.), не только по СССР, но и в Европу. Работы Лосева получили высокую оценку, редактор знаменитого американского журнала Radio News (Radio News for September, 1924, p. 294, The Crystodyne Principe) не только посвятил кристадину и Лосеву отдельную статью, но и украсил ее чрезвычайно лестной характеристикой инженера и его творения (причем статья была основана на аналогичной в парижском журнале Radio Revue – о скромном сотруднике нижегородской лаборатории, не имеющем даже высшего образования, знал весь мир).We are happy to present to our readers this month an epoch-making radio invention that will be of the very greatest importance within the next few years. The young Russian inventor, Mr. O. V. Lossev has given this invention to the world, he having taken out no patents on it. It is now possible to do anything and everything with a crystal that can be done with a vacuum tube. …Our readers are invited to submit their articles on the new Crystodyne principle. While we do not look forward to having the crystal displace the vacuum tube, nevertheless it will become a very powerful competitor of the tube. We predict great things for the new invention.Кристадин Лосева из той самой американской статьи в Radio News. Фото: Radio News for September, 1924, p. 294, The Crystodyne PrincipeК несчастью, все хорошее кончается, а с концом НЭПа кончились и торговые, и личные контакты частников с Европой: отныне заниматься такими вещами могли только компетентные органы, а они торговать кристадинами не пожелали. Незадолго до этого в 1926 году советский физик Я. И. Френкель выдвинул гипотезу о дефектах кристаллической структуры полупроводников, названных им «дырками». В это время Лосев переехал в Ленинград и работал в ЦРЛ и ГФТИ под руководством А. Ф. Иоффе, подрабатывая преподаванием физики в должности ассистента в Ленинградском медицинском институте. К сожалению, судьба его сложилась трагично – он отказался уехать из города до начала блокады и в 1942 году умер от голода. Некоторые авторы считают, что в смерти Лосева виновато руководство Индустриального института и лично А. Ф. Иоффе, распределявшие пайки. Естественно, речь не о том, что его специально уморили голодом, а, скорее, о том, что ценного сотрудника, жизнь которого нужно спасать, руководство в нем не видело. Самое интересное, что прорывные работы Лосева много лет не включались ни в какие исторические очерки по истории физики в СССР: беда была в том, что он так и не получил формального образования, к тому же никогда не отличался честолюбием и работал в то время, когда другие получали титулы академиков. В результате об успехах скромного лаборанта помнили, когда это было нужно, более того, не стеснялись пользоваться его открытиями, но самого его прочно забыли. Например, Иоффе писал Эренфесту в 1930 году: «В научном отношении у меня ряд успехов. Так, Лосев получил в карборунде и других кристаллах свечение под действием электронов в 2−6 вольт. Граница свечения в спектре ограничена». Лосев открыл и светодиодный эффект, к несчастью, его работы на родине не были оценены должным образом. В отличие от СССР, на Западе в статье Игона Лобнера (Egon E. Loebner) Subhistories of the Light Emitting Diode (IEEE Transaction Electron Devices. 1976. Vol. ED-23, № 7, July) на дереве развития электронных устройств Лосев является родоначальником трёх типов полупроводниковых приборов – усилителей, генераторов и светодиодов.Кроме того, Лосев был индивидуалистом: учась у мэтров, слушал только себя, самостоятельно ставил цели исследований, все его статьи без соавторов (что, как мы помним, по меркам научной бюрократии СССР, просто оскорбительно: не поставить впереди 2–3 фамилии всех своих начальников). Лосев официально так и не присоединился ни к одной школе тогдашних авторитетов – В. К. Лебединского, М. А. Бонч-Бруевича, А. Ф. Иоффе, и заплатил за это десятилетиями полнейшего забвения. При этом до 1944 года в СССР для радиолокации использовались СВЧ-детекторы по схеме Лосева.Недостатком детекторов Лосева было то, что параметры кристадинов были далеки от ламп, а главное – невоспроизводимы массово, до полноценной квантово-механической теории полупроводимости оставались десятки лет, физику их работы тогда так никто и не понял, а потому и усовершенствовать их не смогли. Под напором вакуумных ламп кристадин сошел со сцены. Однако на основе работ Лосева его шеф Иоффе в 1931 году публикует общую статью «Полупроводники – новые материалы электроники», а годом позже Б. В. Курчатов и В. П. Жузе в работе «К вопросу об электропроводности закиси меди» показали, что величина и тип электрической проводимости определяется концентрацией и природой примеси в полупроводнике, но эти работы были основаны на зарубежных исследованиях и открытии выпрямителя (1926 год) и фотоэлемента (1930 год). В итоге вышло так, что ленинградская школа полупроводников стала первой и передовой в СССР, но ее отцом считали Иоффе, хотя началось все с куда более скромного его лаборанта. В России во все времена очень трепетно относились к мифам и легендам и старались не осквернять их чистоту никакими фактами, поэтому история инженера Лосева всплыла только через 40 лет после его смерти уже в 1980-е. ДавыдовПомимо Иоффе и Курчатова, в Ленинграде работы с полупроводниками проводил Борис Иосифович Давыдов (тоже надежно забытый, например, о нем нет даже статьи в русской Вики, а в куче источников он упорно именуется украинским академиком, хотя он был д. ф.-м. н., а к Украине отношения не имел вообще). Он закончил в 1930 году ЛПИ, до того сдав экстерном экзамены на аттестат, после работал в ЛФТИ и НИИ телевидения. На основе своей прорывной работы о движении электронов в газах и полупроводниках Давыдов разработал диффузионную теорию выпрямления тока и возникновения фотоЭДС и опубликовал ее в статье «К теории движения электронов в газах и полупроводниках» (ЖЭТФ VII, вып. 9–10, стр. 1069–89, 1937). Он предложил собственную теорию прохождения тока в диодных структурах полупроводников, в том числе с разным типом проводимости, названных позднее p-n переходами, и пророчески предположил, что для реализации такой структуры подойдет германий. В предложенной Давыдовым теории впервые было дано теоретическое обоснование p-n перехода и введено понятие инжекции.Статья Давыдова была также высоко оценена за рубежом, хоть и позже. Дж. Бардин (John Bardeen) в нобелевской лекции 1956 году упомянул его, как одного из отцов теории полупроводимости, наряду с Вильсоном (Sir Alan Herries Wilson), Френкелем, Моттом (Sir Nevill Francis Mott), Шокли (William Bradford Shockley) и Шоттки (Walter Hermann Schottky). Увы, судьба самого Давыдова на родине была печальной, в 1952 году во время гонений на «сионистов и безродных космополитов» он был выгнан, как неблагонадежный, из Курчатовского института, однако, ему разрешили заниматься физикой атмосферы в Институте физики Земли АН СССР. Подорванное здоровье и пережитый стресс не позволили ему долго продолжать работу. В возрасте всего 55 лет в 1963 году Борис Иосифович скончался. До этого он успел еще подготовить к русскому изданию труды Больцмана и Эйнштейна.ЛашкаревНастоящие украинцы и академики, впрочем, тоже не остались в стороне, хотя и работали там же – в сердце советских исследований полупроводимости, Ленинграде. Родившийся в Киеве будущий академик АН УССР Вадим Евгеньевич Лашкарёв в 1928 переехал в Ленинград и работал в ЛФТИ, возглавляя отдел рентгеновской и электронной оптики, а с 1933 года – лабораторию дифракции электронов. Работал он до того хорошо, что в 1935 году стал д. ф.-м. н. по результатам деятельности лаборатории, без защиты диссертации. Однако вскоре после этого каток репрессий переехал и его, в том же году доктор физико-математических наук был арестован по довольно шизофреничному обвинению «участие в контрреволюционной группе мистического толка», впрочем, отделался он на удивление гуманно – всего 5 годами ссылки в Архангельск. Вообще, ситуация там была интересная, по воспоминаниям его ученика, позже членкора Академии медицинских наук Н. М. Амосова, Лашкарев действительно верил в спиритизм, телекинез, телепатию и т.п., участвовал в сеансах (причем с группой таких же любителей паранормального), за что и был сослан. В Архангельске он жил, впрочем, не в лагере, а в простой комнате и был даже допущен до преподавания физики. В 1941 году, вернувшись из изгнания, он продолжил работы, начатые с Иоффе, и открыл p-n переход в закиси меди. В том же году Лашкарев опубликовал результаты своих открытий в статьях «Исследование запирающих слоев методом термозонда» и «Влияние примесей на вентильный фотоэффект в закиси меди» (в соавторстве с К. М. Косоноговой). Позже в эвакуации в Уфе он разработал и наладил производство для радиостанций первых советских диодов на оксиде меди. Первый советский меднозакисный диод Лашкарева выпускали параллельно с германиевыми до середины 1950-х годов. Фото: ukrainiancomputing.orgПриближая термозонд к игле детектора, Лашкарев фактически воспроизводил структуру точечного транзистора, еще бы шаг – и он опередил бы американцев на 6 лет, и открыл транзистор, но, увы, этот шаг так и не был сделан. МадоянНаконец, еще один подход к транзистору (независимый от всех прочих по причине секретности) был сделан в 1943 году. Тогда по инициативе уже известного нам А. И. Берга было принято знаменитое постановление «О радиолокации», в специально организованных ЦНИИ-108 МО (С. Г. Калашников) и НИИ-160 (А. В. Красилов) начались разработки полупроводниковых детекторов. Из воспоминаний Н. А. Пенина (сотрудника Калашникова): «Однажды в лабораторию вбежал возбужденный Берг с Journal of Applied Physics – вот статья о сварных детекторах для радаров, переписывай журнал на себя и действуй». Обе группы добились успеха в наблюдении транзисторных эффектов. В лабораторных записях детекторной группы Калашникова за 1946–1947 годы есть свидетельства об этом, но подобные приборы «отбрасывались как брак», по воспоминаниям Пенина. Параллельно в 1948 году группа Красилова, разрабатывавшая германиевые диоды для радиолокационный станций, получила транзисторный эффект и попыталась объяснить его в статье «Кристаллический триод» – первая публикация в СССР о транзисторах, независимая от статьи Шокли в «The Physical Review» и почти одновременная. Причем, собственно, в транзисторный эффект Красилова буквально ткнул носом тот же неугомонный Берг. Он обратил внимание на статью J. Bardeen and W. H. Brattain, The Transistor, A Semi-Conductor Triode (Phys. Rev. 74, 230 – Published 15 July 1948), дал знать во Фрязино. Красилов подключил к проблеме свою дипломницу С. Г. Мадоян (замечательную женщину, сыгравшую важную роль в производстве первых советских транзисторов, кстати, она дочь не министра АрССР Г. К. Мадояна, а скромного грузинского крестьянина Г. А. Мадояна). Александр Нитусов в статье «Сусанна Гукасовна Мадоян, создательница первого полупроводникового триода в СССР» описывает, как она пришла к этой теме (с ее слов):«В 1948 в МХТИ на кафедре «Технология электровакуумных и газоразрядных приборов»… при распределении дипломных работ тема «Исследование материалов для кристаллического триода» досталась застенчивому студенту, стоявшему последним в списке группы. Испугавшись, что не справится, бедняга стал просить руководительницу группы дать ему что-нибудь другое. Та, вняв уговорам, подозвала оказавшуюся рядом девушку и сказала: «Сусанна, поменяйся с ним. Ты у нас девушка смелая, активная и с этим разберёшься». Так 22-летняя дипломница, сама того не ожидая, оказалась первым разработчиком транзисторов в СССР».В итоге она получила направление в НИИ-160, в 1949 году эксперимент Браттейна был ею воспроизведен, но дальше этого дело снова не пошло. Значимость тех событий у нас традиционно переоценивают, возводя их в ранг создания первого отечественного транзистора. Однако транзистор весной 1949 года сделан не был, был лишь продемонстрирован транзисторный эффект на микроманипуляторе, да и германиевые кристаллы использовались не свои, а извлеченные из детекторов фирмы Philips. Годом позже образцы подобных устройств были разработаны в ФИАН, ЛФТИ и в ИРЭ АН СССР. В начале 50-х годов первые точечные транзисторы были также изготовлены Лашкаревым в лаборатории при Институте физики АН УССР.К огромному сожалению для нас, уже 23 декабря 1947 года Уолтер Браттейн в AT&T Bell Telephone Laboratories провел презентацию изобретенного им прибора – действующего макета первого транзистора. В 1948 году состоялась презентация первого транзисторного радиоприемника AT&T, а в 1956 году Уильям Шокли, Уолтер Браттейн и Джон Бардин получили Нобелевскую премию за одно из величайших открытий за всю историю человечества. Так, советские ученые (подойдя буквально на расстояние миллиметра к аналогичному открытию раньше американцев и даже уже увидев его своими глазами, что особенно досадно!) проиграли транзисторную гонку.Почему мы проиграли транзисторную гонкуВ чем же была причина этого прискорбного события? В 1920–1930 годы мы шли ноздря в ноздрю не только с американцами, но и, вообще, со всем миром, занимавшимся изучением полупроводников. Везде шли похожие работы, проводился плодотворный обмен опытом, писались статьи, проводились конференции. СССР подошел к созданию транзистора ближе всех, мы буквально держали в руках его прототипы, причем на 6 лет раньше янки. К сожалению, нам помешал, прежде всего, знаменитый эффективный менеджмент по-советски. Во-первых, работы по полупроводникам производила куча независимых коллективов, одинаковые открытия делались независимо, авторы не имели информации о достижениях коллег. Причиной тому была уже упомянутая параноидальная советская секретность всех исследований в области оборонной электроники. Далее, главной проблемой советских инженеров стало то, что, в отличие от американцев, они изначально не искали замену вакуумному триоду специально – они разрабатывали диоды для РЛС (пытаясь скопировать трофейные германские, фирмы Phillips), а конечный результат получили практически случайно и не сразу осознали его потенциал. В конце 1940-х годов в радиоэлектронике доминировала радарная проблематика, именно под радиолокацию в электровакуумном НИИ-160 разрабатывались магнетроны и клистроны, их создатели, естественно, были на первых ролях. Кремниевые детекторы тоже предназначались для радаров. Красилов был перегружен правительственными темами по лампам и диодам и не стал грузить себя еще больше, уходя в неизведанные области. Да и характеристики первых транзисторов были ой как далеки от чудовищных магнетронов мощных радаров, военные не видели в них пользы. На самом деле для сверхмощных радаров действительно не придумано ничего лучше ламп, многие такие монстры холодной войны состоят на вооружении до сих пор и работают, обеспечивая непревзойденные параметры. Например, лампы бегущей волны с кольцевым стержнем (крупнейшие в мире, длиной более 3-х метров), разработанные Raytheon в начале 1970-х годов и производящиеся до сих пор компанией L3Harris Electron Devices, используются в системах AN/FPQ-16 PARCS (1972) и AN/FPS-108 COBRA DANE (1976), которые позже легли в основу знаменитой «Дон-2Н». Система PARCS отслеживает более половины всех объектов, находящихся на орбите Земли, и способна обнаружить объект размером с баскетбольный мяч на расстоянии в 3200 км. Ещё более высокочастотная лампа стоит в радаре Cobra Dane на удалённом острове Шемья в 1900 км от побережья Аляски, он отслеживает запуски ракет, не принадлежащих США, и собирает данные наблюдения за спутниками. Радарные лампы разрабатывают и сейчас, например, в России их выпускает АО НПП «Исток» им. Шокина (бывший тот самый НИИ-160). AN/FPQ-16 PARCS и AN/FPS-108 COBRA DANE. Фото: wikipedia.orgИ их чудовищные трехметровые лампы (фото из статьи о необычных лампах)Кроме того, группа Шокли опиралась на новейшие исследования в области квантовой механики, уже отбросив ранние тупиковые направления Ю. Э. Лилиенфельда, Р. Поля (Robert Wichard Pohl) и прочих предшественников 20–30-х годов. Bell Labs, как пылесос, высасывал для своего проекта лучшие мозги США, не жалея никаких денег. В штате компании было более 2000 дипломированных ученых, и группа транзистора стояла на самой вершине этой пирамиды интеллекта.