ИТМиВТ - Институт точной механики и вычислительной техники С. А. Лебедева РАН
Институт точной механики и вычислительной техники им. С. А. Лебедева РАН - научно-исследовательский институт в области информационных технологий, вычислительной техники и микроэлектроники
English
Главная страница Контактная информация Карта сайта и поиск
Об институте Решения Проекты Образование

И.М. Лисовский: «Сергей Алексеевич Лебедев. Создатель первой в континентальной Европе и в Советском Союзе цифровой электронной вычислительной машины (МЭСМ)»

…Возраставший интерес к электронным триггерам и двоичной системе счисления подтверждает рассказ жены Сергея Алексеевича Алисы Григорьевны Лебедевой, как в первые дни войны по вечерам, когда Москва погружалась в темноту, Сергей Алексеевич уходил в ванную комнату и там при свете газовой горелки писал непонятные ей единицы и нолики. Со временем электронные триггеры и двоичная система счисления станут основой вычислительной техники.

Если бы не война, работу над созданием цифровой электронной вычислительной машины с использованием двоичной системы счисления Сергей Алексеевич начал бы раньше, об этом впоследствии он говорил сам. Война изменила направленность научной и исследовательской деятельности Сергея Алексеевича и поставила перед ним в конце 1941 г. задачи оборонной тематики…

Нужны были новые подходы, новые идеи. Они овладевали С.А. Лебедевым с начала 40-х, но реализовываться стали значительно позже.

В 1945 г. президент Академии наук Украины академик А.А. Богомолец предложил С.А. Лебедеву баллотироваться в академики и занять должность директора Института энергетики АН Украины с условием переезда в г. Киев.

В феврале 1945 г. Академия наук Украины избрала С.А. Лебедева академиком. В 1946 г. семья Лебедевых переехала в г. Киев. Сергей Алексеевич стал директором Института электротехники, вторая половина Института энергетики стала называться Институтом теплоэнергетики. Сергей Алексеевич к существующим лабораториям электротехнического профиля добавляет лабораторию моделирования и регулирования, продолжая совместно с лабораторией Л.В. Цукерника работы по исследованию в области технических средств стабилизации энергосистем и устройств автоматики…

…Результаты своих изысканий и обсуждений на семинаре С.А. Лебедев, по рекомендации вице-президента Академии наук Украины М.А. Лаврентьева, доложил Президиуму АН УССР и начальнику отдела ЦК Компартии Украины. Вскоре последовало решение: «Институту электротехники АН УССР в самые короткие сроки разработать и сдать в эксплуатацию цифровую вычислительную машину», для создания которой было выделено полуразрушенное здание в поселке Феофания (в 15 километрах от Киева).

Сергей Алексеевич в середине 1949 г. сформировал из сотрудников Института электротехники коллектив для работы в Феофании.

Настал день и на прикомандированном автобусе мы едем, большей частью по булыжной дороге, смотреть новое место работы. Слева — лес, справа — поле. Въехали в прекрасный лес, изрытый заросшими травой воронками, оставшимися после войны. Посреди леса — монастырь, к нему ведет липовая аллея, рядом монастырские постройки, сад, озеро. Предложенное нам двухэтажное полуразрушенное здание находилось рядом с монастырем. Начали его восстанавливать, оборудовали помещения, спортивную площадку.

Физическую работу сочетали с умственной — начали исполнительскую работу по реализации идеи, мечты Сергея Алексеевича Лебедева. Имея единственное печатное пособие — Г. Дж. Рейх «Теория и применения электронных приборов», приступили к исследованиям методов цифровой обработки информации. После выбора доступной тогда элементной базы началось исследование ламповых импульсно-потенциальных элементов и принципиальных схем. Перед тем как зарегистрировать отработанную схему в журнале пригодных для использования, Сергей Алексеевич проверял на стенде каждый вариант. Первые схемы были громоздкими, перенасыщенными комплектующими изделиями. За упрощение схем Сергей Алексеевич ввел специальный коэффициент, который учитывался при начислении премии.

Много времени было потрачено на начальный период проектирования. Хорошо работающие схемы удавались с большим трудом. С возникавшими вопросами все обращались к Сергею Алексеевичу. Он был очень терпелив, внимателен к каждому исследователю, часто садился рядом то с одним, то с другим, брал паяльник, сдвигал на лоб очки и начинал работать над схемой. Помнил хорошо не только основные семы, но и все их варианты. Если долго не добивался требуемого результата, уходил в лес, на любимый пенек, и там, вычерчивая отдельные элементы схемы, временные диаграммы и производя расчеты часто только на пачках папирос, находил ошибки и радостный возвращался к прерванной работе…

…С самого начала работ в Феофании Сергей Алексеевич рассматривал МЭСМ как макет, на котором необходимо в самом широком диапазоне провести испытания и результаты учесть в будущей быстродействующей машине.

