Страница:
С.А. Лебедев. Я должен подчеркнуть, что значение работы по счетно-решающим машинам очень велико. В качестве примера можно привести следующее. Единственным эффективным способом борьбы с дальними ракетами является посылка встречной ракеты. Для этого нужно определить возможную точку встречи. Применение счетно-решающей машины позволит быстро провести необходимые подсчеты траекторий полета ракет, что обеспечит точное попадание. В отношении созыва совещания по счетно-решающим машинам могу сообщить, что по заданию правительства эскизный проект машины будет закончен в I квартале 1951 г. Этот эскизный проект' будет передан на рассмотрение экспертам, где он будет весьма тщательно рассмотрен. Согласен, что надо в большей степени привлечь Институты математики и физики АН УССР. Связь с Институтом точной механики и вычислительной техники АН СССР имеется не только по линии финансирования (хотя это важно, так как дало возможность быстро создать макет машины), но и по научной линии. В отношении использования машины для расчетов трудно будет отказывать нуждающимся в расчетах, так как вопросы счетной техники стоят в настоящее время весьма остро.
Постановили:
1. Отметить, что работы, проведенные в Институте электротехники АН УССР под руководством действ, чл. АН УССР С.А. Лебедева по разработке электронной счетно-решающей машины, являются весьма актуальными и имеют большое научное и практическое значение, связанное с оборонными нуждами СССР и задачами научно-исследовательских работ в различных областях науки и техники.
2. Рекомендовать директору Института электротехники АН УССР, действ, чл. АН УССР С.А. Лебедеву войти в Президиум АН УССР с ходатайством об осуществлении мероприятий, направленных на дальнейшее развертывание работ по созданию советской электронной счетно-решающей машины, с тем, чтобы значительно ускорить темпы работ, расширить экспериментальную базу в Феофании, подготовить требующиеся кадры, обеспечить необходимое участие в этой работе других институтов АН УССР.
3. Отмечая комплексный характер работы, проводимой Институтом электротехники АН УССР совместно с Институтом точной механики и вычислительной техники АН СССР, с Институтами математики и физики АН УССР, считать целесообразным разработать мероприятия для наиболее эффективного проведения совместных исследовательских и конструкторских работ на основе комплексного участия в них научных учреждений АН СССР, АН УССР, а также Министерства приборостроения и машиностроения СССР.
Председатель ученого совета действ, чл. АН УССР И.Т. Швец,
Ученый секретарь Е.В. Хрущова.
Существует еще один важный документ, позволяющий с точностью до месяца представить этапы разработки первой отечественной ЭВМ - МЭСМ (публикуется впервые).
Секретно Экз.
Этапы разработки первой электронной (малой) счетной машины
1. Октябрь-декабрь
1948 г.
Разработка общих принципов построения электронных счетных машин.
2. Январь-март
1949 г.
Даны общие направления для разработки отдельных элементов.
Семинары по счетным машинам с участием представителей Институтов математики и физики АН УССР.
3. Март-апрель 1949 г. Разработка триггеров на лампах 6Н9М и 6Н15.
Разработка разрешающих устройств на тех же лампах.
Разработка генераторов импульсов.
Разработка счетчиков на лампах 6Н15.
4. Май-июнь 1949 г. Разработка арифметического устройства на лампах 6Н15 (1-й вариант).
Переезд в новое помещение и оборудование лаборатории.
5. Июль-сентябрь 1949 г. Разработка арифметического устройства на лампах 6Н9 (2-й вариант). Разработка статистических элементов запоминания.
Разработка электронных коммутаторов.
6. Октябрь-декабрь 1949 г. Создание принципиальной блок-схемы макета машины.
Разработка общей компоновки машины.
Конструирование и изготовление каркаса машины.
7. Январь-март 1950 г. Разработка и изготовление отдельных блоков и их отладка.
Разработка и изготовление пульта управления машиной.
Разработка ТУ на магнитное запоминание.
8. Апрель-июль 1950 г. Установка блоков на каркасе и монтаж межблочных соединений.
Монтаж связей между каркасом и пультом.
Отладка на каркасе блоков и групп блоков во взаимодействии.
Работы по магнитному запоминанию в Институте физики АН УССР.
Образование в Киеве группы Института точной механики и вычислительной техники АН СССР.
9. Август-ноябрь 1950 г. Отладка управления машиной от пульта. Первый пробный пуск макета машины (6.11.1950 г.).
10. Ноябрь-декабрь 1950 г. Увеличение количества блоков запоминания для расширения емкости запоминающего устройства.
Отработка операций сложения и вычитания.
Отработка операций умножения и сравнения.
11. Январь-февраль 1951 г. Демонстрация (4 января 1951 г.) действующего макета приемной комиссии.
Составление акта окончания работ по макету. Во время демонстрации на макете решались задачи по вычислению суммы нечетного ряда факториала числа, возведение в степень.
Начата переделка макета в электронную (малую) машину.
12. Март-май 1951 г Разработка систем постоянных чисел и команд.
Введение фотографической записи результата.
Разработка системы управления магнитным запоминанием.
Введение в эксплуатацию постоянных чисел и команд.
Демонстрация работы машины Правительственной комиссии и Комиссии экспертов.
13. Июнь-август 1951 г Приспособление сортировки с перфокартами для ввода исходных данных в машину. Введение новых блоков для осуществления операций сложения команд, ввода подпрограмм, связи с магнитной записью кодов.
Монтаж и отладка управления системой магнитного запоминания.
Выход правительственного постановления (No 2759- 1321 от I.\ll.5l г.), обязывающего ввести в эксплуатацию Электронную (малую) машину в IV квартале 1951 г.
14. Август-ноябрь 1951 г Отработка деления и остальных операций. Переделка блоков запоминания с целью увеличения надежности. Окончание переделки макета в малую машину и опробование ее в целом перед пуском.
15. Декабрь 1951 г Пуск Электронной (малой) машины в эксплуатацию (25.XII.51 г.). Решение на машине реальных задач: вычисление функций распределения вероятностей
Подсчитано 585 значений р с точностью до единицы 5-го знака, для чего произведено около 250 тыс. операций. Подсчеты произведены за 2,5 ч. На основании вычислений составлены таблицы, предназначенные для определения однородности артиллерийских орудий с точки зрения одинакового технического рассеивания. Эти же таблицы применяются для установки режима работы станков автоматов по качеству продукции.