С квантовой механикой в СССР в те годы была беда. В конце 1940-х годов квантовая механика и теория относительности были подвержены критике по причине «буржуазной идеалистичности». Советские физики, такие как К. В. Никольский и Д. И. Блохинцев (см. маргинальную статью Д. И. Блохинцева «Критика идеалистического понимания квантовой теории», УФН, 1951 г.), упорно пытались разработать «марксистски верную» науку, подобно тому, как в нацистской Германии ученые пытались создать «расово верную» физику, также игнорируя работы еврея Эйнштейна. В конце 1948 года началась подготовка Всесоюзного совещания заведующих кафедрами физики с целью «исправления» имевших место «упущений» в физике, был выпущен сборник «Против идеализма в современной физике», в котором выдвигались предложения разгромить «эйнштейнианство». Однако, когда Берия, курировавший работы по созданию атомной бомбы, спросил у И. В. Курчатова, правда ли, что нужно отказаться от квантовой механики и теории относительности, то услышал: «Если от них отказаться, то придётся отказаться и от бомбы». Погромы были отменены, однако квантовая механика и ТО не могли официально изучаться в СССР вплоть до середины 1950-х. Например, один из советских «марксистских ученых» еще в 1952 году в книге «Философские вопросы современной физики» (причем издательства АН СССР!) «доказывал», ошибочность E=mc² так, что современные шарлатаны обзавидуются: «В данном случае происходит своеобразное и еще конкретно не раскрытое наукой перераспределение величины массы, при котором масса не исчезает и которое является результатом глубокого изменения реальных связей системы... Никакого превращения массы в энергию не происходит, но совершается сложный процесс материальных преобразований, в которых масса и энергия... претерпевают соответствующие изменения».Ему вторил коллега, очередной «великий физик-марксист» А. К. Тимирязев в статье «Еще раз о волне идеализма в современной физике»:«Статья подтверждает, во-первых, что насаждение эйнштейнианства и квантовой механики в нашей стране было тесно связано с вражеской антисоветской деятельностью, во-вторых, что оно происходило в особой форме оппортунизма – преклонением перед Западом, в-третьих, что уже в 1930-е была доказана идеалистическая сущность «новой физики» и «социальный заказ» на неё империалистической буржуазии». И эти люди хотели получить транзистор?! С физфака МГУ как «буржуазные идеалисты» были устранены ведущие ученые из АН СССР Леонтович, Тамм, Фок, Ландсберг, Хайкин и другие. Когда в 1951 году в связи с ликвидацией ФТФ МГУ на физфак перевели его студентов, которые учились у Петра Капицы и Льва Ландау, они были неподдельно удивлены низким уровнем преподавателей физфака. При этом до закручивания гаек со второй половины 1930-х об идеологических чистках в науке речи не шло, наоборот, был плодотворный обмен идеями с международным сообществом, например, Роберт Поль посещал СССР в 1928 году, участвуя вместе с отцами квантовой механики Полем Дираком (Paul Adrien Maurice Dirac), Максом Борном (Max Born) и другими в VI съезде физиков, в Казани, а упомянутый уже Лосев в то же время свободно писал письма по поводу фотоэффекта Эйнштейну. Дирак в 1932 году опубликовал статью в соавторстве с нашим квантовым физиком Владимиром Фоком. К сожалению, развитие квантовой механики в СССР остановилось в конце 1930-х и там и пребывало до середины 1950-х, когда после смерти Сталина идеологические гайки раскрутили и осудили лысенковщину и прочие ультрамаргинальные марксистские «научные прорывы».Наконец, существовал еще и наш, чисто отечественный фактор, упомянутый уже антисемитизм, унаследованный еще от Российской империи. Он никуда не исчез и после революции, и в конце 1940-х снова стал подниматься «еврейский вопрос». По воспоминаниям разработчика ПЗС Ю. Р. Носова, заседавшего с Красиловым в одном диссертационном совете (изложено в «Электроника» №3/2008):те, кто постарше и помудрее, знали, что в такой ситуации надо лечь на дно, временно исчезнуть. Года два Красилов редко бывал в НИИ-160. Говорили, что он внедряет детекторы на Томилинском заводе. Как раз тогда несколько заметных фрязинских СВЧ-истов во главе с С. А. Зусмановским не по своей воле загремели в Саратов поднимать поволжскую электронную целину. Затянувшаяся «командировка» Красилова не только притормозила наш транзисторный старт, но и породила в ученом – тогдашнем лидере и авторитете, подчеркнутую осторожность и осмотрительность, что позднее, возможно, задержало развитие кремниевых и арсенидгаллиевых транзисторов.Сравним это с работой группы Bell Labs. Корректная формулировка цели проекта, своевременность ее постановки, наличие колоссальных ресурсов. Директор разработок Марвин Келли (Marvin Kelly), специалист в области квантовой механики, собрал группу профессионалов высочайшего класса из Массачусетса, Принстона и Стэнфорда, выделил им практически неограниченные ресурсы (сотни миллионов долларов ежегодно). Уильям Шокли, как человек – был своеобразным аналогом Стива Джобса: безумно требовательный, скандальный, грубый с подчиненными, имел отвратительный характер (менеджером, в отличие от Джоббса, он, кстати, тоже был неважным), но при этом как технический руководитель группы – он имел высочайший профессионализм, широту кругозора и маниакальную амбициозность – ради достижения успеха он был готов работать по 24 часа в сутки. Естественно, не считая того, что он был превосходнейшим физиком-экспериментатором. Группа была сформирована по мультидисциплинарному принципу – каждый мастер своего дела.БританцыСправедливости ради, первый транзистор был радикально недооценен всем мировым сообществом, а не только в СССР, и в этом была и вина самого прибора. Точечные германиевые транзисторы были ужасны. Они имели малую мощность, изготавливались практически вручную, теряли параметры при нагреве и тряске, обеспечивали непрерывную работу в диапазоне от получаса до нескольких часов. Их единственными преимуществами перед лампами была колоссальная компактность и малая потребляемая мощность. А проблемы с государственным управлением разработками были не только в СССР. Британцы, например, по словам Ханса-Йоахима Квайссера (Hans-Joachim Queisser, сотрудник Shockley Transistor Corporation, эксперт в кремниевых кристаллах и вместе с Шокли – отец солнечных батарей), вообще, считали транзистор каким-то хитрым рекламным трюком Bell Laboratories. Поразительно, но они умудрились прозевать и производство микросхем вслед за транзисторами, при том, что идею интеграции впервые предложил еще в 1952 году британец – радиотехник Джеффри Даммер (Geoffrey William Arnold Dummer, не путать с известным американцем Jeffrey Lionel Dahmer), впоследствии ставший знаменитым как «пророк интегральных схем». Долгое время он безуспешно пытался найти финансирование на родине, только в 1956 году он смог изготовить прототип собственной ИС методом выращивания из расплава, но опыт оказался неудачным. В 1957 году Министерство обороны Великобритании окончательно признало его работы бесперспективными, чиновники мотивировали отказ высокой себестоимостью и худшими, чем у дискретных приборов, параметрами (откуда они взяли значения параметров еще не созданных ИС – бюрократическая тайна). Параллельно ИС пытались разработать частным порядком все 4 английские полупроводниковые компании: STC, Plessey, Ferranti и Marconi-Elliott Avionic Systems Ltd (образованная поглощением Elliott Brothers фирмой GEC-Marconi), но производство микросхем толком из них не наладила ни одна. Разобраться в хитросплетениях британских технологий довольно сложно, но помогла книга «A History of the World Semiconductor Industry (History and Management of Technology)», написанная в 1990 году.Ее автор Питер Робинс (Peter Robin Morris) утверждает, что американцы были далеко не первыми в разработке микросхем. Plessey создала прототип ИС еще в 1957 году (раньше Килби!), хотя промышленное производство было отложено до 1965 года (!!), и момент был упущен. Алекс Крэнсвик (Alex Cranswick), бывший сотрудник Plessey, говорил, что они получили очень быстрые биполярные кремниевые транзисторы в 1968 году и производили на них два устройства ECL-логики, включая логарифмический усилитель (SL521), который использовался в ряде военных проектов, возможно, в компьютерах ICL. Питер Суонн (Peter Swann) утверждает в «Corporate Vision and Rapid Technological Change», что Ferranti подготовила свои первые микросхемы серии MicroNOR I по заказу флота еще в 1964 году. Коллекционер первых микросхем Эндрю Уили (Andrew Wylie) уточнил эту информацию в переписке с бывшими сотрудниками Ferranti, и они подтвердили ее, хотя найти информацию об этом за пределами чрезвычайно узкоспециализированных британских книг практически невозможно (в сети общеизвестна лишь модификация MicroNOR II для Ferranti Argus 400 1966 года).Насколько известно, STC не разрабатывала ИС для коммерческого производства, хотя они делали гибридные устройства. Marconi-Elliot делали коммерческие микросхемы, но чрезвычайно малым тиражом, и информации о них почти не сохранилось даже в британских источниках тех лет. В итоге все 4 британские компании полностью прозевали переход к машинам третьего поколения, активно начавшийся в США в середине 1960-х и даже в СССР примерно в это же время – тут британцы отстали даже от Советов. Фактически упустив техническую революцию, они так же вынуждены были догонять США, причем в середине 1960-х Великобритания (в лице компании ICL) была отнюдь не против объединиться с СССР для производства новой единой линейки мэйнфреймов, но это уже совсем другая история.В СССР же даже после прорывной публикации компании Bell Labs транзистор для Академии наук не стал приоритетом. На VII Всесоюзном совещании по полупроводникам (1950 год), первом послевоенном, почти 40 % докладов были посвящены фотоэлектричеству и ни одного – германию и кремнию. А еще в высоких научных кругах очень щепетильно относились к терминологии, называя транзистор «кристаллическим триодом» и пытаясь заменить «дырки» на «отверстия». Книга Шокли при этом была у нас переведена сразу же после ее издания на Западе, но без ведома и разрешения западных издательств и самого Шокли. Более того, в отечественной версии был исключен параграф с изложением «идеалистических взглядов физика Бриджмена, с которым автор полностью солидарен», предисловие и примечания же были полны критики: «Материал изложен недостаточно последовательно... Читатель… будет обманут в своих ожиданиях... Серьезным недостатком книги является замалчивание работ советских ученых». Были даны многочисленные примечания, «которые должны помочь советскому читателю разобраться в ошибочных высказываниях автора». Спрашивается, зачем переводили такую дрянную вещь, не говоря уже о том, чтобы использовать ее как учебник по полупроводникам.Переломный 1952Перелом в понимании роли транзисторов в Союзе настал только в 1952 году, тогда вышел специальный номер радиотехнического журнала США «Труды института радиоинженеров» (сейчас IEEE), полностью посвященный транзисторам. В начале 1953 года несгибаемый Берг решил-таки дожать тему, начатую им 9 лет назад, и зашел с козырей, обратившись на самый верх. В тот момент он был уже замминистра обороны и подготовил письмо в ЦК КПСС о развитии аналогичных работ. На это событие наложилась сессия ВНТОРЭС, на которой коллега Лосева – Б. А. Остроумов выступил с большим докладом «Советский приоритет в деле создания кристаллических электронных реле по работам О. В. Лосева». Кстати, он остался единственным, кто почтил вклад коллеги. До этого в 1947 году в нескольких выпусках журнала «Успехи физических наук» были опубликованы обзоры развития советской физики за тридцать лет – «Советские исследования по электронным полупроводникам», «Советская радиофизика за 30 лет», «Советская электроника за 30 лет», и о Лосеве и его исследованиях кристадина упоминается лишь в одном обзоре (Б. И. Давыдова), да и то вскользь.К этому моменту на основе работ 1950-го года в ОКБ 498 были разработаны первые советские серийные диоды от ДГ-В1 до ДГ-В8. Тема была настолько секретной, что с подробностей разработки гриф был снят аж в 2019 году. В результате в 1953 году образуется единый специальный НИИ-35 (позже «Пульсар»), а в 1954 году организуется Институт полупроводников АН СССР, директором которого стал начальник Лосева, академик Иоффе. В НИИ-35 в год открытия Сусанна Мадоян создает первый образец плоскостного сплавного германиевого p-n-p транзистора, и в 1955 году начинается их выпуск под марками КСВ-1 и КСВ-2 (в дальнейшем П1 и П2). Как вспоминает упомянутый Носов: «Занятно, что быстрому становлению НИИ-35 поспособствовала казнь Берии в 1953 г. В то время в Москве находилось СКБ-627, в котором пытались создать магнитное антирадарное покрытие, шефство над предприятием взял Берия. После его ареста и казни дирекция СКБ благоразумно самораспустилась, не дожидаясь последствий, здание, кадры и инфраструктура – все досталось транзисторному проекту, к концу 1953 года здесь оказалась вся группа А. В. Красилова».Миф это или нет – остается на совести автора цитаты, но, зная СССР, такое могло быть вполне. В том же году на заводе «Светлана» в Ленинграде началось промышленное производство точечных транзисторов КС1-КС8 (независимый аналог Bell Type A). Через год московский НИИ-311 с опытным заводом переименован в НИИ «Сапфир» с заводом «Оптрон» и переориентирован на разработку полупроводниковых диодов и тиристоров. На протяжении 50-х годов в СССР почти синхронно с США разрабатывали новые технологии изготовления плоскостных и биполярных транзисторов: сплавную, сплавно-диффузионную и меза-диффузионную. На замену серии КСВ в НИИ-160 Ф. А. Щиголем и Н. Н. Спиро был начат серийный выпуск точечных транзисторов С1Г-С4Г (корпус серии С был скопирован с Raytheon SK703-716), объем производства составлял несколько десятков штук в день. Как же был совершен переход от этих десятков к строительству центра в Зеленограде и производству интегральных микросхем? Об этом мы поговорим в следующий раз.]]