Отладка блоков проходила при остром недостатке измерительных приборов и трудностях согласования вопросов импульсных связей и взаимодействий. В МЭСМ был заложен синхронный принцип работы. Все ее устройства, каждое из которых выполняло свои самостоятельные операции, должны были работать строго синхронно. Малейшие расхождения во временных циклах не допускались. Обеспечивалась такая работа при помощи синхронизирующих импульсов. Облегчение наступило только после установки блоков в сварной общий каркас машины, завершения межблочных соединений и ввода пульта управления. На нем была изображена мнемоническая схема, расположены измерительные приборы, переключатели и ключи управления. Для испытаний и наладки машины, кроме автоматического и полуавтоматического режимов, был предусмотрен ручной ввод импульсов сдвига на электронные запоминающие устройства чисел и команд. По сигнальным неоновым лампам на пульте управления можно было проследить работу всех элементов машины.

Как только завершилась автономная отладка блоков и устройств МЭСМ, все материалы с ее результатами были уложены в большой кожаный портфель, с которым Сергей Алексеевич уехал на короткий срок в Москву. Следом понеслись телеграммы с просьбой о немедленном возвращении, так как неожиданно остановилась комплексная отладка. Не у кого было спросить совета. Каждый хорошо знал свои блоки и устройства. Только что назначенный начальником МЭСМ автор не сумел без Сергея Алексеевича обеспечить дальнейшее продвижение настройки. Это был самый ответственный и сложный этап работы, на котором также возникало много трудностей. Как и на предыдущих этапах создания МЭСМ, большие затруднения разрешал только Сергей Алексеевич, находя необходимые технические решения.

Для МЭСМ была установлена круглосуточная работа, для обслуживающего персонала — трехсменная, но поскольку его было недостаточно, приходилось работать по две смены. К этому времени в Феофании были организованы питание и ночлег. Сергей Алексеевич ежедневно работал заполночь, часто забывал о еде. Все реже отвлекался на аналоговое моделирование, проводившееся в соседней с машинным залом комнате. Наступило время, когда аппаратура, спроектированная на максимальные возможности радиоламп, и люди работали в самых предельных режимах.

Много трудностей было преодолено на этапе комплексной отладки МЭСМ до полного подтверждения практикой правильности выбранных схем и их реализации. Особенно обрадовались, наблюдая устойчивую работу сумматора с цепочкой сквозных переносов и всего универсального арифметического устройства, в котором реализовывались все арифметические и логические операции. Наибольшую радость доставляло, конечно, то, что все было новое, оригинальное. Опыта — никакого.

Об ЭВМ ЭНИАК и основных принципах Дж. Неймана по построению ЭЦВМ с хранимой программой узнали только в 50-х годах, когда появились рекламные публикации. Может быть, отсутствие этой информированности положительно отразилось на выбранном у нас пути создания дискретных машин? Сергей Алексеевич самобытно и так глубоко и всесторонне проработал основные принципы, структуру и технические решения, что в дальнейшем не потребовалось вносить сколько-нибудь значительные коррективы и дополнения.

В августе 1950 г. А.А. Ляпунов составил первую программу для вычисления факториала числа. МЭСМ безукоризненно ее выполнила. Дальше усложнение задач и программ пошло быстрыми темпами.

Сергей Алексеевич второй раз собрал все материалы по теперь уже функционирующей машине в свой большой светло-коричневый портфель и повез их в ИТМ и ВТ АН СССР, где им было развернуто проектирование большой электронной счетной машины (БЭСМ)…

…Работать с Сергеем Алексеевичем было очень легко. Он никогда не повышал голоса даже на явно провинившихся. Относился ко всем исключительно ровно и справедливо. Не было у него любимчиков, основных или ближайших, все были равны. Всегда отмечал даже небольшие успехи своих сотрудников. Не чужд был озорным проделкам и шуткам (во время отдыха или в туристских походах), которые произносил абсолютно серьезно. Привлекал откровенностью, доброжелательностью, увлеченностью, а также умением увлечь других и создать в каждом убежденность равного участия в общем деле. Создавал атмосферу радости труда, которая рождала энергию и желание трудиться. Всегда в научно-практической работе стремился сделать то, чего еще никто не сделал. Под влиянием замечательных качеств Сергея Алексеевича в коллективе воспитывались высокая сознательность, острое чувство ответственности, инициативность, профессионализм. Сергей Алексеевич обладал самым дорогим даром природы: сильным умом, преследующим практические цели, веселым, насмешливым и добрым нравом. Вообще в Феофании Сергей Алексеевич часто пользовался крылатыми словами, четверостишиями не только из Блока и Гумилева, которых выделял, но и из Пушкина, например «Телега жизни», Шекспира, Бунина, Данте: «Земную жизнь пройдя до половины, я очутился в сумрачном лесу», Омара Хаяма:

«Миром правят насилие, злоба и месть? Что еще на земле достоверного есть?
Где счастливые люди в озлобленном мире? Если есть — их по пальцам легко перечесть».

Несмотря на изнурительный режим дня, а иногда и ночи, мы были бодры и веселы, переживали полноту бытия, связанную с самоосуществлением, т. е. были счастливы. Учились работать, овладевали профессией, росли. Дружною работой всех создавалось наше счастье для всех. Самым счастливым был Сергей Алексеевич, потому что он дарил его всему коллективу, а каждый в коллективе, конечно, стремился быть счастливым.