16. Январь 1952 г Доклад действ, чл. АН УССР С.А. Лебедева (4 января 1952 г.) на Президиуме АН СССР с принятием постановления о пуске в эксплуатацию Электронной (малой) счетной машины.
Доклад действ, чл. АН УССР С.А. Лебедева (11 января 1952 г.) на Президиуме АН УССР о пуске в эксплуатацию Электронной (малой) счетной машины.
12 января 1952 г. Выполнение заказов по расчетам на Электронной счетной машине. Вычисление функций
Подсчитано 2100 значений к, что потребовало выполнения свыше миллиона операций.
25 января 1952 г. Вычисление функций
x=tg(x/h)
Подсчитано 850 значений х, для чего произведено около миллиона операций.
17. Февраль-май 1952 г. Расчет значений интеграла типа Френеля
Наладка и ввод в эксплуатацию системы магнитного запоминания. Выполнение расчетов по устойчивости систем сверхмощных электропередач Куйбышев-Москва.
18. Июнь-сентябрь 1952 г. Увеличение числа разрядов машины с 16-ти до 20-ти для повышения точности расчетов до шестого десятичного знака.
19. Октябрь-ноябрь 1952 г Выполнение по заданию Главволгосеть-электростроя расчетов процессов втягивания в синхронизм мощных синхронных генераторов по параметрам Куйбышевской ГЭС.
Аналогичные расчеты запрограммированы по заданию Укрводохлопка, проектирующего крупные насосные станции для великих строек коммунизма.
Главный конструктор электронной счетной машины, действ, чл. АН УССР С.А. Лебедев.
Киев - родина МЭСМ
МЭСМ была задумана С.А. Лебедевым как модель Большой электронной счетной машины (БЭСМ). Вначале она так и называлась - Модель электронной счетной машины. В процессе ее создания стала очевидной целесообразность превращения ее в малую ЭВМ. Для этого были добавлены устройства ввода и вывода информации, память на магнитном барабане, увеличена разрядность. И слово "модель" было заменено словом "малая".
Каким образом Киев, Академия наук Украины оказались местом, где была создана первая ЭВМ?
В автобиографии, хранящейся в личном деле Сергея Алексеевича, есть ответ на этот вопрос. Он звучит очень буднично: был приглашен в Академию наук Украины на должность директора Института энергетики. Однако в жизни все было сложнее. Многое определял "господин случай". И не приехал бы Сергей Алексеевич в Киев, если бы... Их много, этих "если бы". Небезынтересно пройтись по их цепочке, тем более что она уходит в ... XIX в. и касается человека, сыгравшего огромную роль в жизни С.А. Лебедева.
...В 80-х годах прошлого века одна русская семья, возвращаясь из Парижа в Россию, взяла с собой двухлетнего мальчика-сироту. В Казани, где поселилась семья, его воспитывала немка. Мальчик, нареченный Алексеем Лаврентьевым, оказался на редкость здоровым и умным. Окончив гимназию и Казанский университет, стал профессором математики и химии этого же университета. В 1900 г. в семье профессора родился сын Михаил - будущий академик Михаил Алексеевич Лаврентьев. Уезжая в длительную заграничную командировку в Геттингенский университет, отец взял десятилетнего сына с собой. Вернулись накануне Первой мировой войны. Михаил настолько забыл русский язык, что не смог сдать экзамены в гимназию и поступил в Казанское коммерческое училище. Зато позднее с блеском окончил Казанский и Московский университеты, стал доктором физико-математических наук. Года за три до войны судьба свела его с президентом Академии наук Украины - академиком А.А. Богомольцем, с которым оказались в одном вагоне. Молодой ученый с огромной жизненной энергией очень понравился президенту. Тут же, в поезде, он пригласил его на работу в академию. В 1939 г. Лаврентьев стал директором Института математики и был избран в академики АН Украины.
Когда сотрудники Академии наук Украины реэвакуировались из Уфы в Киев, им пришлось задержаться в Москве в связи с болезнью Богомольца. Он находился в одном из подмосковных санаториев. Замещал президента М.А. Лаврентьев, он-то и рассказал о Лебедеве Богомольцу, представив его как яркую личность, специалиста в области энергетики, электротехники и электроники. Президент заинтересовался и выразил желание познакомиться. И был не разочарован.
В 1945 г., когда Академия наук Украины получила возможность пригласить на 15 вакантных мест в члены академии ученых из любых городов страны (с условием переезда в Киев), Богомолец вспомнил о Лебедеве. И предложил ему баллотироваться в академики, а также должность директора Института энергетики АН Украины. 'Алиса Григорьевна, его жена, связанная с музыкальным миром столицы, несмотря на обещание президента предоставить в Киеве хорошую квартиру вместо неудобной и тесной московской, предложила бросить жреоий. К счастью, выпал Киев!
В 1946 г. семья Лебедевых покинула Москву. Через год Институт энергетики разделился на два: электротехники и теплоэнергетики.
Сергей, Алиса Григорьевна, Яков (приемный сын), Сергей Алексеевич,
Наталья,
Екатерина Лебедевы
Здание в Феофании,
в котором размещалась
лаборатория С.А. Лебедева
Сергей Алексеевич стал директором первого и добавил к существовавшим лабораториям электротехнического профиля свою лабораторию моделирования и регулирования. Судя по ее названию, он не предполагал сразу развернуть работы по вычислительной технике, предпочитая им привычные исследования в. области технических средств стабилизации и устройств автоматики. Совместно с лабораторией Л.В. Цукерника Лебедев продолжал исследования по управлению энергосистемами. За разработку устройств компаунирования генераторов электростанций, повышающих устойчивость энергосистем и улучшающих работу электроустановок, в 1950 г. С.А. Лебедеву и Л.В. Цукернику была присуждена Государственная премия СССР.
Возможно, к окончательному решению заняться разработкой цифровой ЭВМ С.А. Лебедева подтолкнул М.А. Лаврентьев. Такое мнение высказывали Глушков, Крейн (запрограммировавший совместно с СА. Авраменко первую задачу для МЭСМ: (у" + у = 0; у(0) = О; у(л) = 0) и О.А. Богомолец. Последний в 1946-1948 гг, выполняя правительственные поручения, несколько раз бывал в Швейцарии. Будучи заядлым радиолюбителем, он собирал интересующие его проспекты и журналы с сообщениями о цифровых вычислительных- утсройствах. Приехав в Киев летом 1948 г, он показал журналы Лаврентьеву, тот - Лебедеву. Может быть, знакомство с рекламой помогло принять давно зревшее решение.