> https://topwar.ru/183763-unikalnaja-i-zabytaja-rozhdenie-sovetskoj-pro-judickij-stroit-superkompjuter.html https://topwar.ru/183763-unikalnaja-i-zabytaja-rozhdenie-sovetskoj-pro-judickij-stroit-superkompjuter.html 183763 Fri, 11 Jun 2021 18:00:21 +0300 native-yes Главный командный пункт системы ПРО А-35М в работе, конец 1970-х (фото - http://vpk-news.ru)Далее в истории появляются два человека, которых называют отцами отечественной модулярной арифметики, однако, тут все непросто. Как правило, для советских разработок были две негласные традиции. Обычно, если в работе принимали участие несколько человек и кто-то из них был еврей – о его вкладе вспоминали не всегда и не везде (вспомним, как гоняли группу Лебедева и писали на него доносы из-за того, что он посмел взять конструктором МЭСМ Рабиновича, не единственный, кстати, случай, о традициях советского академического антисемитизма мы еще упомянем).Вторая – большая часть лавров доставалась начальнику, а про подчиненных в целом старались не упоминать, даже если их вклад был решающим (это одна из стержневых традиций нашей науки, нередки случаи, когда имя реального конструктора проекта, изобретателя и исследователя стояло в списке соавторов месте на третьем после толпы всех его начальников, а в случае с Торгашевым и его компьютерами, о которых мы еще поговорим, так вообще – на четвертом). АкушскийВ данном же случае нарушены были обе – в большей части популярных источников буквально до последних лет главным (а то и единственным) отцом модулярных машин называли Израиля Яковлевича Акушского, старшего научного сотрудника в лаборатории модулярных машин в СКБ-245, куда Лукин и отправил задание по конструированию такого компьютера. Вот, например, феноменальная статья в журнале об инновациях в России «Стимул» в рубрике «Исторический календарь»: Израиль Яковлевич Акушский – основоположник нетрадиционной компьютерной арифметики. На основе остаточных классов и основанной на них модулярной арифметике он разработал методы проведения вычислений в супербольших диапазонах с числами в сотни тысяч разрядов, открывающие возможности создания ЭЦВМ высокой производительности на принципиально новой основе. Это предопределило и подходы к решению ряда вычислительных задач теории чисел, остававшихся нерешенными со времен Эйлера, Гаусса, Ферма. Акушский занимался также математической теорией вычетов, ее вычислительными приложениями в компьютерной параллельной арифметике, распространением этой теории на область многомерных алгебраических объектов, вопросами надежности спецвычислителей, помехозащищенными кодами, методами организации вычислений на номографических принципах для оптоэлектроники. Акушский построил теорию самокорректирующихся арифметических кодов в системе остаточных классов (СОК), позволяющую резко повысить надежность ЭЦВМ, внес большой вклад в разработку общей теории непозиционных систем и распространение этой теории на более сложные числовые и функциональные системы. На специализированных вычислительных устройствах, созданных под его руководством в начале 1960-х, впервые в СССР и в мире была достигнута производительность более миллиона операций в секунду и надежность в тысячи часов.Ну и дальше в том же духе. Решил нерешенные со времен Ферма проблемы и поднял с колен отечественное компьютеростроение: Основоположник советской вычислительной техники академик Сергей Лебедев высоко ценил и поддерживал Акушского. Рассказывают, что как-то, увидев его, сказал: «Я бы делал высокопроизводительную ЭВМ иначе, но не всем надо работать одинаково. Дай вам Бог успеха!» …Ряд технических решений Акушского и его коллег удалось запатентовать в Великобритании, США, Японии. Когда Акушский уже работал в Зеленограде, в США нашлась фирма, готовая к сотрудничеству по созданию машины, «начиненной» идеями Акушского и новейшей электронной базой США. Уже велись предварительные переговоры. Камиль Ахметович Валиев, директор НИИ молекулярной электроники, готовился к развертыванию работ с новейшими микросхемами из США, как вдруг Акушского вызвали в «компетентные органы», где без каких-либо объяснений заявили, что «научный центр Зеленограда не будет повышать интеллектуальный потенциал Запада!»Статья, вообще, примечательна тем, что представляет собой воспроизведение заметки небезызвестного Б. М. Малашевича «Модулярная арифметика и модулярные компьютеры», включая весьма одиозные пассажи, например: Интересно, что для этих расчетов он впервые в стране ввел и применил двоичную систему счисления. Это они о его работе с табуляторами IBM, ну хорошо хоть, не изобрел оную систему. Казалось бы, в чем, собственно, проблема? Акушский везде назван выдающимся математиком, профессор, доктор наук, членкор, все награды при нем? Однако его официальная биография и библиография составляют разительный контраст с хвалебными панегириками. В автобиографии Акушский пишет:В 1927 году я окончил среднюю школу в г. Днепропетровске и переехал в Москву с целью поступить в Университет на физико-математический факультет. Однако в Университет я не был принят и занимался самообразованием по курсу физмата (экстерном), посещая лекции и участвуя в работе студенческих и научных семинаров. Сразу возникают вопросы, и почему он не был принят (и почему пытался только один раз, в его роду, в отличие от Кисунько, Рамеева, Матюхина – врагов народа бдительные органы не обнаружили), и почему он не защитил университетский диплом экстерном? В те времена это практиковалось, но об этом Израиль Яковлевич скромно умалчивает, факт отсутствия высшего образования он старался не афишировать. В личном деле, сохранившемся в архиве по месту его последней работы, в графе «образование» его рукой написано «высшее, полученное самообразованием» (!). В общем-то, для науки это не страшно, не все выдающиеся компьютерщики мира заканчивали Кембридж, но давайте посмотрим, каких успехов в области разработки ЭВМ он достиг. Карьеру он начал в 1931, до 1934 работая в должности вычислителя при НИИ математики и механики МГУ, фактически был просто человеком-калькулятором, день и ночь умножающим на арифмометре колонки цифр и записывающим результат. Далее его понесло в публицистику и с 1934 по 1937 годы Акушский редактор (не автор!) секции математики Государственного издательства технико-теоретической литературы, занимался правкой рукописей на предмет опечаток. С 1937 по 1948 годы И. Я. Акушский – младший, а затем старший научный сотрудник отдела приближенных вычислений Математического института им. В. С. Стеклова АН СССР. Что же он там делал, изобретал новые математические методы или компьютеры? Нет, руководил группой, которая на табуляторе IBM рассчитывала таблицы стрельб для артиллерийских орудий, навигационные таблицы для военной авиации, таблицы для радиолокационных систем ВМФ и др., фактически стал начальником вычислителей. В 1945 он умудрился защитить кандидатскую диссертацию по проблеме применения табуляторов. В то же время выходят две брошюры, где он был соавтор, вот и все его ранние труды по математике: Как упростить вычисления (Л. Я. Нейшулер, И. Я. Акушский. – Москва; Ленинград: Изд-во Акад. наук СССР, 1938, Научно-популярная серия «Академия наук – стахановцам») и Таблицы бесселевых функций (Л. А. Люстерник, И. Я. Акушский, В. А. Диткин. – Москва; Ленинград: Гостехиздат, 1949 (Математические таблицы; Вып. 1). Одна книга в соавторстве с Нейшулером – популярная брошюра для стахановцев, как считать на арифмометре, вторая, в соавторстве со своим начальником – вообще таблицы функций. Как видим – прорывов в науке пока не случилось (позже, впрочем, тоже, одна книга вместе с Юдицким про СОК, да еще пара брошюр про перфораторы и программирование на калькуляторе «Электроника-100»).В 1948 году при образовании ИТМиВТ АН СССР в него был переведен отдел Л. А. Люстерника, в том числе и И. Я. Акушский, с 1948 по 1950 годы он старший научный сотрудник, а затем и. о. зав. лабораторией тех же вычислителей. В 1951–1953 годах на какое-то время резкий поворот в карьере и он внезапно главный инженер проекта Государственного института «Стальпроект» Министерства чёрной металлургии СССР, который занимался строительством доменных печей и прочего тяжелого оборудования. Какие научные изыскания в области металлургии он там осуществлял, автору, к несчастью, выяснить так и не удалось.Наконец, в 1953 году он нашел практически идеальную работу. Президент АН Казахской ССР И. Сатпаев с целью развития вычислительной математики в Казахстане решил образовать при президиуме АН КазССР отдельную лабораторию машинной и вычислительной математики. Для руководства ею был приглашен Акушский. В должности зав. лабораторией он проработал в Алма-Ате с 1953 по 1956 годы, вернувшись затем в Москву, но продолжая ещё какое-то время руководить лабораторией по совместительству, на полставки дистанционно, что вызвало ожидаемое возмущение алмаатинцев (человек живет в Москве и получает зарплату за должность в Казахстане), о чем писали даже в местных газетах. Газетам, однако, пояснили, что партии виднее, после чего скандал замялся.С такой впечатляющей научной карьерой он попадает в то самое СКБ-245 на должность старшего научного сотрудника в лаборатории Д. И. Юдицкого, еще одного участника разработки модулярных машин. ЮдицкийПоговорим теперь об этом человеке, которого часто считали вторым, а еще чаще – просто забывали как-то отдельно упомянуть. Судьба семьи Юдицких была непростой. Его отец – Иван Юдицкий, был поляк (что само по себе в СССР было как-то не очень), в процессе своих приключений в Гражданскую войну на просторах нашей родины он встретился с татаркой Марьям-Ханум и влюбился до степени принятия ислама, превратившись из поляка в казанского татарина Ислам-Гирея Юдицкого. В итоге его сын был благословлен родителями именем Давлет-Гирей Ислам-Гиреевич Юдицкий (!), а национальность его в паспорте была вписана как аж «кумык», с родителями «татарин» и «дагестанка» (!). Радость, которую он всю жизнь от этого испытывал, равно как и проблемы с принятием в обществе, довольно сложно представить. Отцу, впрочем, повезло меньше. Его польское происхождение сыграло роковую роль в начале Второй мировой, когда СССР оккупировал часть Польши. Как поляк, хотя уже много лет как ставший «казанским татарином» и гражданином СССР, несмотря на героическое участие в Гражданской войне в будёновской армии, он был выслан (один, без семьи) в Карабах. Сказались серьёзные раны Гражданской войны и тяжёлые условия жизни: он серьёзно заболел. По окончании войны дочь поехала за ним в Карабах и привезла в Баку. Но дорога была трудной (горное бездорожье 1946 год, ехать приходилось на гужевом и автомобильном транспорте, часто случайном), а здоровье серьёзно подорвано. На вокзале в Баку, не доехав до дома, Ислам-Гирей Юдицкий скончался, пополнив пантеон репрессированных отцов советских конструкторов (это уже действительно стало почти традицией).В отличие от Акушского, Юдицкий с юности проявил себя талантливым математиком. Несмотря на судьбу отца, окончив школу, он смог поступить в Азербайджанский государственный университет в Баку и во время учёбы официально работал преподавателем физики в вечерней школе. Он не только получил полноценное высшее образование, но и в 1951 году после окончания университета на конкурсе дипломов в Азербайджанской АН занял призовое место. Так Давлет-Гирей получил премию и был приглашён в аспирантуру АН АзССР. Тут в его жизнь вмешался счастливый случай – приехал представитель из Москвы и отобрал пятерых лучших выпускников для работы в Специальном конструкторском бюро (том самом СКБ-245), где как раз начиналось проектирование «Стрелы» (до «Стрелы», впрочем, его или не допустили, или его участие нигде документально не зафиксировано, однако, он был одним из конструкторов «Урал-1»). Отметим, что его паспорт уже тогда причинял Юдицкому значительные неудобства, вплоть до того, что в командировке на один из режимных объектов изобилие нерусских «Гиреев» вызвало подозрение у охраны и они несколько часов не пропускали его. Вернувшись из командировки, Юдицкий тут же отправился в ЗАГС исправлять проблему. Собственного Гирея ему убрали, а в отчестве категорически отказали.Конечно, в том, что на долгие годы Юдицкий был забыт и почти вычеркнут из истории отечественных ЭВМ, виновато не только сомнительное происхождение. Дело в том, что в 1976 году исследовательский центр, который он возглавлял, был разгромлен, все его разработки закрыты, сотрудники разогнаны, а его самого постарались просто убрать из истории компьютеров. Поскольку историю пишут победители – о Юдицком прочно забыли все, кроме ветеранов его коллектива. Только в последние годы эта ситуация начала выправляться, тем не менее, кроме как на специализированных ресурсах по истории советской ВТ, найти информацию о нем проблематично, и широкой общественности он известен на порядок хуже Лебедева, Бурцева, Глушкова и других советских пионеров. Поэтому и в описаниях модулярных машин его имя часто стояло вторым, если стояло вообще. Почему так получилось и чем он это заслужил (спойлер: классическим для СССР способом – вызвав личную неприязнь своим интеллектом у ограниченных мозгами, но всемогущих партийных чинуш), мы рассмотрим ниже. Серия К340А В 1960 году в Лукинском НИИДАР (он же НИИ-37 ГКРЭ) в это время были серьезные проблемы. ПРО отчаянно нуждалось в компьютерах, но разработать ЭВМ в родных стенах никто не осиливал. Была изготовлена машина А340А (не путать с более поздними модулярными машинами с тем же числовым индексом, но другими префиксами), но заставить её работать никак не удавалось, по причине феноменальной кривизны рук архитектора системных плат и ужасного качества компонентов. Лукин быстро понял, что проблема в подходе к проектированию и в руководстве отдела, и начал поиски нового руководителя. Его сын, В. Ф. Лукин вспоминает: Отец долго искал замену начальнику отдела ЭВМ. Однажды, находясь на Балхашском полигоне, он спросил В. В. Китовича из НИИЭМ (СКБ-245), не знает ли он подходящего толкового парня. Тот предложил ему посмотреть Д. И. Юдицкого, работавшего тогда в СКБ-245. Отец, который ранее был председателем Госкомиссии по приемке ЭВМ «Стрела» в СКБ-245, вспомнил молодого, грамотного и энергичного инженера. А когда узнал, что тот вместе с И. Я. Акушским всерьёз заинтересовался СОК, которую отец считал перспективной, пригласил Юдицкого для беседы. В результате Д. И. Юдицкий и И. Я. Акушский перешли на работу в НИИ-37.