После завершения этапа в настройке или после сильного ветра, который обесточивал Феофанию, организовывались пешие или автобусные туристские маршруты по живописным местам Киевской области. Сергей Алексеевич был не только талантливейшим ученым, но и необыкновенно обаятельным и галантным мужчиной. Однажды, уже в довольно прохладное время года, когда автобус проезжал мимо озера, Алиса Григорьевна, жена Сергея Алексеевича, воскликнула: «Какие чудесные водяные лилии!» Сергей Алексеевич остановил автобус, молча разделся, влез в холодную воду и поплыл. Через несколько минут большой букет лилий он преподнес Алисе Григорьевне. Мужчины в автобусе были крайне смущены. На какое-то время прекратились обычные на маршрутах поступления в общественную кассу: ни одной остроты, ни штрафов, ни вознаграждений. Наконец, Алиса Григорьевна продекламировала:

«За радость легкую дышать и жить Кого, скажите, мне благодарить?»

Касса опять начинает расти. Самые большие поступления в нее текли тогда, когда с нами в автобусе бывала Алиса Григорьевна. Она была блистательно остроумным и необыкновенным человеком. Все ее очень любили, не меньше, чем любили и уважали Сергея Алексеевича. Она была по-настоящему членом нашего коллектива. Во всем помогая Сергею Алексеевичу, Алиса Григорьевна заботилась и о том, чтобы его сотрудники были всесторонне развитыми, гармоничными людьми. Цитировала иногда К. А. Тимирязева: «Надо знать обо всем понемножку, но все о немногом». Алиса Григорьевна устраивала у себя на квартире вечера-встречи с известными деятелями искусства и культуры, на которых бывали Святослав Рихтер, Гмыря, Тимошенко и Березин, многие другие. Проходили вечера исключительно интересно и были очень полезны технической творческой молодежи. Никогда на них не поднимались темы наших профессиональных занятий.

Случалось, в часы вечерних прогулок до ближайшего озера через феофанийский лес, Сергей Алексеевич высказывал вслух мысли о предстоящем развитии вычислительной техники и, особо, программирования, о непременном их самом широком распространении или, остановившись и глядя спутнику в глаза, как бы шутя, бросал совершенно новые идеи. Однажды он сказал, что универсальная машина хороша только для больших сложных задач вычислительной математики, а для решения какого-нибудь одного относительно узкого класса задач, но достаточно распространенного, целесообразно строить специализированные машины, которые должны быть значительно проще универсальных. Неожиданной была мысль о том, что пора уже совмещать ввод информации с вычислительным процессом и осуществлять выполнение операций над матрицами и векторами в вычислителе. Мы еще были так далеки от этого. Ну, а мысль о том, что «единственным эффективным способом борьбы с дальними ракетами является посылка встречной ракеты», точку их встречи может рассчитать быстродействующая цифровая электронная вычислительная машина и вместе с радиолокационными системами обеспечить наведение противоракеты на уничтожение цели, казалась такой невероятной и неосуществимой: снарядом попасть в летящий снаряд — фантастика, что мы ее даже не обсуждали. Но спустя одиннадцать лет эта идея была реализована, как и многие другие новые идеи Сергея Алексеевича Лебедева.

В конце февраля 1961 г. я прибыл на Балхашский полигон будучи офицером центрального аппарата Министерства обороны. 4 марта 1961 г., когда с центрального полигона Министерства Обороны была запущена баллистическая ракета, которую средства радиолокационной системы обнаружили на дальности 1500 км, а ламповые универсальные и специализированные цифровые машины, объединенные в вычислительную сеть, обеспечили:
— построение траектории баллистической ракеты (цели) и непрерывное ее уточнение;
— выдачу указания радиолокаторам точного наведения;
— расчет и выдачу на пусковые установки углов предстартовых разворотов;
— расчет момента пуска противоракеты и выдачу команды на ее пуск с пусковой установки;
— наведение противоракеты на цель в соответствии с боевым алгоритмом;
— и, наконец, подрыв противоракеты на высоте 25 км.

В результате прямого попадания противоракетой головка баллистической ракеты развалилась на части.

Сбой в центральной вычислительной машине М-40 произошел за 145 секунд до подлета головки баллистической ракеты к точке ее перехвата противоракетой. Впоследствии первой системой ПРО было осуществлено еще одиннадцать успешных перехватов баллистических ракет и уничтожение их боеголовок при полном отсутствии сбоев вычислительных средств во время боевых циклов.

Президент Сибирского отделения АН СССР академик М. А. Лаврентьев и президент АН УССР академик Б.Е. Патон неоднократно говорили, что создание Сергеем Алексеевичем Лебедевым в тяжелейшие послевоенные годы первой оригинальной отечественной цифровой электронной вычислительной машины было его научным и трудовым подвигом.

Имя Сергея Алексеевича Лебедева по праву стоит в одном ряду с именами выдающихся ученых мира.

 

© 1948—2016 «ИТМиВТ»
Версия для печати Контактная информация