С осени 1948 г. СА. Лебедев ориентировал лабораторию на создание МЭСМ. Продумав основы ее построения, он в январе-марте 1949 г. представил их для обсуждения на созданном им семинаре, в котором участвовали М.А. Лаврентьев, Б.В. Гнеденко, А.Ю. Ишлинский, А.А. Харкевич и сотрудники лаборатории. Предварительно, осенью 1948 г, он пригласил в Киев А.А. Дородницына и К.А. Семендяева для окончательного определения набора логических операций МЭСМ.
Однако наиболее трудной частью работы явилось практическое создание МЭСМ. Думаю, что только разносторонний предыдущий опыт исследований позволил Сергею Алексеевичу с блеском справиться с труднейшей задачей технического воплощения принципов построения ЭВМ.
Один просчет все же был допущен. Под МЭСМ было отведено помещение на нижнем этаже двухэтажного здания, в котором размещалась лаборатория. Когда ее смонтировали и включили под напряжение, шесть тысяч раскаленных электронных ламп превратили помещение в тропики. Пришлось удалить часть потолка, чтобы отвести из комнаты хотя бы часть тепла.
В проектировании, монтаже, отладке и эксплуатации МЭСМ активно участвовали сотрудники лаборатории Лебедева: кандидаты наук Л.Н. Дашевский и Е.А. Шкабара, инженеры С.Б. Погребинский, Р.Г. Офенген-ген, А.Л. Гладыш, В.В. Крайницкий, И.П. Окулова, З.С. Зорина-Рапота, техники-монтажники С.Б. Розенцвайг, А.Г. Семеновский, М.Д. Шулейко, а также сотрудники и аспиранты лаборатории: Л.А. Абалышникова, М.А. Беляев, Е.Б. Ботвиновская, А.А. Дашевская, Е.Е. Дедешко, А.А. Заика, А.И. Кондалев, И.В. Лисовский, Ю.С. Мозыра, Н.А. Михайленко, З.Л. Рабинович, И.Т. Пархоменко, Т.Н. Пецух, М.М. Пиневич, Н.П. Похило, Р.Я. Черняк.
Дашевский и Шкабара - основные помощники С.А. Лебедева - в книге "Как это начиналось" рассказали о том, как создавалась МЭСМ:
"Вначале Сергей Алексеевич разработал и предло.жил генеральную блок-схему машины, которая должна была содержать, как теперь уже стало общепринятым, основные устройства: арифметическое, запоминающее, управляющее, ввода-вывода и некоторые внешние для подготовки и расшифровки информации (с перфолент и перфокарт).
Следует отметить, что большую часть этих проектных работ выполнял
37
Сергей Алексеевич лично, привлекая для разработки структурных схем только своих ближайших помощников. Работы обычно проводились по вечерам и в ночное время у Сергея Алексеевича дома, так как на первых порах много времени занимали организационные дела...
В таком сложном режиме приходилось работать, пока не были закончены структурные схемы всех главных узлов машины.
Все мы, уезжая рано утром на работу, возвращались поздно вечером или вообще не возвращались, оставаясь ночевать в Феофании; в воскресенье (суббота тогда была рабочим днем) тоже часто работали в лаборатории.
Не было опыта подобных работ, негде было узнать или прочесть о них. Дело ведь беспрецедентное. Работа велась с утра до позднего вечера.
... К осени 1951 г. машина "начала нормально дышать", т.е. достаточно устойчиво выполняла комплексную тестовую программу, и можно было переходить к решению пробных реальных задач.
Первая пробная задача была выбрана из области баллистики с весьма существенными упрощениями (не учитывалось сопротивление воздуха). Программа была составлена работавшими с нами математиками С.Г. Крейном и С.А. Авраменко. При этом контрольный расчет был выполнен ими непосредственно в двоичной системе, что обеспечило возможность проверки машины по циклам и по тактам, наблюдая по сигнализации пульта управления за правильностью выполнения программы.
В это время произошел весьма примечательный эпизод: электронная вычислительная машина впервые обнаружила и локализовала ошибку проводивших контрольный расчет двух высококвалифицированных математиков. При этом математики выполняли расчеты контрольного примера независимо и оба ошиблись в одном и том же месте. Суть расчетов заключалась в следующем: закон движения объекта, имеющего определенную массу и начальную скорость и запускаемого под определенным углом к поверхности, представляет собой уравнение параболы (без учета сопротивления воздуха). Решая это уравнение, можно определить текущие координаты запускаемого объекта в течение всего времени полета, а также расстояние от точки запуска до точки падения. Возможность точного аналитического численного решения этой задачи позволяет проверить работу машины и оценить получаемую точность. Траектория была разбита на 32 отрезка, на каждом из которых рассчитывались координаты объекта.
Вначале все шло хорошо. Результаты машинного расчета во всех 20 двоичных разрядах полностью совпадали с теми, что были получены вручную (это вызывало бурю восторга всех присутствующих), но на восьмом отрезке обнаружилось совершенно незначительное расхождение, которого не должно было быть. Все должно было совпадать абсолютно точно. Многократные повторения расчетов ничего не изменили. Машина давала один и тот же результат, отличавшийся от ручного счета на одну единицу младшего разряда. Все немедленно "повесили носы". Расхождений не могло быть. Один Сергей Алексеевич, который никогда не верил в "чудеса", сказал: "Я сам проверю ручной счет до 9-й точки". И проверил (при расчете в двоичной системе это была очень кропотливая и трудоемкая работа, но он ее никому не передоверил). Он оставил нас в сотый раз проверять расчеты машины, менять режимы, а сам удалился в другую комнату и аккуратнейшим образом в клетчатой ученической тетради выполнил необходимые вычисления. Расчеты продолжались целый день, а на другой он появился улыбающийся (что весьма редко бывало), очки были сдвинуты на лоб (что свидетельствовало об удаче), и сказал: "Не мучайте машину - она права. Не правы люди!". Оказывается, он все же нашел ошибку в дублировавшемся ручном счете. Все были буквально потрясены и застыли в изумлении, как в заключительной сцене "Ревизора". С.Г. Крейн и С.А. Авраменко бросились пересчитывать оставшиеся 24 точки, так как расчеты были рекурентными и продолжать дальнейшую проверку при наличии ошибки в ручном счете было бессмысленно. Ее пришлось отложить на следующий день (это событие произошло в 2 часа ночи), и хотя многие энтузиасты не хотели ждать, Сергей Алексеевич не разрешил: "Надо же дать отдохнуть несколько часов машине. Пойдем и мы отдохнем. Завтра все будет в порядке!". Так оно и было: утром были принесены новые расчеты, и машина их продублировала без всяких расхождений. Это была первая решенная нашей машиной реальная задача.