Так Юдицкий стал начальником отдела разработки ЭВМ в НИИДАР, а И. Я. Акушский – начальником лаборатории в этом отделе. Он бодро приступил к переработке архитектуры машины, его предшественник реализовал все на огромных платах по несколько сотен транзисторов, что, с учетом отвратительного качества этих транзисторов, никак не позволяло точно локализовать неисправности схемы. Масштаб бедствия, равно как и всю гениальность того чудака, который построил архитектуру таким образом, отражает цитата студента МЭИ на практике в НИИДАР А. А. Попова: …лучшие регулировщики вот уже несколько месяцев безрезультатно оживляли эти узлы. Давлет Исламович рассыпал машину на элементарные ячейки – триггер, усилитель, генератор и т.п. Дело пошло. В итоге через два года А340А – 20-разрядную ЭВМ с быстродействием 5 kIPS для РЛС «Дунай-2» таки смогли отладить и выпустить (впрочем, вскоре «Дунай-2» был заменен на «Дунай-3» на уже модулярных машинах, хотя и прославился тем, что именно эта станция участвовала в первом в мире перехвате МБР).Пока Юдицкий превозмогал непокорные платы, Акушский изучал чешские статьи о проектировании СОК-машин, которые получил из Реферативного журнала АН СССР годом ранее начальник отдела СКБ-245 Э. А. Глузберг. Изначально задачей Глузберга было написать реферат к этим статьям, но они были на чешском, которого он не знал, и в области, в которой он не разбирался, поэтому он отфутболил их Акушскому, впрочем, чешкого не знал и он, и статьи ушли дальше к В. С. Линскому. Линский купил чешско-русский словарь и осилил перевод, но пришел к выводу о нецелесообразности использования СОК в большинстве ЭВМ из-за низкой эффективности операций с плавающей точкой в данной системе (что вполне логично, так как математически эта система предназначена лишь для работы с натуральными числами, все остальное там делается через ужасающие костыли). Как пишет Малашевич: «Первая в стране попытка осмыслить принципы построения модулярной ЭВМ (на основе СОК) …не получила единого понимания – не все её участники прониклись сутью СОКа.Как отмечает В. М. Амербаев: Это было обусловлено неумением осмысливать сугубо компьютерные вычисления строго алгебраически, вне кодового представления чисел. Переводя с языка информатики на русский – чтобы работать с СОК, надо было быть толковым математиком. Толковый математик там, по счастью, уже имелся, и Лукин (для которого, как мы помним, строительство суперЭВМ для проекта «А» было вопросом жизни и смерти) привлек к делу Юдицкого. Тому идея чрезвычайно понравилась, тем более что позволяла добиться невиданной доселе производительности. С 1960 по 1963 годы был закончен прототип его разработки, названный Т340А (серийная машина получила индекс К340А, но принципиально не отличалась). Машина была построена на 80 тысячах транзисторов 1T380B, имела ферритовую память. С 1963 по 1973 был осуществлен серийный выпуск (всего поставлено для систем РЛС порядка 50 экземпляров). Они использовались в «Дунаях» первой системы ПРО А-35 и даже в знаменитом проекте монструозных загоризонтных РЛС «Дуга». При этом среднее время безотказной работы было не таким уж и большим – 50 часов, что показывает уровень нашей полупроводниковой техники очень хорошо. Замена неисправных блоков и восстановление занимало около получаса, машина состояла из 20 шкафов в три ряда. В качестве оснований использовались числа 2, 5, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 61, 63. Таким образом, теоретически, максимальное число, с которым можно было произвести операции, имело порядок 3.33∙10^12. На практике оно было меньше, из-за того, что часть оснований предназначалась для контроля и коррекции ошибок. Для управления РЛС требовались комплексы из 5 или 10 машин, в зависимости от типа станции.Процессор К340А состоял из устройства обработки данных (то бишь АЛУ), устройства управления и двух видов памяти, каждая разрядностью 45 бит – буферного накопителя на 16 слов (что-то типа кэша) и 4х блоков накопителя команд (фактически ПЗУ с прошивкой, емкость 4096 слов, реализована на цилиндрических ферритовых сердечниках, для записи прошивки каждое из 4 тысяч из 45-битных слов нужно было ввести вручную, вставляя сердечник в отверстие в катушке и так для каждого из 4х блоков). ОЗУ состояло из 16х накопителей чисел по 1024 слова каждый (всего 90 Кб) и накопителя констант на 4096 слов (возможно увеличение до 8192 слов). Машина была построена по гарвардской схеме, с независимыми каналами команд и данных и потребляла 33кВт электроэнергии.Отметим, что гарвардская схема была применена впервые среди машин СССР. ОЗУ была двухканальной (тоже чрезвычайно продвинутая по тем временам схема), каждый накопитель чисел имел два порта для ввода-вывода информации: с абонентами (с возможностью параллельного обмена с любым числом блоков) и с процессором. В весьма невежественной статье украинских копирайтеров из UA-Hosting Company на Хабре об этом было сказано так: В США в военных компьютерах использовались схемы универсальных компьютеров, что требовало повышения их скорости, объема памяти и надежности. В нашем отечестве в СЭВМ память для команд и память для чисел были независимы, что увеличивало производительность, исключало случайности, связанные с программами, например – появление вирусов. Спецкомпьютеры соответствовали структуре «Риск».Это показывает, что большая часть людей не отличает даже понятия архитектуры системной шины и архитектуры системы команд. Забавно, что Reduced Instruction Set Computer – RISC, копирайтеры, видимо, приняли за военную структуру, подверженную особому РИСКу. Каким образом гарвардская архитектура исключает появление вирусов (особенно в 1960-е годы) история тоже умалчивает, не говоря уже о том, что понятия CISC/RISC в чистом виде применимы лишь к ограниченному кругу процессоров 1980-х начала 1990-х годов, а никак не к древним машинам.Возвращаясь к К340А, отметим, что судьба машин этой серии была достаточно печальна и повторяет судьбу разработок группы Кисунько. Немного забежим вперед. Система А-35М (комплекс из «Дуная» с К430А) была принята на вооружение в 1977 году (когда возможности машин Юдицкого 2-го поколения уже безнадежно и невероятно отставали от требований). Разработать более прогрессивную систему для новой ПРО ему не дали (и об этом подробнее будет далее), Кисунько наконец вышибли из всех проектов ПРО, Карцев и Юдицкий скончались от инфарктов, и борьба министерств закончилась продавливанием принципиально новой системы А-135 уже с нужными и «правильными» разработчиками. Система включала в себя новую чудовищную РЛС 5Н20 «Дон-2Н» и уже «Эльбрус-2» в качестве компьютера. Все это отдельная история, которая будет освещена далее. Формуляры компьютеров К340А со станции «Дунай-3У» (фото – Б. М. Малашевича, «Модулярная арифметика и модулярные компьютеры»)Система А-35 же практически не успела хоть как-то отработать. Она была актуальна в 1960-е, но оказалась принята с опозданием в 10 лет. Она имела 2 станции «Дунай-3М» и «Дунай-3У», причем на 3М в 1989 случился пожар, станция была практически уничтожена и заброшена, и система А-35М де факто прекратила функционирование, хотя радар работал, создавая иллюзию боеспособного комплекса. В 1995 А-35М была окончательно выведена из эксплуатации. В 2000 году «Дунай-3У» был выключен окончательно, после чего комплекс стоял охраняемым, но заброшенным до 2013 года, когда начался демонтаж антенн и оборудования, причем разнообразные сталкеры залезали в него еще до этого.Борис Малашевич изучает следы более развитой цивилизации. У пульта К340А, экскурсия 2010 года, причем сам он по какой-то причине решил, что станция и компьютеры еще работают (фото – Б. М. Малашевича, «Модулярная арифметика и модулярные компьютеры»)Один из шкафов К340А (фото – Б. М. Малашевича, «Модулярная арифметика и модулярные компьютеры»)Вымерший машинный зал с компьютером К340А, 3 ряда шкафов и пульт – это вся машина (фото – Б. М. Малашевича, «Модулярная арифметика и модулярные компьютеры»)Легально на РЛС побывал в 2010 Борис Малашевич, ему устроили экскурсию (причем его статья написана так, как будто комплекс еще работает). Его фотографии машин Юдицкого уникальны, иных источников, увы, не существует. Что случилось с машинами после его визита неизвестно, но, скорее всего, были отправлены в металлолом при разборке станции. Вот вид на станцию с непарадной стороны за год до его визита. Сталкеры прогулялись до принимающей части станции, 2009 год (фото – Lana Sator)Вот состояние станции с непарадной стороны (Lana Sator):Так вот, в 2008 году кроме осмотра снаружи периметров и спуска в кабельник мы ничего и не посмотрели, хотя приезжали аж несколько раз, и зимой, и летом. Зато в 2009 году приехали уже куда более основательно... Та площадка, где находится передающая антенна, на момент досмотра представляла из себя чрезвычайно живую территорию с кучей вояк, камерами и громким гудением аппаратуры... Зато вот на приёмной площадке тогда была тишь да гладь. В зданиях происходило что-то между ремонтом и распилом на металл, по улице никто не шлялся, а дыры в некогда суровом заборе призывно зияли.Ну, и наконец, один из самых животрепещущих вопросов – каково же было быстродействие этого монстра? Во всех источниках указывается чудовищная цифра порядка 1,2 млн двойных операций в секунду (это отдельный трюк, процессор К430А технически выполнял одну команду за такт, но в каждой команде блоком шли две операции), в результате полное быстродействие составляло порядка 2,3 млн команд. Система команд содержит полный набор арифметических, логических и управляющих операций с развитой системой индикации. Команды АУ и УУ трёхадресные, команды обращения к памяти – двухадресные. Время выполнения коротких операций (арифметических, в том числе умножения, что и было главным прорывом в архитектуре, логических, операций сдвига, операций индексной арифметики, операций передачи управления) составляет один такт.Сравнивать вычислительную мощность машин 1960-х в лоб – задача ужасная и неблагодарная. Стандартных тестов не существовало, архитектуры отличались просто чудовищно, системы команд, основания системы счисления, поддерживаемые операции, длина машинного слова – все было уникальным. В итоге в большинстве случаев вообще непонятно, как считать и что круче. Тем не менее приведем некоторые ориентиры, постаравшись перевести уникальные для каждой машины «операции в секунду» в более-менее традиционные «сложения в секунду».Сравнение производительности машин 1960-х годовИтак, мы видим, что К340А в 1963 году не был самым быстрым компьютером на планете (хотя и был вторым после CDC 6600). Однако он показывал действительно выдающуюся производительность, достойную занесения в анналы истории. Была лишь одна проблема и фундаментальная. В отличие от всех перечисленных здесь западных систем, которые были именно полноценными универсальными машинами для научных и бизнес-применений, К340А был специализированным вычислителем. Как мы уже говорили, СОК просто идеальна для операций сложения и умножения (только натуральных чисел причем), при ее использовании можно получить сверхлинейное ускорение, чем и объясняется чудовищное быстродействие К340А, сравнимое с в десятки раз более сложным, продвинутым и дорогим CDC6600.Однако основной проблемой модулярной арифметики является существование немодульных операций, точнее главной из них – сравнения. Алгебра СОК не является алгеброй с однозначным порядком, так что сравнивать числа напрямую в ней нельзя, это операция просто не определена. Деление чисел же основано на сравнениях. Естественно, не любую программу можно написать, не используя сравнения и деление, и наша ЭВМ либо становится не универсальной, либо мы тратим колоссальные ресурсы на преобразование чисел из одной системы в другую.В результате К340А определенно имел архитектуру, близкую к гениальности, позволяющую из убогой элементной базы получить быстродействие на уровне многократно более сложного, огромного, продвинутого и безумно дорогого CDC6600. За это пришлось заплатить, собственно, тем, чем и прославился этот компьютер – необходимостью использовать модулярную арифметику, которая отлично ложилась на узкий спектр задач и плохо ложилась на все остальное.В любом случае этот вычислитель стал самой мощной машиной второго поколения в мире и самой мощной среди однопроцессорных систем 60-х годов, естественно, с учетом указанных ограничений. Подчеркнем снова, что прямое сравнение производительности СОК-компьютеров и традиционных универсальных векторных и суперскалярных процессоров корректно провести нельзя в принципе. Из-за фундаментальных ограничений СОК для таких машин даже проще, чем для векторных компьютеров (вроде М-10 Карцева или Cray-1 Сеймура Крэя), подобрать задачу, где вычисления будут выполняться на порядки медленнее, чем в обычных ЭВМ. Несмотря на это, К340А с точки зрения своей роли был, безусловно, совершенно гениальной конструкцией, причем в своей предметной области многократно превосходящей аналогичные западные разработки. Русские, как всегда, пошли особым путем и за счет удивительных технических и математических ухищрений смогли преодолеть отставание в элементной базе и недостаток ее качества, причем результат получился очень и очень впечатляющим. Однако, к несчастью, прорывные проекты такого уровня в СССР обычно ждало забвение. Так и случилось, серия К340А осталась единственной и уникальной. О том, как и почему это произошло, мы расскажем далее.]]> https://topwar.ru/183599-unikalnaja-i-zabytaja-rozhdenie-sovetskoj-pro-vozvraschaemsja-v-sssr.html https://topwar.ru/183599-unikalnaja-i-zabytaja-rozhdenie-sovetskoj-pro-vozvraschaemsja-v-sssr.html 183599 Tue, 08 Jun 2021 18:00:55 +0300 native-yes Команда «красных», пожилые ударники соцтруда – слева направо: Калмыков, Расплетин, Минц. Фото: wikipedia.org На противоположной стороне доски стояли представители Министерства обороны и их протеже.Д. Ф. Устинов. Все титулы перечислять никакой книги не хватит, Народный комиссар и министр вооружения СССР (1941–1953), министр оборонной промышленности СССР (1953–1957). Министр обороны СССР (1976–1984). Член (1952–1984) и секретарь (1965–1976) ЦК КПСС, член Политбюро ЦК КПСС (1976–1984), лауреат 16 орденов и 17 медалей и прочее и прочее. Противостояние на нем почти не сказалось, и умер он мирно в 1984 году в 76 лет.Ф. В. Лукин. Уже многократно упоминаемый здесь, в 1946–1953 гг. главный конструктор комплексных систем «Вымпел» и «Фут» радиолокационных и счётно-решающих приборов для автоматизации стрельбы корабельной зенитной артиллерии крейсеров, с 1953 года замначальника – главный инженер КБ-1, принял участие в работах над комплексами ПВО С- 25 и С-75, участвовал в разработке первой серийной советской ЭВМ «Стрела», продвигал модулярную арифметику и суперкомпьютеры. Итог противостояния – не пережил отмены проекта 5Э53 и скоропостижно скончался в том же 1971 году (62 года). И наконец, главный герой – тот, кто заварил всю эту кашу – Г. В. Кисунько. С сентября 1953 года – начальник СКБ № 30 КБ-1. В августе 1954 года приступил к разработке предложений по проекту экспериментальной системы противоракетной обороны (система «А»). С 3 февраля 1956 года – главный конструктор системы «А». В 1958 году был назначен главным конструктором системы ПРО А-35. Итог – на удивление пережил не только все разборки и окончательное отстранение от разработки систем ПРО, но и всех их участников и умер мирно аж в 1998 году в возрасте 80 лет. Впрочем, здесь свою роль сыграло то, что он был сильно моложе всех участвовавших, на момент конфликта ему было всего 36 и на его здоровье это настолько не сказалось.Команда «синих», военные – слева направо: Устинов, Лукин, Кисунько. Фото: wikipedia.orgНа стороне Министерства обороны были группы разработчиков Юдицкого и Карцева, на стороне Министерства радиопромышленности – никого (они разрабатывать компьютер для ПРО вообще не считали нужным). ИТМиВТ и Лебедев занимали нейтральную позицию, сначала мудро самоустранившись от титаномахии и сняв свои проекты с конкурса, а затем просто примкнув к победителям.Отдельно нужно отметить, что ни Расплетин, ни Минц не были злодеями в этой истории, скорее, их использовало МРП в своей конкурентной борьбе с МО. Теперь главный вопрос – а о чем, собственно, был скандал и почему эти министерства так поцапались? Естественно, основным был вопрос престижа и колоссального, чудовищного финансирования. МРП считало, что нужно усовершенствовать уже имеющиеся (и разрабатываемые их людьми) установки ПВО и не возиться с какими-то новомодными ПРО, МО считало, что нужно проектировать комплекс ПРО с нуля – от радаров до ЭВМ. Помешать разработкам ЭВМ Министерства обороны Министерство РП не смогло (хотя и удачно закопало проект Карцева, вместе с самим Карцевым, единственные машины, которые ему позволили построить, были употреблены не на ПРО, а на бесполезный проект контроля космического пространства), но оно могло помешать их внедрению, что и было проделано с привлечением тяжелейшей артиллерии – самого Генсека Брежнева, о чем мы и поговорим в следующих частях.Свою роль в противостоянии сыграла и личность Кисунько. Он был молодым, дерзким, резким на слова, нулевым подхалимом и абсолютно неполиткорректным человеком, не стеснявшимся назвать идиота идиотом в присутствии кого угодно на совещании любого уровня. Естественно, такая невероятная поперечность не могла не настроить против него огромное количество людей, и если бы не могущественнейший маршал Устинов, кончил бы Кисунько свою карьеру куда быстрее и куда печальнее. Следствием возраста стала и его открытость всем инновациям и нешаблонное мышление, дерзость которого поражала, что тоже не добавляло ему популярности. Именно он предложил радикально новую и казавшуюся тогда безумием концепцию построения ПРО, опираясь не на ядерные, а на обычные противоракеты с невероятной точностью наведения, которую и должны были обеспечивать сверхмощные ЭВМ. Вообще, на историю создания средств ПРО повлияло и объективное обстоятельство – фантастическая сложность задачи, причем с развитием средств доставки у потенциального противника, все возраставшая по ходу разработки. Эффективная система практически 100-процентной защиты от настоящего массированного ядерного удара вообще едва ли могла быть построена, в принципе, но техническая возможность разработки такого проекта у нас, безусловно, была. Как же был поставлен вопрос о применении и разработке сверхЭВМ? Как мы помним, с компьютеризацией в СССР к началу 1960-х все было печально, машин было мало, все они были несовместимы, распределялись директивно по министерствам и КБ, за машинное время дрались толпы ученых, машины были секретными и полусекретными, регулярных компьютерных курсов, равно как и литературы, не было. В ведущих вузах разработки почти не велись. В США в это же время мэйнфреймы для военных и бизнеса помимо IBM производили Burroughs, UNIVAC, NCR, Control Data Corporation, Honeywell, RCA и General Electric, не считая контор помельче, таких как Bendix Corporation, Philco, Scientific Data Systems, Hewlett-Packard и еще нескольких, число компьютеров в стране исчислялось тысячами и доступ к ним был у любой более-менее крупной компании. Если же отмотать к моменту начала проекта ПРО – 1954 году, то все становилось совсем уныло. К этому времени еще сама идея компьютеров и их возможностей в СССР была еще до конца не осознана, и доминировало представление о них, как о просто больших калькуляторах. Широкая техническая общественность получила некоторое представление об ЭВМ только в 1956 году из книги А. И. Китова «Электронные цифровые машины», но хвост непонимания тянулся за компьютерами еще лет десять. В этом отношении Кисунько был настоящим визионером. В те годы вершиной управляющих машин в СССР были аналоговые приборы, например, в самом передовом ЗРК С-25 управление осуществлялось, как в зенитках Второй мировой войны – электромеханическим аналоговым счетно-решающим прибором (точнее – так было поначалу, но затем группа вывезенных из Германии специалистов усовершенствовала проект, доктор Ганс Хох за счет аналитических трюков с координатами упростил компьютер наведения, что позволило сделать его полностью электронным). В 1953–1954 годах, когда Кисунько выдвинул свой проект, количество работающих ЭВМ в стране исчислялось единицами, о том, чтобы применить их в качестве управляющих, даже речи не шло, кроме того, возможности и БЭСМ-1, и «Стрелы» были более чем скромными. Эти факты, несомненно, были в ряду главных причин, по которым проекты Кисунько воспринимали, по ехидному выражению А. А. Расплетина, как «ловлю каких-то мифических цветных бабочек над зелено-розовой лужайкой».Кисунько не просто ориентировался на цифровую технику, а построил вокруг еще не существующих мощных ЭВМ всю концепцию своего проекта.Остался вопрос – а где взять ЭВМ? Сначала Кисунько посетил ИТМиВТ Лебедева и увидел там БЭСМ, однако констатировал, что «эта поделка для наших задач непригодна». Однако в ИТМиВТ компьютерами занимался не только Лебедев, но и Бурцев, имеющий свои подходы к построению высокопроизводительных систем. В 1953 году Бурцев разработал два компьютера «Диана-1» и «Диана-2» для нужд ПВО. Всеволод Сергеевич вспоминал: «Мы поехали с Лебедевым. В НИИ-17 к Тихомирову Виктору Васильевичу. Это был замечательный главный конструктор всех наших самолетных радиолокационных средств. Он выделил нам станцию обзорного действия «Топаз», установленную на самолете для прикрытия хвоста бомбардировщика. На этой станции мы в течение трех лет снимали данные с радиолокатора обзорного действия и впервые осуществили одновременное сопровождение нескольких целей. Для этой цели мы создали... «Диана-1» и «Диана-2», при помощи первой машины оцифровывались данные цели и истребителя, а при помощи второй осуществлялось наведение истребителя на самолет противника». Это стало первым опытом использования компьютера в ПВО в СССР. Для Кисунько Бурцев построил две машины – М-40 и М-50. Это был двухмашинный комплекс для управления РЛС дальнего обнаружения и сопровождения цели и наведения противоракеты. М-40 начала выполнять боевые задачи в 1957 году. Фактически это была не новая машина, а радикальная модификация БЭСМ-2 для войск ПВО, по меркам СССР довольно неплохая – 40 kIPS, с фиксированной запятой, ОЗУ 4096 40-разрядных слов, цикл 6 мкс, разрядность командного слова 36 бит, система элементов ламповая и феррито-транзисторная, внешняя память – магнитный барабан ёмкостью 6 тыс. слов. Машина работала в комплексе с аппаратурой процессора обмена с абонентами системы и аппаратурой счёта и хранения времени. Чуть позже появилась М-50 (1959 г.) – модификация М-40 для работы с числами с плавающей запятой, фактически, как сказали бы в 1980-е, сопроцессор FPU. На их базе и был двухмашинный контрольно-регистрирующий комплекс, на котором обрабатывались данные натурных испытаний системы ПРО, суммарной мощностью 50 kIPS. С помощью этих машин Кисунько доказал, что был полностью прав в своей идее – экспериментальный комплекс «А» в марте 1961 года впервые в мире ликвидировал боевую часть баллистической ракеты осколочным зарядом, в полном соответствии с задуманным (на радостях генсек Хрущев чуть не скатил мир в третью мировую, инициировав Карибский кризис). Примечательно то, что в обмене информацией с внешними устройствами для М-40 впервые был использован принцип мультиплексного канала, благодаря которому без замедления вычислительного процесса удалось осуществить работу с десятью асинхронными каналами, которые связывали машины с комплексом ПРО. А самым интересным было то, что элементы комплекса находились на расстоянии 150–300 км от командного поста и были связаны с ним специальным радиоканалом – беспроводная сеть в 1961 году в СССР, это было действительно круто!Во время решающего испытания случился страшный момент. Игорь Михайлович Лисовский вспоминал: «Вдруг… взорвалась лампа, обеспечивающая управление оперативной памятью. В. С. Бурцев предусмотрел тренировку замены ламп и горячий резерв. Дежурившие офицеры быстро заменили неисправный блок. Григорий Васильевич дал команду перезапустить программу. В боевой программе была предусмотрена периодическая запись на магнитный барабан промежуточных данных, необходимых для возобновления работы программы в случае сбоя. Благодаря отличному знанию программы и спокойной ориентированности в создавшейся обстановке, Андрей Михайлович Степанов (дежурный программист) за считанные секунды… перезапустил программу во время боевой работы системы».Памятник первой в мире противоракете В-1000 комплекса «А» на штатной ПУ СМ-71П в г. Приозерске, полигон Сары-Шаган Фото: militaryrussia.ruЭто был 80-й экспериментальный пуск и первый успешный перехват ракеты Р-12 с макетом БЧ на высоте 25 км и удалении 150 км. РЛС «Дунай-2» системы «А» обнаружила цель на дальности 975 км от пролонгированной точки ее падения на высоте свыше 450 км и взяла цель на автосопровождение. ЭВМ рассчитала параметры траектории Р-12, выдала целеуказание РТН и пусковые установки. Полет противоракеты В-1000 осуществлялся по регулярной кривой, параметры которой определялись прогнозируемой траекторией цели. Перехват произошел с точностью 31,8 м влево и 2,2 м вверх, при этом скорость головной части Р-12 перед поражением была 2,5 км/с, а скорость противоракеты 1 км/с. СШАЗабавно отметить параллели с американцами, и в этот раз не в их пользу. Начали они на 2 года позже, но в тех же обстоятельствах – в 1955 году, армия США обратилась к фирме «Bell» с просьбой провести исследование возможности применения зенитных ракет MIM-14 Nike-Hercules для перехвата БР (осознана же необходимость в этом, как и у нас, была куда раньше – еще когда на головы англичан сыпались «Фау-2»). Американский проект развивался куда более гладко и имел куда большую вычислительную и научную поддержку – за год инженеры Bell провели более 50000 симуляций перехвата на аналоговых ЭВМ, тем удивительнее, что группа Кисунько не только не отстала от них, но еще и обогнала в итоге! Что также интересно – американцы изначально делали расчет на маломощные ядерные заряды, группа Кисунько предлагала работать куда более ювелирно. Что не менее интересно – в США тоже была своя версия битвы министерств (правда куда менее трагическая и бескровная): конфликт между армией США и ВВС. Программы разработки зенитного и противоракетного оружия армии и ВВС были раздельными, что приводило к растрате инженерных и финансовых ресурсов на схожие проекты (хотя и порождало конкуренцию). Кончилось все тем, что в 1956 году министр обороны Чарльз Эрвин Уилсон (Charles Erwin Wilson) волевым решением запретил армии разрабатывать дальнобойное (свыше 200 миль) оружие (а системы ПВО им порезали вообще до стомильного радиуса). В итоге армия решила сделать свою ракету (с дальностью меньшей, чем ограничение министра) и в 1957 году заказала фирме «Bell» разработку новой версии ракеты, названной «Nike II». Программа ВВС тем временем жестко тормозила, новый министр Нил Макэлрой (Neil McElroy) в 1958 году отменил предыдущее решение и разрешил армии доделать свою ракету, переименованную в «Nike-Zeus B». В 1959 (позже на год, чем проект «А») состоялись первые пробные пуски. Первый успешный перехват (точнее зарегистрированное прохождение противоракеты на расстоянии около 30 м от цели) было зафиксировано в конце 1961 года, на полгода позже группы Кисунько. Цель при этом не была поражена, так как Nike-Zeus была ядерной, но БЧ на нее, естественно, не установили. Забавно, что ЦРУ, армия и флот давали оценки, что к 1960-му году СССР развернули не менее 30–35 МБР (в отчете NIE 11-5-58 фигурировали вообще чудовищные цифры – не менее сотни, так американцев напугал полет «Спутника-1», после которого Хрущев заявил, что СССР штампует ракеты, «как сосиски»), хотя на самом деле их было всего 6. Все это очень повлияло на антиракетную истерию в США и ускорение работ по ПРО всех уровней (опять-таки, любопытно, что обе страны, по сути, напугали до полусмерти друг друга почти одновременно). Их ответ проекту «А» – LIM-49 Nike Zeus. Фото: wikipedia.comНечеловеческими усилиями удалось уточнить информацию о Nike-Zeus Target Intercept Computer, в частности, его производитель был обнаружен только в The Production and Distribution of Knowledge in the United States, Том 10. Разработали его совместно Remington Rand (будущая Sperry UNIVAC), совместно с AT&T. Параметры его впечатляли – новейшая по тем временам твисторная память (вместо ферритовых кубов Лебедева), полностью резисторно-транзисторная логика, параллельная обработка, 25-битные инструкции, вещественная арифметика, производительность в 4 раза выше связки М-40/М-50 – около 200 kIPS.Тем поразительнее, что с компьютерами куда примитивнее и слабее советские разработчики добились куда более впечатляющего успеха в первом витке гонки ПРО, нежели янки! Далее же возникла проблема, о которой Кисунько предупреждал еще мастер-строитель ракет Королев. Типичная ракета начала 60-х представляла собой одиночную или двойную цель, типичная ракета середины 60-х представляла собой летящий цилиндр объемом примерно 20х200 км из нескольких сотен отражателей, ложных целей и прочей мишуры, среди которых затерялись несколько боеголовок. Нужно было наращивать мощность всей системы – увеличивать количество и разрешение радаров, поднимать вычислительную мощность и увеличивать заряд противоракеты (который, в силу проблем с радарами и компьютерами, тоже постепенно сползал в сторону использования ядерного оружия). В итоге уже во время испытания прототипа комплекса «А» стало понятно – мощность ЭВМ нужно поднимать. Невероятно, в тысячи раз. 50 kIPS уже не решали проблему, нужен был минимум миллион. Такого уровня легко достигал безумно дорогой и сложный легендарный CDC 6600, построенный только в 1964 году. В 1959 же единственным миллионником был дедушка всех сверхЭВМ не менее безумно дорогой и огромный IBM 7030 Stretch. Нерешаемая задача, да еще и в условиях СССР? Отнюдь нет, ведь в 1959 году Лукин уже заказал Давлету Юдицкому построить самый мощный компьютер в мире, модулярную суперЭВМ для советской ПРО. О ней мы и продолжим рассказ в следующей части.]]