Л.Н. Дашевский
...В конце 1951 г. в Феофанию из Москвы приехала весьма представительная комиссия АН СССР для приемки в эксплуатацию МЭСМ.
Возглавлял эту комиссию академик М.В. Келдыш. В ее состав входили академики СЛ. Соболев, М.А. Лаврентьев и профессора К.А. Семендяев, А.Г. Курош. Три дня сдавала наша МЭСМ экзамены академической комиссии. И хотя экзамены были не конкурсные, так как конкурентов у нее не было, мы страшно волновались и всеми силами старались удержаться от того, чтобы не стоять под дверьми, как толпы любящих родителей, когда их единственные и ненаглядные чада сдают вступительные экзамены в вуз.
Академики с непроницаемыми лицами проходили из помещения МЭСМ, где они задавали ей всяческие "каверзные задачки", в кабинет Сергея Алексеевича и там подолгу совещались.
Наконец испытания были закончены и комиссия решила: принять машину с 25 декабря 1951 г. в эксплуатацию. И вышла наша МЭСМ в люди. Ликование было всеобщим.
Тогда же приказом Президиума АН УССР за активное участие в разработке и создании первой отечественной ЭВМ МЭСМ была объявлена благодарность основным участникам этой работы: А.Л. Гладыш, Л.Н. Да-шевскому, В.В. Крайницкому, И.П. Окуловой, С.Б. Погребинскому, З.С. Рапоте, С.Б. Розенцвайгу, А.Г. Семеновскому, Е.А. Шкабаре и сотрудникам Института физики за создание магнитного барабана Р.Г. Офенгенгену и МД. Шулейко.
Е.А. Шкабара
Узнав, что в Феофании есть работающая ЭВМ, потянулась к нам вереница паломников - киевские, московские математики со своими задачами, которые практически не могли быть решены без помощи ЭВМ, и МЭСМ начала круглосуточно решать очень важные в то время задачи.
С.А. Лебедев работал вдохновенно, увлекая сотрудников своим примером, прекрасным знанием дела, которому он посвятил по существу всю жизнь. При отладке МЭСМ он сутками не выходил из лаборатории, подкрепляя себя крепчайшим чаем".
"Время напряженной работы, озаренное счастьем творческого труда с С.А. Лебедевым, я не забуду никогда!" - скажет Е.А. Шкабара при вручении ей и Л.Н. Дашевскому (посмертно) премии им. С.А. Лебедева Академии наук Украины в год 40-летия ввода МЭСМ в эксплуатацию.
Если вспомнить короткие сроки, в которые была спроектирована, смонтирована и отлажена МЭСМ, - два года, и учесть, что в ее разработке и создании участвовали 12 человек (вместе с Лебедевым), которым помогали 15 техников и монтажников (в создании первой американской ЭВМ ЭНИАК помимо 13 основных исполнителей участвовали 200 техников и большое количество рабочих), то становится ясно, что С.А. Лебедев и возглавляемый им коллектив совершили подвиг!
4 января 1952 г. Президиум АН СССР заслушал доклад Лебедева о вводе малой электронно-цифровой счетной машины МЭСМ в эксплуатацию. В выписке из протокола заседания говорится:
Сов. секретно
Экз.
Президиум Академии наук СССР
О вводе в эксплуатацию малой счетной электронной машины.
Докладчик проф. С.А. Лебедев.
Выписка
Президиум Академии наук СССР отмечает, что, согласно постановлению Совета Министров СССР от 1.VII.1951 г. за No 2754-1321с, Институт точной механики и вычислительной техники АН СССР совместно с Институтом электротехники АН УССР в IV квартале 1951 г. ввел в эксплуатацию малую счетную электронную машину, являющуюся первой в СССР быстродействующей электронной цифровой машиной, доведенной до состояния эксплуатации.
Придавая большое значение делу создания современных средств вычислительной техники и необходимости расширения этих работ, Президиум АН СССР постановляет:
1. Доложить Совету Министров СССР о вводе в эксплуатацию первой в СССР быстродействующей счетной электронной машины.
2. За успешную работу по созданию и вводу в эксплуатацию малой счетной электронной машины объявить благодарность руководителю работ действ, чл. АН УССР С.А. Лебедеву, ст. науч. сотр. Е.А. Шкабаре, Л.Н. Дашевскому, инженерам А.Л. Гладыш, В.В. Крайницкому и С.Б. Погребинскому.
3. Обязать Отделение физико-математических наук АН СССР всемерно усилить работу по подготовке к использованию быстродействующих электронных счетных машин в учреждениях Академии наук СССР.
Президент Академии наук СССР академик А.Н. Несмеянов,
Главный ученый секретарь Президиума Академии наук СССР академик А.В. Топчиев.
МЭСМ, за пультом В.В. Крайницкий
В 1952 г. (уже после переезда Лебедева в Москву) Институт электротехники АН Украины представил работу по созданию МЭСМ на соискание Государственной премии. В состав творческого коллектива были включены Лебедев, Дашевский, Шкабара.
Работа, безусловно, заслуживала премии. Жизнь это доказала: разработанные С.А. Лебедевым основы построения ЭВМ без принципиальных изменений используются и в современной вычислительной технике. Теперь они общеизвестны: 1) в состав ЭВМ должны входить устройства арифметики, памяти, ввода-вывода информации, управления; 2) программа вычислений кодируется и хранится в памяти подобно числам; 3) для кодирования чисел и команд следует использовать двоичную систему счисления; 4) вычисления должны осуществляться автоматически на основе хранимой в памяти программы и операций над командами; 5) в число операций помимо арифметических вводятся логические - сравнения, условного и безусловного переходов, конъюнкция, дизъюнкция, отрицание; 6) память строится по иерархическому принципу; 7) для вычислений используются численные методы решения задач. В 1950 г, когда был опробован макет МЭСМ, подобная машина работала лишь в Англии (ЭДСАК, ее автор М. Уилкс, 1949 г.). Причем в ЭДСАК было использовано арифметическое устройство последовательного действия, а в МЭСМ - параллельного, последнее более прогрессивно. Плодотворность идей, заложенных в МЭСМ, была со всей очевидностью подтверждена последующими работами коллективов, возглавляемых С.А. Лебедевым.
Постановили:
1. Отметить, что работы, проведенные в Институте электротехники АН УССР под руководством действ, чл. АН УССР С.А. Лебедева по разработке электронной счетно-решающей машины, являются весьма актуальными и имеют большое научное и практическое значение, связанное с оборонными нуждами СССР и задачами научно-исследовательских работ в различных областях науки и техники.
2. Рекомендовать директору Института электротехники АН УССР, действ, чл. АН УССР С.А. Лебедеву войти в Президиум АН УССР с ходатайством об осуществлении мероприятий, направленных на дальнейшее развертывание работ по созданию советской электронной счетно-решающей машины, с тем, чтобы значительно ускорить темпы работ, расширить экспериментальную базу в Феофании, подготовить требующиеся кадры, обеспечить необходимое участие в этой работе других институтов АН УССР.
3. Отмечая комплексный характер работы, проводимой Институтом электротехники АН УССР совместно с Институтом точной механики и вычислительной техники АН СССР, с Институтами математики и физики АН УССР, считать целесообразным разработать мероприятия для наиболее эффективного проведения совместных исследовательских и конструкторских работ на основе комплексного участия в них научных учреждений АН СССР, АН УССР, а также Министерства приборостроения и машиностроения СССР.
Председатель ученого совета действ, чл. АН УССР И.Т. Швец,
Ученый секретарь Е.В. Хрущова.
Существует еще один важный документ, позволяющий с точностью до месяца представить этапы разработки первой отечественной ЭВМ - МЭСМ (публикуется впервые).
Секретно Экз.
Этапы разработки первой электронной (малой) счетной машины
1. Октябрь-декабрь
1948 г.
Разработка общих принципов построения электронных счетных машин.
2. Январь-март
1949 г.
Даны общие направления для разработки отдельных элементов.
Семинары по счетным машинам с участием представителей Институтов математики и физики АН УССР.
3. Март-апрель 1949 г. Разработка триггеров на лампах 6Н9М и 6Н15.
Разработка разрешающих устройств на тех же лампах.
Разработка генераторов импульсов.
Разработка счетчиков на лампах 6Н15.
4. Май-июнь 1949 г. Разработка арифметического устройства на лампах 6Н15 (1-й вариант).
Переезд в новое помещение и оборудование лаборатории.
5. Июль-сентябрь 1949 г. Разработка арифметического устройства на лампах 6Н9 (2-й вариант). Разработка статистических элементов запоминания.
Разработка электронных коммутаторов.
6. Октябрь-декабрь 1949 г. Создание принципиальной блок-схемы макета машины.
Разработка общей компоновки машины.
Конструирование и изготовление каркаса машины.
7. Январь-март 1950 г. Разработка и изготовление отдельных блоков и их отладка.
Разработка и изготовление пульта управления машиной.
Разработка ТУ на магнитное запоминание.
8. Апрель-июль 1950 г. Установка блоков на каркасе и монтаж межблочных соединений.
Монтаж связей между каркасом и пультом.
Отладка на каркасе блоков и групп блоков во взаимодействии.
Работы по магнитному запоминанию в Институте физики АН УССР.
Образование в Киеве группы Института точной механики и вычислительной техники АН СССР.
9. Август-ноябрь 1950 г. Отладка управления машиной от пульта. Первый пробный пуск макета машины (6.11.1950 г.).
10. Ноябрь-декабрь 1950 г. Увеличение количества блоков запоминания для расширения емкости запоминающего устройства.
Отработка операций сложения и вычитания.
Отработка операций умножения и сравнения.
11. Январь-февраль 1951 г. Демонстрация (4 января 1951 г.) действующего макета приемной комиссии.
Составление акта окончания работ по макету. Во время демонстрации на макете решались задачи по вычислению суммы нечетного ряда факториала числа, возведение в степень.
Начата переделка макета в электронную (малую) машину.
12. Март-май 1951 г Разработка систем постоянных чисел и команд.
Введение фотографической записи результата.
Разработка системы управления магнитным запоминанием.
Введение в эксплуатацию постоянных чисел и команд.
Демонстрация работы машины Правительственной комиссии и Комиссии экспертов.
13. Июнь-август 1951 г Приспособление сортировки с перфокартами для ввода исходных данных в машину. Введение новых блоков для осуществления операций сложения команд, ввода подпрограмм, связи с магнитной записью кодов.
Монтаж и отладка управления системой магнитного запоминания.
Выход правительственного постановления (No 2759- 1321 от I.\ll.5l г.), обязывающего ввести в эксплуатацию Электронную (малую) машину в IV квартале 1951 г.
14. Август-ноябрь 1951 г Отработка деления и остальных операций. Переделка блоков запоминания с целью увеличения надежности. Окончание переделки макета в малую машину и опробование ее в целом перед пуском.
15. Декабрь 1951 г Пуск Электронной (малой) машины в эксплуатацию (25.XII.51 г.). Решение на машине реальных задач: вычисление функций распределения вероятностей
Подсчитано 585 значений р с точностью до единицы 5-го знака, для чего произведено около 250 тыс. операций. Подсчеты произведены за 2,5 ч. На основании вычислений составлены таблицы, предназначенные для определения однородности артиллерийских орудий с точки зрения одинакового технического рассеивания. Эти же таблицы применяются для установки режима работы станков автоматов по качеству продукции.
16. Январь 1952 г Доклад действ, чл. АН УССР С.А. Лебедева (4 января 1952 г.) на Президиуме АН СССР с принятием постановления о пуске в эксплуатацию Электронной (малой) счетной машины.
Доклад действ, чл. АН УССР С.А. Лебедева (11 января 1952 г.) на Президиуме АН УССР о пуске в эксплуатацию Электронной (малой) счетной машины.