> https://topwar.ru/183401-unikalnaja-i-zabytaja-rozhdenie-sovetskoj-pro-chast-vi-proekt-jepos.html https://topwar.ru/183401-unikalnaja-i-zabytaja-rozhdenie-sovetskoj-pro-chast-vi-proekt-jepos.html 183401 Mon, 31 May 2021 18:00:35 +0300 native-yes СОКЯн Облонский (Jan G. Oblonsky), один из первых студентов Свободы и разработчик EPOS-1, вспоминает об этом так (Eloge: Antonin Svoboda, 1907-l980, IEEE Annals of the History of Computing Vol. 2. No. 4, October 1980):Оригинальная идея была выдвинута Свободой на его курсе разработки компьютеров в 1950 году, когда, объясняя теорию построения умножителей, он заметил, что в аналоговом мире нет структурной разницы между сумматором и умножителем (разница только в применении соответствующих масштабов на входе и выходе), в то время как цифровые их реализации представляют собой совершенно разные структуры. Он предложил своим студентам попытаться найти цифровую схему, которая бы выполняла умножение и сложение с сопоставимой легкостью. Спустя некоторое время один из студентов, Мирослав Валах (Miroslav Valach), обратился к Свободе с идеей кодирования, которая стала известна, как система остаточных классов. Для того чтобы понять ее работу, нужно вспомнить, что собой представляет деление натуральных чисел. Очевидно, что, пользуясь натуральными числами, мы не можем представлять дроби, но мы можем выполнить деление с остатком. Несложно заметить, что при делении разных чисел на одно и то же данное m может получаться одинаковый остаток, в таком случае говорят, что исходные числа сравнимы по модулю m. Очевидно, что остатков может быть ровно 10 – от нуля до девяти. Математики быстро заметили, что можно создать систему счисления, где вместо традиционных чисел будут фигурировать именно остатки от деления, благо их точно так же можно складывать, вычитать и умножать. В результате любое число можно представить набором не цифр в обычном смысле слова, а набором таких остатков. Зачем такие извращения, неужели от них что-то станет проще? На самом деле еще как станет, когда дело дойдет до выполнения математических операций. Как оказалось, выполнять операции не с числами, а с остатками, машине намного легче и вот почему. В системе остаточных классов каждое число, многоразрядное и очень длинное в обычной позиционной системе, представляется в виде кортежа одноразрядных чисел, являющихся остатками от деления исходного числа на основание СОК (кортеж взаимно-простых чисел).За счет чего произойдет ускорение работы при таком переходе? В обычной позиционной системе выполнение арифметических операций производится последовательно по разрядам. При этом образуются переносы в следующий старший разряд, что требует сложных аппаратных механизмов их обработки, работают они, как правило, медленно и последовательно (есть разнообразные методы ускорения, матричные умножители и т.п., но это, в любом случае, нетривиальная и громоздкая схемотехника). В СОК появилась возможность распараллелить этот процесс: все операции над остатками по каждому основанию выполняются отдельно, независимо и за один такт. Очевидно, что это многократно ускоряет все вычисления, кроме того, остатки одноразрядные по определению, в итоге вычислять результаты их сложения, умножения и т.п. не нужно, достаточно прошить их в память таблицы операций и считывать оттуда. В итоге операции над числами в СОК в сотни раз быстрее традиционного подхода! Почему же эта система не была внедрена сразу же и повсеместно? Как обычно, гладко бывает только в теории – реальные вычисления могут столкнуться с такой неприятностью, как переполнение (когда итоговое число слишком велико для помещения его в регистр), округление в СОК тоже весьма нетривиально, равно как и сравнение чисел (строго говоря, СОК не позиционная система и термины «больше-меньше» там вообще не имеют смысла). Именно на решении этих проблем и сосредоточились Валах и Свобода, ибо преимущества, что сулила СОК были уж очень велики.Для усвоения принципов работы СОК-машин рассмотрим пример (не интересующиеся математикой могут его опустить):Обратный перевод, то есть восстановление позиционного значения числа по остаткам – дело более хлопотное. Проблема заключается в том, что нам необходимо фактически решить систему n сравнений, что приводит к длинным вычислениям. Основной задачей многих исследований в области СОК является оптимизация этого процесса, ведь он лежит в основе большого числа алгоритмов, в которых в том или ином виде необходимо знание о позиции чисел на числовой прямой. В теории чисел метод решения обозначенной системы сравнений известен уже очень давно и заключается в следствии уже упомянутой китайской теоремы об остатках. Формула перехода довольно громоздкая, и приводить ее здесь мы не будем, отметим лишь, что в большей части случаев этого перевода стараются избегать, оптимизируя алгоритмы таким образом, чтобы оставаться в рамках СОК до конца. Дополнительным преимуществом этой системы служит то, что табличным способом и тоже за один такт в СОК можно выполнять не только операции над числами, но и над представимыми в виде полинома сколь угодно сложными функциями (если, конечно, результат не выходит за предел диапазона представления). Наконец, СОК имеет еще одно важное преимущество. Мы можем ввести дополнительные основания и тем самым получить избыточность, необходимую для контроля ошибок, причем естественным и простым способом, не загромождая систему тройным резервированием. Более того, СОК позволяет проводить контроль уже в процессе самого вычисления, а не только тогда, когда результат записан в память (как это делают коды коррекции ошибок в обычной системе счисления). В целом это вообще единственный способ контролировать АЛУ по ходу работы, а не итоговый результат в ОЗУ. В 1960-е годы процессор занимал шкаф или несколько, содержал многие тысячи отдельных элементов, паяных и разъёмных контактов, а также километры проводников – гарантированный источник различных помех, сбоев и отказов, причём бесконтрольных. Переход на СОК позволял в сотни раз повысить устойчивость системы к сбоям.В итоге машина СОК имела колоссальные преимущества. Максимально возможная отказоустойчивость «из коробки» с автоматическим встроенным контролем правильности каждой операции на каждом этапе – от чтения чисел до арифметики и записи в ОЗУ. Думаю, излишне пояснять, что для систем ПРО это едва ли не самое главное качество. Максимально возможный теоретически параллелизм операций (в принципе абсолютно все действия арифметики в рамках СОК можно было провести за один такт, вообще не обращая внимания на разрядность исходных чисел) и скорость вычислений, недостижимая никаким другим методом. Опять-таки, не нужно пояснять, почему компьютеры ПРО должны были быть максимально производительными.Таким образом, СОК-машины просто напрашивались на их использование в качестве компьютера противоракетной обороны, лучше них для этой цели в те годы не могло быть ничего, но такие машины еще нужно было построить на практике и обойти все технические трудности. Чехи справились с этим блестяще.Результатом пятилетних исследований стала статья Валаха «Origin of the code and number system of remainder classes», опубликованная в 1955 году в сборнике «Stroje Na Zpracovani Informaci», vol. 3, Nakl. CSAV, в Праге. Все было готово для разработки компьютера. Свобода привлек к процессу, кроме Валаха, еще нескольких талантливых студентов и аспирантов и работа началась. С 1958 по 1961 было готово порядка 65 % компонентов машины, названной EPOS I (от чешск. elektronkovy počitač středni – средняя ЭВМ). Компьютер должен был быть произведен на мощностях завода ARITMA, но, как и в случае с SAPO, внедрение EPOS I не обошлось без трудностей, особенно в области производства элементной базы. Нехватка ферритов для блока памяти, плохое качество диодов, отсутствие измерительной техники – вот лишь неполный список трудностей, с которыми пришлось столкнуться Свободе и его ученикам. Максимальным квестом стало достать такую элементарную вещь, как магнитная лента, история ее обретения тоже тянет на небольшой промышленный роман. Во-первых, в ЧССР она отсутствовала, как класс, ее просто не производили, так как не имели для этого вообще ничего из оборудования. Во-вторых, в странах СЭВ ситуация была аналогична – ленту кое-как изготавливал к тому времени только СССР. Мало того, что она была ужасающего качества (вообще проблема с периферией и особенно с проклятой лентой от компьютерной до компакт-кассет преследовала Советы до самого конца, любой, кто имел счастье работать с советской лентой, имеет огромное количество историй о том, как она рвалась, сыпалась и т.п.), так чешские коммунисты помощи от советских коллег почему-то не дождались, и ленты им никто не дал. В итоге министр общего машиностроения Карел Полачек (Karel Poláček) выделил субсидию 1,7 млн крон на добычу ленты на Западе, однако из-за бюрократических препон оказалось, что иностранная валюта на эту сумму не может быть отпущена в рамках лимита Министерства общего машиностроения на импорт техники. Пока разбирались с этой проблемой, прозевали сроки заказа за 1962 год и пришлось ждать весь 1963 год. Наконец, только во время Международной ярмарки в Брно в 1964 в результате переговоров между Государственной комиссией по развитию и координации науки и техники и Государственной комиссией по управлению и организации удалось добиться импорта ленточной памяти вместе с компьютером ZUSE 23 (отдельно ленту ЧССР продавать отказались из-за эмбарго, пришлось закупить целый компьютер у нейтральных швейцарцев и снять с него магнитные накопители). ЭПОС 1EPOS I был одноадресным ламповым компьютером с модульной структурой. Несмотря на то, что технически он относился к первому поколению машин, некоторые из используемых в нем идей и технологий были очень продвинутыми и массово внедрились только спустя несколько лет в машинах второго поколения. EPOS I состоял из 15 000 германиевых транзисторов, 56 000 германиевых диодов и 7 800 вакуумных ламп, в зависимости от конфигурации он имел быстродействие 5–20 kIPS что, по тем временам, было неплохо. Машина была оснащена чешской и словацкой клавиатурой. Язык программирования – автокод EPOS I и ALGOL 60.Регистры машины были собраны на максимально продвинутых на те годы никелево-стальных магнитострикционных линиях задержки. Это было намного круче ртутных трубок «Стрелы» и применялось во многих западных разработках вплоть до конца 1960-х, так как такая память была дешевой и относительно быстрой, ее использовали LEO I, различные машины Ferranti, IBM 2848 Display Control и многие другие ранние видеотерминалы (одна проволока обычно хранила 4 строки символов = 960 бит). Она также успешно использовалась в ранних настольных электронных калькуляторов, включая Friden EC-130 (1964) и EC-132, программируемый калькулятор Olivetti Programma 101 (1965) и программируемый калькуляторы Litton Monroe Epic 2000 и 3000 (1967). Слева направо: IBM 2260 Display Station, IBM 2848 Display Control (здоровенный 400 кг шкаф шириной 1,5 метра, содержащий все для генерирования видеосигнала на 24 терминала, данные передавались на расстояние до 600 метров), типовой блок регистров на проволочной линии задержки, фото из архива IBM Вообще, ЧССР в этом отношении была удивительным местом – нечто среднее между СССР и полноценной Западной Европой. С одной стороны, в середине 1950-х там были проблемы даже с лампами (напомним, что в СССР они тоже были, хотя и не в такой запущеной степени), и Свобода строил первые машины на чудовищно устаревшей технологии 1930-х годов – реле, с другой стороны, к началу 1960-х чешским инженерам стали доступны вполне современные никелевые линии задержки, которые начали использоваться в отечественных разработках позже на 5–10 лет (к моменту их устаревания на Западе, например, примерным аналогом Friden были отечественные «Искра-11», 1970 года, и «Электроника-155», 1973 года, причем последний считался таким продвинутым, что аж получил серебряную медаль на ВДНХ). EPOS I, как несложно догадаться, был десятичным и имел богатую периферию, кроме того, Свобода предусмотрел в компьютере несколько уникальных аппаратных решений, значительно опередивших свое время. I/O операции в ЭВМ всегда намного медленнее работы с ОЗУ и АЛУ, было решено использовать время простоя процессора, пока выполняемая им программа обращалась к медленным внешним накопителям, для запуска другой независимой программы – всего таким образом было возможно выполнять параллельно до 5 программ! Это была первая в мире реализация мультипрограммирования с помощью аппаратных прерываний. Причем было введено внешнее (параллельный запуск программ, работающих с различными независимыми модулями машины) и внутренне (конвейеризация для операции деления, самой трудоемкой) разделение времени, что позволило многократно повысить производительность. Это новаторское решение по праву считается архитектурным шедевром Свободы и было массово применено в промышленных компьютерах на Западе лишь через несколько лет. Мультипрограммное управление компьютером EPOS I было разработано тогда, когда сама идея разделения времени еще только зарождалась, даже в профессиональной электротехнической литературе второй половины 1970-х годов она все еще упоминается, как очень передовая.Компьютер был оснащен удобной информационной панелью, на которой можно было следить за ходом процессов в режиме реального времени. Конструкция изначально предполагала, что надежность основных компонентов не идеальна, поэтому EPOS I мог исправлять отдельные ошибки, не прерывая текущий расчет. Еще одной важной особенностью была возможность горячей замены компонентов, а также подключения различных устройств ввода/вывода и увеличения количества барабанных или магнитных ЗУ. Благодаря своей модульной структуре, EPOS I имел широкий спектр применений: от массовой обработки данных и автоматизации административной работы до научных, технических или экономических расчетов. Кроме того, он был изящным и довольно красивым, чехи, в отличие от СССР, думали не только о производительности, но и о дизайне и удобстве своих машин.