12 января 1952 г. Выполнение заказов по расчетам на Электронной счетной машине. Вычисление функций
Подсчитано 2100 значений к, что потребовало выполнения свыше миллиона операций.
25 января 1952 г. Вычисление функций
x=tg(x/h)
Подсчитано 850 значений х, для чего произведено около миллиона операций.
17. Февраль-май 1952 г. Расчет значений интеграла типа Френеля
Наладка и ввод в эксплуатацию системы магнитного запоминания. Выполнение расчетов по устойчивости систем сверхмощных электропередач Куйбышев-Москва.
18. Июнь-сентябрь 1952 г. Увеличение числа разрядов машины с 16-ти до 20-ти для повышения точности расчетов до шестого десятичного знака.
19. Октябрь-ноябрь 1952 г Выполнение по заданию Главволгосеть-электростроя расчетов процессов втягивания в синхронизм мощных синхронных генераторов по параметрам Куйбышевской ГЭС.
Аналогичные расчеты запрограммированы по заданию Укрводохлопка, проектирующего крупные насосные станции для великих строек коммунизма.
Главный конструктор электронной счетной машины, действ, чл. АН УССР С.А. Лебедев.
Киев - родина МЭСМ
МЭСМ была задумана С.А. Лебедевым как модель Большой электронной счетной машины (БЭСМ). Вначале она так и называлась - Модель электронной счетной машины. В процессе ее создания стала очевидной целесообразность превращения ее в малую ЭВМ. Для этого были добавлены устройства ввода и вывода информации, память на магнитном барабане, увеличена разрядность. И слово "модель" было заменено словом "малая".
Каким образом Киев, Академия наук Украины оказались местом, где была создана первая ЭВМ?
В автобиографии, хранящейся в личном деле Сергея Алексеевича, есть ответ на этот вопрос. Он звучит очень буднично: был приглашен в Академию наук Украины на должность директора Института энергетики. Однако в жизни все было сложнее. Многое определял "господин случай". И не приехал бы Сергей Алексеевич в Киев, если бы... Их много, этих "если бы". Небезынтересно пройтись по их цепочке, тем более что она уходит в ... XIX в. и касается человека, сыгравшего огромную роль в жизни С.А. Лебедева.
...В 80-х годах прошлого века одна русская семья, возвращаясь из Парижа в Россию, взяла с собой двухлетнего мальчика-сироту. В Казани, где поселилась семья, его воспитывала немка. Мальчик, нареченный Алексеем Лаврентьевым, оказался на редкость здоровым и умным. Окончив гимназию и Казанский университет, стал профессором математики и химии этого же университета. В 1900 г. в семье профессора родился сын Михаил - будущий академик Михаил Алексеевич Лаврентьев. Уезжая в длительную заграничную командировку в Геттингенский университет, отец взял десятилетнего сына с собой. Вернулись накануне Первой мировой войны. Михаил настолько забыл русский язык, что не смог сдать экзамены в гимназию и поступил в Казанское коммерческое училище. Зато позднее с блеском окончил Казанский и Московский университеты, стал доктором физико-математических наук. Года за три до войны судьба свела его с президентом Академии наук Украины - академиком А.А. Богомольцем, с которым оказались в одном вагоне. Молодой ученый с огромной жизненной энергией очень понравился президенту. Тут же, в поезде, он пригласил его на работу в академию. В 1939 г. Лаврентьев стал директором Института математики и был избран в академики АН Украины.
Когда сотрудники Академии наук Украины реэвакуировались из Уфы в Киев, им пришлось задержаться в Москве в связи с болезнью Богомольца. Он находился в одном из подмосковных санаториев. Замещал президента М.А. Лаврентьев, он-то и рассказал о Лебедеве Богомольцу, представив его как яркую личность, специалиста в области энергетики, электротехники и электроники. Президент заинтересовался и выразил желание познакомиться. И был не разочарован.
В 1945 г., когда Академия наук Украины получила возможность пригласить на 15 вакантных мест в члены академии ученых из любых городов страны (с условием переезда в Киев), Богомолец вспомнил о Лебедеве. И предложил ему баллотироваться в академики, а также должность директора Института энергетики АН Украины. 'Алиса Григорьевна, его жена, связанная с музыкальным миром столицы, несмотря на обещание президента предоставить в Киеве хорошую квартиру вместо неудобной и тесной московской, предложила бросить жреоий. К счастью, выпал Киев!
В 1946 г. семья Лебедевых покинула Москву. Через год Институт энергетики разделился на два: электротехники и теплоэнергетики.
Сергей, Алиса Григорьевна, Яков (приемный сын), Сергей Алексеевич,
Наталья,
Екатерина Лебедевы
Здание в Феофании,
в котором размещалась
лаборатория С.А. Лебедева
Сергей Алексеевич стал директором первого и добавил к существовавшим лабораториям электротехнического профиля свою лабораторию моделирования и регулирования. Судя по ее названию, он не предполагал сразу развернуть работы по вычислительной технике, предпочитая им привычные исследования в. области технических средств стабилизации и устройств автоматики. Совместно с лабораторией Л.В. Цукерника Лебедев продолжал исследования по управлению энергосистемами. За разработку устройств компаунирования генераторов электростанций, повышающих устойчивость энергосистем и улучшающих работу электроустановок, в 1950 г. С.А. Лебедеву и Л.В. Цукернику была присуждена Государственная премия СССР.
Возможно, к окончательному решению заняться разработкой цифровой ЭВМ С.А. Лебедева подтолкнул М.А. Лаврентьев. Такое мнение высказывали Глушков, Крейн (запрограммировавший совместно с СА. Авраменко первую задачу для МЭСМ: (у" + у = 0; у(0) = О; у(л) = 0) и О.А. Богомолец. Последний в 1946-1948 гг, выполняя правительственные поручения, несколько раз бывал в Швейцарии. Будучи заядлым радиолюбителем, он собирал интересующие его проспекты и журналы с сообщениями о цифровых вычислительных- утсройствах. Приехав в Киев летом 1948 г, он показал журналы Лаврентьеву, тот - Лебедеву. Может быть, знакомство с рекламой помогло принять давно зревшее решение.
С осени 1948 г. СА. Лебедев ориентировал лабораторию на создание МЭСМ. Продумав основы ее построения, он в январе-марте 1949 г. представил их для обсуждения на созданном им семинаре, в котором участвовали М.А. Лаврентьев, Б.В. Гнеденко, А.Ю. Ишлинский, А.А. Харкевич и сотрудники лаборатории. Предварительно, осенью 1948 г, он пригласил в Киев А.А. Дородницына и К.А. Семендяева для окончательного определения набора логических операций МЭСМ.