Несмотря на настоятельные просьбы правительства и чрезвычайные финансовые субсидии, Министерство общего машиностроения не смогло обеспечить необходимые производственные мощности на заводе VHJ ZJŠ Brno, где должны были изготавливать EPOS I. Изначально предполагалось, что машины этой серии будут удовлетворять потребности народного хозяйства примерно до 1970 года. В итоге все вышло куда более грустно, проблемы с комплектующими никуда не делись, кроме того, в игру вмешался могущественный концерн TESLA, которому было жутко невыгодно производить чешские машины. Весной 1965 года в присутствии советских специалистов были проведены успешные государственные испытания EPOS I, на которых особенно высоко была оценена ее логическая структура, качество которой соответствовало мировому уровню. К сожалению, компьютер стал объектом необоснованной критики со стороны некоторых компьютерных «экспертов», которые пытались продавить решение об импорте ЭВМ, например, председатель Словацкой комиссии по автоматизации Ярослав Михалица (Jaroslav Michalica) писал (Dovážet, nebo vyrábět samočinné počítače? In: Rudé právo, 13. dubna 1966, s. 3.):За исключением прототипов, ни один компьютер не был произведен в ЧССР. С точки зрения мирового развития, технический уровень наших компьютеров очень низок. Например, энергопотребление EPOS I очень высокое и составляет 160–230 кВт. Еще одним недостатком является то, что он имеет программное обеспечение только в машинном коде и не оснащен необходимым количеством программ. Конструкция компьютера при установке в помещении требует больших строительных инвестиций. Кроме того, мы не до конца обеспечили ввоз из-за границы магнитной ленты, без которой EPOS I совершенно бесполезен. Это была обидная и беспочвенная критика, поскольку ни один из указанных недостатков не относился непосредственно к EPOS – энергопотребление его зависело исключительно от используемой элементной базы и для ламповой машины было вполне адекватным, проблемы с лентой вообще были более политическими, чем техническими, а установка любого мэйнфрейма в помещение и сейчас сопряжена с его тщательной подготовкой и достаточно трудна. Программное же обеспечение не имело шанса появиться из воздуха – ему нужны были серийные машины. Инженер Вратислав Грегор (Vratislav Gregor) возразил по этому поводу так:Прототип EPOS I отлично работал в течение 4 лет в неприспособленных условиях в трехсменном режиме без кондиционирования воздуха. На этом первом образце нашей машины решаются задачи, с трудом поддающиеся решению на других компьютерах в ЧССР … например, мониторинг преступности среди несовершеннолетних, анализ фонетических данных, в дополнение к более мелким заданиям в области научных и экономических расчетов, имеющих значительное практическое применение. Что касается средств программирования, то EPOS I оснащен ALGOL… Для третьего EPOS I было разработано около 500 программ ввода-вывода, тестов и т.д. Ни один пользователь импортного компьютера никогда не имел программ, доступных нам так своевременно и в таком количестве.К сожалению, к моменту окончания разработки и приемки EPOS I действительно сильно устарел и VÚMS, не теряя времени, параллельно принялся строить его полностью транзисторную версию. ЭПОС 2EPOS 2 разрабатывался с 1960 года и представлял собой вершину мировых ЭВМ второго поколения. Модульность конструкции позволила пользователям адаптировать компьютер, как и первую версию, к конкретному типу решаемых задач. Средняя скорость работы составляла 38,6 kIPS. Для сравнения: мощный банковский мэйнфрейм Burroughs B5500 – 60 kIPS, 1964 год; CDC 1604A легендарная машина Сеймура Крэя, использовавшаяся в том числе в Дубне в советских ядерных проектах, имела мощность 81 kIPS, даже средний в своей линейке IBM 360/40, серию которых позже клонировали в СССР, разработанный в 1965 году, в научных задачах выдавал всего 40 kIPS! По меркам начала 1960-х, EPOS 2 был первоклассной машиной на уровне лучших западных образцов. Распределение времени в EPOS 2 контролировалось по-прежнему не программно, как во многих зарубежных компьютерах, а аппаратно. Как всегда, случился затык с проклятой лентой, но ее договорились импортировать из Франции, а позже TESLA Pardubice таки освоил ее производство. Для компьютера была разработана собственная ОС – ZOS, причем она была прошита в ПЗУ. Код ZOS был целевым языком для FORTRAN, COBOL и RPG. Испытания прототипа EPOS 2 в 1962 году прошли успешно, но к концу года компьютер не был закончен по тем же причинам, что и EPOS 1. В итоге производство было отложено аж до 1967 года. С 1968 ZPA Čakovice серийно выпускало EPOS 2 под обозначением ZPA 600, а с 1971 года – в улучшенной версии ZPA 601. Серийное производство обоих компьютеров закончилось в 1973 году. ZPA 601 был частично совместим программно с линейкой советских машин МИНСК 22. В общей сложности было изготовлено 38 моделей ZPA, бывшими одними из самых надежных систем в мире. Использовались они до 1978 года. Также в 1969 был изготовлен прототип маленького компьютера ZPA 200, но в серию не пошел.Возвращаясь к TESLA, следует отметить, что их руководство действительно всеми силами саботировало проект EPOS и по одной простой причине. В 1966 они продавили в ЦК ЧССР ассигнований на сумму 1,1 миллиарда крон для закупки французско-американских мэйнфреймов Bull-GE и вовсе не нуждались в простом, удобном и дешевом отечественном компьютере. Давление через ЦК привело к тому, что не только была развернута кампания дискредитации работ Свободы и его института (цитату такого рода вы уже видели, причем напечатана она была не абы где, а в главном печатном органе КП ЧССР Rudé právo), но и в итоге Министерству общего машиностроения было предписано ограничиться изготовлением двух EPOS I, всего вместе с прототипом их было в итоге сделано 3 штуки. EPOS 2 тоже досталось, компания TESLA всеми силами старалась показать, что эта машина бесполезна, и через руководство DG ZPA (Заводы приборов и автоматики, к которым относился VÚMS) продавило идею открытого соревнования разработки Свободы и новейшего мэйнфрейма TESLA 200. Французский производитель компьютеров BULL был в 1964 году вместе с итальянским производителем Olivetti куплен американцами General Electric, они инициировали разработку нового мэйнфрейма BULL Gamma 140. Однако выпуск его для американского рынка был отменен, так как янки решили, что он составит внутреннюю конкуренцию их собственному General Electric GE 400. В итоге проект повис в воздухе, но тут удачно нарисовались представители TESLA и за 7 миллионов долларов купили прототип и права на его производство (в итоге TESLA не только произвела около 100 таких компьютеров, но и умудрилась продать несколько аж в СССР!). Именно этой машине третьего поколения под именем TESLA 200 предстояло побить несчастный EPOS.Прототип EPOS 2 в ротонде физико-математического факультета Карлова университета, фото из архивов истории чешской техники У TESLA был полностью готовый серийный отлаженный компьютер с полным комплектом тестов и программного обеспечения, у VÚMS был только прототип с неполным комплектом периферии, недописанной операционной системой и накопителями с частотой шины в 4 раза меньше, чем были установлены на французском мэйнфрейме. После предварительного прогона результаты EPOS были, ожидаемо, неутешительные, но гениальный программист Ян Сокол (Jan Sokol) значительно модифицировал штатный алгоритм сортировки, сотрудники, круглосуточно работая, довели до ума железо, раздобыли пару быстрых накопителей, аналогичных TESLA, и в итоге EPOS 2 победил куда более мощный французский мэйнфрейм! ...и его противник – BULL Gamma 140, фото Musée virtuel de Bull et de l'informatique Française (http://www.feb-patrimoine.com)Во время оценки результатов первого тура Сокол в ходе дискуссии с ZPA высказался о неблагоприятных условиях конкурса, согласованных с руководством. Однако его жалоба была отклонена со словами «после драки каждый солдат – генерал». К сожалению, победа EPOS не сильно повлияла на его судьбу, во многом благодаря и неудачному времени – шел 1968 год, по Праге ехали советские танки, подавляя Пражскую весну, и всегда славившийся крайним либерализмом VÚMS (из которого к тому же недавно вместе со Свободой сбежала на Запад половина лучших инженеров) был, мягко говоря, не в почете у властей. А вот дальше начинается самая интересная часть нашей истории – о том, как чешские разработки легли в основу первых советских машин ПРО и какой бесславный конец их ожидал в итоге, но об этом мы поговорим в следующий раз.Продолжение следует...]]> https://topwar.ru/183309-unikalnaja-i-zabytaja-rozhdenie-sovetskoj-pro-chehija-vstupaet-v-igru.html https://topwar.ru/183309-unikalnaja-i-zabytaja-rozhdenie-sovetskoj-pro-chehija-vstupaet-v-igru.html 183309 Wed, 26 May 2021 18:00:27 +0300 native-yes Инженер Свобода История жизни инженера Свободы тянет на небольшой приключенческий роман и мало освещена в отечественной литературе. Он родился в Праге в 1907 году и пережил Первую мировую войну. Скитался по Европе, спасаясь от нацистов. Вернулся в Чехословакию, уже советскую. И в итоге вынужден был бежать еще раз, спасаясь уже от коммунизма. С детства Свобода увлекался техникой и поступил в знаменитый Чешский технический университет в Праге (Česke vysoke učeni technicke v Praze, ČVUT) (точнее – в механико-электротехнический колледж при нем). Чешский политех, вообще, известен тем, что там всегда с большим уважением относились к всевозможным инновациям. Именно там в 1964 году была открыта кафедра компьютерных наук – одна из старейших в Европе и мире. Первого сентября 1964 года в расписании появилась новая дисциплина – «техническая кибернетика», фактически – проектирование ЭВМ (впервые среди стран Варшавского договора). В дальнейшем кафедра разрабатывала системы программирования и компиляторы на языках алгол-60 и фортран. Многие из них были впервые в Восточной Европе и СССР реализованы именно там и стали эталонными. К 1974 году на кафедре был установлен чехословацкий мэйнфрейм Tesla 200 (фирма Tesla, названная не в честь знаменитого безумного электроинженера, а как акроним от technika slaboprouda – низковольтные технологии, была одной из самых известных в Восточной Европе и, кроме мэйнфреймов, выпускала огромное количество техники: от микропроцессоров – клонов Intel, до ПК). К 1989 году на кафедре уже было 72 сотрудника, которые проводили 29 аккредитованных курсов по темам: компиляторы и языки программирования; искусственный интеллект; компьютерная графика; компьютерные сети; автоматизация схемотехники и др., что вполне соответствовало лучшим мировым стандартам. Вообще, компьютерное образование в ЧССР на порядки превышало по качеству советское. Например, уже в 1962 году в Чехословакии появились курсы для учащихся средних школ по программированию (у нас такое возникло только в середине 80-х). А годом позже параллельно появились однолетние курсы для уже закончивших школу. Однако до этого в 1931 году (когда Свобода закончил колледж) было еще далеко, хотя передовые разработки в нем уже велись. Что позволило ему продолжить обучение в Англии и вернуться на родину и работать в области рентгеновской спектроскопии и рентгеновской астрономии. С приближением войны Свобода решил применить свои знания для разработки зенитных прицелов, которые могли бы корректировать огонь орудия автоматически, в чем и преуспел. Однако мировое сообщество решило умилостивить Гитлера, позволив ему оккупировать Чехословакию. И в 1939 году инженер бежал во Францию, не желая, чтобы его разработки достались нацистам.Как мы знаем, Гитлеру Чехословакии оказалось мало. И Франция стала следующей, пав уже через год. В это время в Париже Свобода работал над набросками своего баллистического вычислителя вместе с другом, физиком Владимиром Вандом (Vladimir Vand), тоже чешским беглецом. Вместе они закончили разработку первого аналогового компьютера ПВО. Вермахт неуклонно наступал, и друзьям пришлось бежать дальше. Регулярный транспорт уже не ходил, они ехали на велосипедах, стараясь опередить наступление немцев. По пути скончался один из двух сыновей Свободы, которых его жена Милуна родила в Париже. Проехав несколько сотен миль по охваченной войной Франции, они достигли Марселя, откуда их должны были эвакуировать на британском эсминце. Этот план провалился из-за недопонимания между британскими и французскими властями, обеспечивающими эвакуацию. И Свободе пришлось провести несколько месяцев в порту, скрываясь от агентов гестапо и пытаясь найти способ бежать. В конце концов, Ванду удалось добраться до Англии. А Милуна с ребенком добилась переезда в США через Лиссабон с помощью американской благотворительной организации. К несчастью, капитан корабля для экономии места (беженцев были тысячи) выбросил личные вещи пассажиров, в том числе велосипед Свободы, куда он спрятал от немцев чертежи своего вычислителя. Сам Свобода добрался до США через Касабланку с помощью менеджера местного магазина чешской обувной фабрики Bata. После года испытаний и невзгод несчастный инженер наконец прибыл в Нью-Йорк, где, воссоединившись с семьей, в 1941 году устроился на работу в Радиационную лабораторию в MIT. Там он довел до ума свою систему управления огнем, которая превратилась в компьютер ПВО для флота Mark 56, значительно уменьшивший количество урона от японских самолетов на заключительном этапе войны. За свои разработки он получил награду – Naval Ordnance Development Award. В Бостоне он работал и общался практически со всеми пионерами компьютерной техники – великим Джоном фон Нейманом, Ванневаром Бушем и Клодом Шенноном. Награды Антонина Свободы, из них лишь одна прижизненная, слева направо – Naval Ordnance Development Award, IEEE Computer Pioneer Award (примерный аналог Нобеля в компьютерных науках) и Medaile Za zásluhy I stupeňСвобода был, однако, огорчен работой на военных. Он хотел заняться чем-то более мирным и проектировать обычные компьютеры.Поэтому после войны он вернулся в Прагу в 1946 году, надеясь приступить к чтению лекций и к исследованиям в родном CTU. К сожалению, на родине его ждал весьма прохладный прием. Профессора советской Чехии чувствовали в нем опасного конкурента. Дальнейшие интриги и борьба очень напоминала то, что происходило с лучшими конструкторами в СССР. Первым делом Свобода опубликовал свою монографию «Computing Mechanisms and Linkages», основанную на его работе в MIT. Это была первая в мире книга, целиком посвященная архитектуре вычислителей. Позднее она стала классической. И была переведена на английский, китайский, русский и многие другие языки. Однако, когда Свобода предложил свой труд, как диссертацию для получения звания доцента, ему было отказано, с комментарием «этого недостаточно». Вместо Свободы кафедру математики возглавил член коммунистической партии Вацлав Плескот (Václav Pleskot). Антонин Свобода (справа), Роберт Л. Кеннготт и Карл У. Миллер собирают компьютер наведения Mark 56, Radiation Laboratory, MIT (фото Jan G. Oblonsky, IEEE Annals of the History of Computing Vol. 2, No. 4 October 1980)Свобода нашел поддержку у Вацлава Грушки (Václav Hruška), автора сборника по численной математике. И смог с его помощью в 1947 году вместе Зденеком Трнка (Zdeněk Trnka) получить грант от Администрации помощи и восстановления Объединённых Наций (United Nations Relief and Rehabilitation Administration, U.N.R.R.A.). Эта организация-грантодатель была создана в 1943 году для оказания помощи в районах, освобожденных от держав «оси». Суммарно порядка 4 млрд долларов было потрачено на снабжение продовольствием и медикаментами, восстановление коммунальных услуг, сельского хозяйства и промышленности Китая, Восточной Европы и СССР. Этот грант позволил Свободе уехать на год на Запад и изучать передовые методы проектирования ЭВМ. Там он тесно общался с Аланом Тьюрингом, Говардом Эйкеном, Морисом Уилксом и другими легендарными основателями компьютерных наук. Вернувшись в 1948 году, он начал читать лекции «Машины обработки информации» на электротехническом факультете CTU просто для всех желающих его послушать, вне учебного плана. Чтобы не умереть с голоду, он устроился в пражский филиал известной оружейной компании Zbrojovka Brno, который производил перфокарты. На этом месте он организовал лабораторию и разработал серию прототипов электромеханических вычислителей от настольного калькулятора на электромагнитных реле до продвинутого табулятора с памятью команд и констант. Младшими моделями фирма не заинтересовалась. Но к 1955 году (к тому времени переименованная в Aritma) стала выпускать релейный компьютер его конструкции под обозначением Т-50. За эту работу Свобода был удостоен Государственной премии имени Клемента Готвальда ЧССР в 1953 году. И она осталась единственной его прижизненной чешской наградой.Это была единственная благодарность, которую он получил за всю свою работу здесь, но он никогда не претендовал на то, чтобы быть почитаемым коммунистическим режимом. – писал его коллега Вацлав Черны (Václav Černý).В 1950 году на бедственное положение Свободы обратил внимание профессор Эдуард Чех (Eduard Čech), директор недавно созданного Центрального института математических исследований и предложил ему трудоустройство. Так, Свобода смог приступить к разработке своего первого компьютера – SAPO, об особенностях которого мы поговорим чуть ниже. VUMS Однако на новом месте у него появились недоброжелатели из чешской компартии. Бывший одноклассник Ярослав Кожешник (Jaroslav Kožesnik), став директором Института теории информации и автоматизации АН ЧССР, считал его неприятным конкурентом, в основном благодаря премии, которую Свобода получил ранее. Кожешник всячески пытался надавить на него по партийной линии и уничтожить с помощью коммунистических чиновников. Но Свобода хотел избежать прямой конфронтации. Он добился того, что его организация была передана из Академии под крыло Министерства общего машиностроения как Научно-исследовательский институт математических машин (VUMS). Начинавшийся с трех ученых – Свободы, Черны и Марека и двух их учеников – к 1964 году VUMS превратился в один из передовых центров информатики в Европе, который включал уже более 30 докторов наук и 900 сотрудников, издавал свой журнал, проводил международные конференции и разрабатывал ЭВМ мирового уровня. Работу в VUMS Свобода начал с постройки специальной релейной машины М 1 – по просьбе Института физики в Праге, завершив ее к 1952 году. М 1 использовала первый в мире конвейерный блок, который придумал Свобода, реализованный на реле (!), предназначенный для вычисления одного громоздкого выражения математической физики. Причем конструкция была уникальна тем, что все выражение вычислялось, благодаря совмещению операций, за один такт переключения. Однако релейные машины имели множество недостатков (а достать лампы в разграбленной нацистами Чехии было почти нереально в то время), в частности – низкую надежность и постоянные ошибочные срабатывания. В итоге Свобода решил в своем следующем проекте обойти эту проблему, впервые в мире разработав уникальную архитектуру отказоустойчивой ЭВМ (позже эти принципы массово использовались в советских военных машинах). SAPO Свобода первый предположил, что машина может быть в состоянии с помощью специальной схемотехники не только выполнять расчеты, но и контролировать свое состояние и автоматически корректировать ошибки, возникающие из-за отказа компонентов. В итоге компьютер SAPO (от чешск. samočinny počitač – «автоматический вычислитель») был собран на убогой элементной базе, только и доступной тогда чехам. Но его архитектура была очень продвинутой по сравнению с западными разработками.Машина имела 3 независимых АЛУ, работавших параллельно (также впервые в мире), три магнитных барабана для записи результатов с контролем четности для проверки операций чтения из памяти и два независимых мажоритарных блока, собранные так же на реле, проверяющие идентичность выполнения всех операций. Если один из блоков выдавал результат, отличный от работы прочих, происходило голосование и принимался результат работы двух других блоков, а неисправный детектировался и заменялся без потери данных. Оператор получал уведомление о критической ошибке лишь при несовпадении всех трех независимо полученных результатов. Причем машина могла быть перезапущена всего одной инструкцией, не теряя предыдущие шаги вычислений. SAPO состоял из 7000 реле, 380 ламп и 150 диодов и имел весьма продвинутую схему программирования с многоадресными командами. Позже, после второй эмиграции в США, Свобода привез с собой знания о создании такого класса машин – в 1960-е эта задача стала сверхактуальной, надежные компьютеры потребовались военным для управления системами ПРО, для контроля особо опасных объектов, таких как атомные электростанции, для проекта «Аполлон» и космической гонки. По такому принципу был разработан JSTAR – компьютер «Вояджера», бортовой компьютер ракеты Saturn V, процессор CADC истребителя F-14 и многие другие ЭВМ. Разработками отказоустойчивых систем активно занимались IBM, Sperry UNIVAC и General Electric. Бортовой компьютер истребителя F-14 в сборе (слева) и его конструкция (справа) (фото предоставлено частным музеем военной электроники Glenn’s Computer Museum)Проектирование SAPO было начато 1950 году и завершено в 1951-м.Но из-за плачевного финансового положения Чехословакии после войны, фактическую реализацию удалось осуществить лишь через несколько лет. Он был введён в эксплуатацию в конце 1957 году (вообще, война сказалась на Чехословакии едва ли не хуже, чем на СССР – до 1940 она входила в 10 наиболее промышленно развитых стран в мире, после 45-го же оказалась отброшена чуть ли не в конец списка). Свобода продолжал работать над дальнейшим усовершенствованием своих разработок.Но с течением времени Чехословакия все больше ощущала тяжесть вхождения в советский блок. Партийные чиновники ограничили его работу и доступ к компьютерам, которые он помогал проектировать. И, в конечном счете, в его же собственном кабинете Свободу встретил офицер StB (Státní bezpečnost, чешский аналог КГБ), который велел докладывать обо всех его решениях и занятиях. Проблема заключалась как в его «подозрительном» прошлом (работа в MIT), так и в его либеральном мышлении. В 1957 году Свобода выступал с курсом лекций по логическому проектированию ЭВМ в китайской Академии наук в Пекине. С такими лекциями он выступал в Москве, Киеве, Дрездене, Кракове, Варшаве и Бухаресте. Но его визиты в западные страны были сильно ограничены. Ему удалось выступить на конференциях в Дармштадте (в 1956, там был представлен SAPO и получил высокую оценку самого Говарда Эйкена), Мадриде (1958), Намуре (1958). Но он не был допущен чехословацкими властями в Кембридж (1959) и на многие другие западные конференции. В 1963 году Свободе не позволили принять приглашение возглавить кафедру прикладной математики университета в Гренобле. После смерти его друга Чеха в 1960-м в Академии наук сменилось руководство. VUMS был исключён из Академии, а Свобода освобождён от руководства институтом. Это стало последней каплей. Его жена смогла выехать в Югославию. Он сам в это время вместе с сыном смог добиться поездки в нейтральную Швейцарию, где немедленно обратился в американское консульство и попросил убежище. С ним бежало также несколько лучших сотрудников его института. Супруга смогла в это время из Югославии перебраться в Грецию. И выехала в США уже оттуда. Вначале в консульстве не очень понимали, кто этот человек. И были не рады его видеть. И вот тут-то и пригодилась его награда, полученная ранее. Стоит отметить, что из-за гонений Чехословакия лишилась многих талантливых ученых, не пожелавших возвращаться в ЧССР после войны или сбежавших из нее на Запад. Математика Вацлава Хлаваты (Václav Hlavatý), который вместе с Альбертом Эйнштейном работал над основными уравнениями Единой теории поля. Иво Бабушки (Ivo Babuška), одного из самых выдающихся специалистов в области вычислительной математики в мире. Компьютерного лингвиста Бедржиха Елинека (Bedřich Jelínek), который первым научил машины понимать человеческий голос. И многих других. Свобода получил визу. А знакомство с уважаемыми и известными учеными и их поручительство помогли ему получить работу в Калтехе. Где он и провел последние годы своей жизни, преподавая архитектуру ЭВМ и теорию устойчивости и разрабатывая новые математические модели обеспечения бесперебойной работы компьютерных систем, как он всегда и мечтал. К сожалению, его тяжелая жизнь стоила ему здоровья. И в 1977 он пережил инфаркт, после которого вышел на пенсию. Через три года в 1980-м профессор Свобода скончался в Портленде (штат Орегон) от остановки сердца. В 1999 году последний президент Чехословакии Вацлав Гавел посмертно наградил его медалью «За заслуги» 1-й степени, в знак признания его трудов и таланта. Свобода, несмотря на то, что он известен у нас куда меньше, чем Тьюринг или фон Нейман, был одним из самых влиятельных компьютерных ученых XX века. Его замыслы и влияние чувствуются во многих проектах: от компьютера программы «Аполлон» до системы управления огнем CIWS Phalanx. Его неуклонное сопротивление тоталитаризму вдохновило многих чешских беглецов и борцов за независимость. Кроме этого, Свобода был разносторонне одарен, он отлично играл на пианино, дирижировал хором и играл на литаврах в Чешской филармонии. Он был блестящим игроком в бридж – одну из самых сложных карточных игр, и анализировал ее стратегии математически, выпустив книгу «Новая теория бриджа». Несмотря на свою раннюю работу над военными технологиями, он был последовательным антимилитаристом и антитоталитаристом, честным и смелым человеком, никогда не скрывавшим своих взглядов, даже когда это стоило ему гонений и карьеры в родной стране. В 1996 году вместе со многими другими ученым и инженерами Восточного блока, чьи достижения до поры оставались неизвестными в мире (в том числе С. А. Лебедевым, В. М. Глушковым, А. А. Ляпуновым, а также венграми Ласло Козмой и Ласло Кальмаром, болгарами Любомиром Георгиевым Илиевым и Ангелом Ангеловым, румыном Григоре Константином Мойсилом, эстонцем Арнольдом Рейтсакасом, словакцами Иваном Пландером и Йозефом Груска, чехами Антонием Килинским и Иржи Хоржейшем и поляком Ромуальдом Марчиньским) Свобода вошел в число посмертно награжденных медалью «Пионер компьютерной техники» (Computer Pioneer Award), отмечающих тех, без кого развитие компьютерных наук было бы невозможным. Барр и Сарант Нельзя не вспомнить и, пожалуй, наиболее удивительную коллизию, которая произошла в жизни Свободы еще в 1950-е годы. Во время своей работы над SAPO он (как эксперт в зенитных компьютерах) параллельно был привлечен для работы над чешским баллистическим вычислителем в составе группы, возглавляемой двумя поразительными личностями – неким Иозефом Вениаминовичем Бергом и Филиппом Георгиевичем Старосом, прилетевшими из Москвы для помощи братской республике. Вот только никто не знал, что на самом деле это Джоэл Барр (Joel Barr) и Альфред Сарант (Alfred Epamenondas Sarant), редкие птицы, летевшие в обратном направлении, коммунисты и перебежчики в Советский блок из США. Их история, удивительные приключения в СССР, роль в создании отечественной микроэлектроники (или же, отсутствие таковой, опять-таки, баталий в этой теме не на одну статью) заслуживают очень отдельного рассмотрения. Здесь же мы, просто, чтобы читатель оценил, как иронична иногда бывает судьба, приведем краткое начало их творческого пути. Барр и Сарант были детьми эмигрантов, бакалаврами электротехники (один закончил городской колледж Нью-Йорка, второй – инженерную школу Альберта Неркена колледжа Купер-Юнион, там же). Оба – члены компартии США. Барр работал инженером в Signal Corps Laboratory, позже – в Western Electric и главное – в Sperry Gyroscope, в те годы одной из самых закрытых военных корпораций Америки. Карьера Саранта была почти такой-же: Signal Corps, Western Electric, затем не менее знаменитая и не менее военная AT&T Bell Labs. Еще со времен колледжа через членство в компартии они были знакомы со всем известной личностью – Юлиусом Розенбергом, главным советским ядерным (и не только) шпионом.В 1941 году Розенберг завербовал Бара. Барр в 1944 году завербовал Саранта. Члены группы Розенберга интересовались не только ядерным оружием, многие работали в радиоэлектронных оборонных фирмах (особенно ценны были как раз Sperry и Bell). Суммарно они передали СССР около 32000 страниц документов (Барр и Сарант украли примерно треть от этого). В частности, они похитили образец радиовзрывателя, чертежи самолетного радиолокатора SCR-517 и наземного радара SCR-720, информацию о самолетах Lockheed F-80 Shooting Star и В-29, данные о ночном бомбардировочном прицеле и многое другое. К 1950 году группа провалилась, все были арестованы, кроме бежавших Барра и Саранта. Опустим подробности их приключений по пути в СССР. Отметим лишь, что летом 1950 года в Москве появился И. В. Берг, а чуть позже и Ф. Г. Старос. С новыми биографиями они были отправлены в Прагу в Военный технический институт. Берг вспоминал это так: Когда мы прибыли в Чехословакию, мы объяснили, что мы инженеры-электронщики и хотим использовать наши навыки, чтобы помочь строительству социализма… Это предложение было принято, нам дали небольшую лабораторию электронной аппаратуры около 30 человек и поставили задачу разработки прототипа аналоговой ЭВМ для системы управления огнем зенитной ракетной батареи. Нельзя сказать, что Старос и Берг были выдающимися конструкторами (прицелы они, естественно, видели, вот только отношения к их разработке не имели). Но они оказались первоклассными организаторами и способными учениками. И первым делом они запросили помощь в лице человека, который был им известен еще со времен США – эксперта по компьютерам наведения Антонина Свободы. Вот так причудливо иногда сплетаются судьбы людей. Тот самый Mark 56, аналог которого строили Старос и Берг, фото из Department of Ordnance and Gunnery United States Naval Academy Edited and produced by the Bureau of Naval Personnel NavPers 10798-A. Superintendent of Documents, U. S. Government Printing Office Washington 25, D. C. 1958 edition revised from the 1950 edition, любезно оцифрованное Джином Словером для сайта US Navy В итоге (хотя точной информации об этих событиях практически невозможно найти), Свобода тряхнул стариной и, по сути, построил для них вожделенную систему наведения. Старос и Берг участвовали в разработке отдельных узлов. В частности, прецизионного потенциометра (Берг много вспоминал об этом и долго гордился). За 4,5 года работы наши беглецы получили изрядный опыт и захотели сделать что-то более амбициозное. В итоге их пути со Свободой снова разошлись – Староса и Берга снова ждала Москва, а Свобода задумывался над эмиграцией. Однако еще до отъезда он успел совершить свое второе открытие, которое и позволило Советскому Союзу построить первый в мире прототип полностью функционирующей системы противоракетной обороны – машину остаточных классов. О ее удивительной архитектуре, свойствах и о том, почему она была так важна, мы поговорим в следующий раз.Продолжение следует...]]>