Однако наиболее трудной частью работы явилось практическое создание МЭСМ. Думаю, что только разносторонний предыдущий опыт исследований позволил Сергею Алексеевичу с блеском справиться с труднейшей задачей технического воплощения принципов построения ЭВМ.
Один просчет все же был допущен. Под МЭСМ было отведено помещение на нижнем этаже двухэтажного здания, в котором размещалась лаборатория. Когда ее смонтировали и включили под напряжение, шесть тысяч раскаленных электронных ламп превратили помещение в тропики. Пришлось удалить часть потолка, чтобы отвести из комнаты хотя бы часть тепла.
В проектировании, монтаже, отладке и эксплуатации МЭСМ активно участвовали сотрудники лаборатории Лебедева: кандидаты наук Л.Н. Дашевский и Е.А. Шкабара, инженеры С.Б. Погребинский, Р.Г. Офенген-ген, А.Л. Гладыш, В.В. Крайницкий, И.П. Окулова, З.С. Зорина-Рапота, техники-монтажники С.Б. Розенцвайг, А.Г. Семеновский, М.Д. Шулейко, а также сотрудники и аспиранты лаборатории: Л.А. Абалышникова, М.А. Беляев, Е.Б. Ботвиновская, А.А. Дашевская, Е.Е. Дедешко, А.А. Заика, А.И. Кондалев, И.В. Лисовский, Ю.С. Мозыра, Н.А. Михайленко, З.Л. Рабинович, И.Т. Пархоменко, Т.Н. Пецух, М.М. Пиневич, Н.П. Похило, Р.Я. Черняк.
Дашевский и Шкабара - основные помощники С.А. Лебедева - в книге "Как это начиналось" рассказали о том, как создавалась МЭСМ:
"Вначале Сергей Алексеевич разработал и предло.жил генеральную блок-схему машины, которая должна была содержать, как теперь уже стало общепринятым, основные устройства: арифметическое, запоминающее, управляющее, ввода-вывода и некоторые внешние для подготовки и расшифровки информации (с перфолент и перфокарт).
Следует отметить, что большую часть этих проектных работ выполнял
37
Сергей Алексеевич лично, привлекая для разработки структурных схем только своих ближайших помощников. Работы обычно проводились по вечерам и в ночное время у Сергея Алексеевича дома, так как на первых порах много времени занимали организационные дела...
В таком сложном режиме приходилось работать, пока не были закончены структурные схемы всех главных узлов машины.
Все мы, уезжая рано утром на работу, возвращались поздно вечером или вообще не возвращались, оставаясь ночевать в Феофании; в воскресенье (суббота тогда была рабочим днем) тоже часто работали в лаборатории.
Не было опыта подобных работ, негде было узнать или прочесть о них. Дело ведь беспрецедентное. Работа велась с утра до позднего вечера.
... К осени 1951 г. машина "начала нормально дышать", т.е. достаточно устойчиво выполняла комплексную тестовую программу, и можно было переходить к решению пробных реальных задач.
Первая пробная задача была выбрана из области баллистики с весьма существенными упрощениями (не учитывалось сопротивление воздуха). Программа была составлена работавшими с нами математиками С.Г. Крейном и С.А. Авраменко. При этом контрольный расчет был выполнен ими непосредственно в двоичной системе, что обеспечило возможность проверки машины по циклам и по тактам, наблюдая по сигнализации пульта управления за правильностью выполнения программы.
В это время произошел весьма примечательный эпизод: электронная вычислительная машина впервые обнаружила и локализовала ошибку проводивших контрольный расчет двух высококвалифицированных математиков. При этом математики выполняли расчеты контрольного примера независимо и оба ошиблись в одном и том же месте. Суть расчетов заключалась в следующем: закон движения объекта, имеющего определенную массу и начальную скорость и запускаемого под определенным углом к поверхности, представляет собой уравнение параболы (без учета сопротивления воздуха). Решая это уравнение, можно определить текущие координаты запускаемого объекта в течение всего времени полета, а также расстояние от точки запуска до точки падения. Возможность точного аналитического численного решения этой задачи позволяет проверить работу машины и оценить получаемую точность. Траектория была разбита на 32 отрезка, на каждом из которых рассчитывались координаты объекта.
Вначале все шло хорошо. Результаты машинного расчета во всех 20 двоичных разрядах полностью совпадали с теми, что были получены вручную (это вызывало бурю восторга всех присутствующих), но на восьмом отрезке обнаружилось совершенно незначительное расхождение, которого не должно было быть. Все должно было совпадать абсолютно точно. Многократные повторения расчетов ничего не изменили. Машина давала один и тот же результат, отличавшийся от ручного счета на одну единицу младшего разряда. Все немедленно "повесили носы". Расхождений не могло быть. Один Сергей Алексеевич, который никогда не верил в "чудеса", сказал: "Я сам проверю ручной счет до 9-й точки". И проверил (при расчете в двоичной системе это была очень кропотливая и трудоемкая работа, но он ее никому не передоверил). Он оставил нас в сотый раз проверять расчеты машины, менять режимы, а сам удалился в другую комнату и аккуратнейшим образом в клетчатой ученической тетради выполнил необходимые вычисления. Расчеты продолжались целый день, а на другой он появился улыбающийся (что весьма редко бывало), очки были сдвинуты на лоб (что свидетельствовало об удаче), и сказал: "Не мучайте машину - она права. Не правы люди!". Оказывается, он все же нашел ошибку в дублировавшемся ручном счете. Все были буквально потрясены и застыли в изумлении, как в заключительной сцене "Ревизора". С.Г. Крейн и С.А. Авраменко бросились пересчитывать оставшиеся 24 точки, так как расчеты были рекурентными и продолжать дальнейшую проверку при наличии ошибки в ручном счете было бессмысленно. Ее пришлось отложить на следующий день (это событие произошло в 2 часа ночи), и хотя многие энтузиасты не хотели ждать, Сергей Алексеевич не разрешил: "Надо же дать отдохнуть несколько часов машине. Пойдем и мы отдохнем. Завтра все будет в порядке!". Так оно и было: утром были принесены новые расчеты, и машина их продублировала без всяких расхождений. Это была первая решенная нашей машиной реальная задача.
Л.Н. Дашевский
...В конце 1951 г. в Феофанию из Москвы приехала весьма представительная комиссия АН СССР для приемки в эксплуатацию МЭСМ.
Возглавлял эту комиссию академик М.В. Келдыш. В ее состав входили академики СЛ. Соболев, М.А. Лаврентьев и профессора К.А. Семендяев, А.Г. Курош. Три дня сдавала наша МЭСМ экзамены академической комиссии. И хотя экзамены были не конкурсные, так как конкурентов у нее не было, мы страшно волновались и всеми силами старались удержаться от того, чтобы не стоять под дверьми, как толпы любящих родителей, когда их единственные и ненаглядные чада сдают вступительные экзамены в вуз.
Академики с непроницаемыми лицами проходили из помещения МЭСМ, где они задавали ей всяческие "каверзные задачки", в кабинет Сергея Алексеевича и там подолгу совещались.
Наконец испытания были закончены и комиссия решила: принять машину с 25 декабря 1951 г. в эксплуатацию. И вышла наша МЭСМ в люди. Ликование было всеобщим.
Тогда же приказом Президиума АН УССР за активное участие в разработке и создании первой отечественной ЭВМ МЭСМ была объявлена благодарность основным участникам этой работы: А.Л. Гладыш, Л.Н. Да-шевскому, В.В. Крайницкому, И.П. Окуловой, С.Б. Погребинскому, З.С. Рапоте, С.Б. Розенцвайгу, А.Г. Семеновскому, Е.А. Шкабаре и сотрудникам Института физики за создание магнитного барабана Р.Г. Офенгенгену и МД. Шулейко.
Е.А. Шкабара
Узнав, что в Феофании есть работающая ЭВМ, потянулась к нам вереница паломников - киевские, московские математики со своими задачами, которые практически не могли быть решены без помощи ЭВМ, и МЭСМ начала круглосуточно решать очень важные в то время задачи.
С.А. Лебедев работал вдохновенно, увлекая сотрудников своим примером, прекрасным знанием дела, которому он посвятил по существу всю жизнь. При отладке МЭСМ он сутками не выходил из лаборатории, подкрепляя себя крепчайшим чаем".
"Время напряженной работы, озаренное счастьем творческого труда с С.А. Лебедевым, я не забуду никогда!" - скажет Е.А. Шкабара при вручении ей и Л.Н. Дашевскому (посмертно) премии им. С.А. Лебедева Академии наук Украины в год 40-летия ввода МЭСМ в эксплуатацию.
Если вспомнить короткие сроки, в которые была спроектирована, смонтирована и отлажена МЭСМ, - два года, и учесть, что в ее разработке и создании участвовали 12 человек (вместе с Лебедевым), которым помогали 15 техников и монтажников (в создании первой американской ЭВМ ЭНИАК помимо 13 основных исполнителей участвовали 200 техников и большое количество рабочих), то становится ясно, что С.А. Лебедев и возглавляемый им коллектив совершили подвиг!
4 января 1952 г. Президиум АН СССР заслушал доклад Лебедева о вводе малой электронно-цифровой счетной машины МЭСМ в эксплуатацию. В выписке из протокола заседания говорится:
Сов. секретно
Экз.
Президиум Академии наук СССР
О вводе в эксплуатацию малой счетной электронной машины.
Докладчик проф. С.А. Лебедев.
Выписка
Президиум Академии наук СССР отмечает, что, согласно постановлению Совета Министров СССР от 1.VII.1951 г. за No 2754-1321с, Институт точной механики и вычислительной техники АН СССР совместно с Институтом электротехники АН УССР в IV квартале 1951 г. ввел в эксплуатацию малую счетную электронную машину, являющуюся первой в СССР быстродействующей электронной цифровой машиной, доведенной до состояния эксплуатации.
Придавая большое значение делу создания современных средств вычислительной техники и необходимости расширения этих работ, Президиум АН СССР постановляет:
1. Доложить Совету Министров СССР о вводе в эксплуатацию первой в СССР быстродействующей счетной электронной машины.
2. За успешную работу по созданию и вводу в эксплуатацию малой счетной электронной машины объявить благодарность руководителю работ действ, чл. АН УССР С.А. Лебедеву, ст. науч. сотр. Е.А. Шкабаре, Л.Н. Дашевскому, инженерам А.Л. Гладыш, В.В. Крайницкому и С.Б. Погребинскому.
3. Обязать Отделение физико-математических наук АН СССР всемерно усилить работу по подготовке к использованию быстродействующих электронных счетных машин в учреждениях Академии наук СССР.
Президент Академии наук СССР академик А.Н. Несмеянов,
Главный ученый секретарь Президиума Академии наук СССР академик А.В. Топчиев.
МЭСМ, за пультом В.В. Крайницкий
В 1952 г. (уже после переезда Лебедева в Москву) Институт электротехники АН Украины представил работу по созданию МЭСМ на соискание Государственной премии. В состав творческого коллектива были включены Лебедев, Дашевский, Шкабара.
Работа, безусловно, заслуживала премии. Жизнь это доказала: разработанные С.А. Лебедевым основы построения ЭВМ без принципиальных изменений используются и в современной вычислительной технике. Теперь они общеизвестны: 1) в состав ЭВМ должны входить устройства арифметики, памяти, ввода-вывода информации, управления; 2) программа вычислений кодируется и хранится в памяти подобно числам; 3) для кодирования чисел и команд следует использовать двоичную систему счисления; 4) вычисления должны осуществляться автоматически на основе хранимой в памяти программы и операций над командами; 5) в число операций помимо арифметических вводятся логические - сравнения, условного и безусловного переходов, конъюнкция, дизъюнкция, отрицание; 6) память строится по иерархическому принципу; 7) для вычислений используются численные методы решения задач. В 1950 г, когда был опробован макет МЭСМ, подобная машина работала лишь в Англии (ЭДСАК, ее автор М. Уилкс, 1949 г.). Причем в ЭДСАК было использовано арифметическое устройство последовательного действия, а в МЭСМ - параллельного, последнее более прогрессивно. Плодотворность идей, заложенных в МЭСМ, была со всей очевидностью подтверждена последующими работами коллективов, возглавляемых С.А. Лебедевым.