[ezup]

Вернемся к приключениям Лебедева в Москве. Он поехал туда не дикарем, а по приглашению уже упомянутого М. А. Лаврентьева, который к тому времени возглавил ставший позднее легендарным ИТМиВТ.

Институт точной механики и вычислительной техники был изначально организован в 1948 году для вычисления (механическим и ручным способом!) баллистических таблиц и выполнения прочих расчетов для Министерства обороны (в США к тому времени над аналогичными таблицами трудился ENIAC, и в проекте было еще несколько машин). Его директором стал генерал-лейтенант Н. Г. Бруевич, по специальности механик. При нем институт был ориентирован на разработку дифференциальных анализаторов, так как другой техники директор не представлял. В середине 1950-го года Бруевича (по советской традиции прямо через письмо Сталину) сменил Лаврентьев. Смещение произошло посредством обещания вождю в кратчайшие сроки создать машину для расчета ядерного оружия.

Для этого он переманил к себе из Киева талантливого Лебедева, где тот как раз достроил МЭСМ. Лебедев привез 12 тетрадей, заполненных чертежами усовершенствованной версии машины, и сразу включился в работу. В том же 1950-м Бруевич нанес Лаврентьеву ответный удар, предложив ИТМиВТ «братскую помощь» со стороны Министерства машиностроения и приборостроения СССР. Министры «посоветовали» (как вы понимаете, отказаться варианта не было) ИТМиВТ сотрудничать с СКБ-245 (то самое, где позднее директор В. В. Александров не желал по его цитате «видеть и знать» уникальную машину «Сетунь» и куда сбежал от Брука Рамеев), НИИ «Счетмаш» (до этого разрабатывающего арифмометры) и Заводом САМ, который эти арифмометры выпускал. Довольные помощники, изучив проект Лебедева, немедленно внесли предложение, заявив министру П. И. Паршину, что сами осилят сделать ЭВМ.

«Стрела» и БЭСМ

Министр тут же подписал приказ о разработке машины «Стрела». И втроем конкуренты кое-как успели завершить ее прототип как раз к моменту испытаний БЭСМ. Шансов у СКБ не было, производительность «Стрелы» не более 2 kFLOPS, а БЭСМ-1 выдавала больше 10 kFLOPS. Министерство не дремало и заявило группе Лебедева, что жизненно необходимая для их компьютера партия ОЗУ на быстрых потенциалоскопах имеется лишь в одном экземпляре и ее отдают «Стреле». Партию большего размера отечественная промышленность якобы не осилила, а БЭСМ и так хорошо работает, надо поддержать коллег. Лебедев срочно переделывает память под устаревшие и громоздкие ртутные линии задержки, что снижает производительность прототипа как раз до уровня «Стрелы».

Даже в таком кастрированном виде его машина наголову разбивает конкурента: в БЭСМ было использовано 5 тыс. ламп, в «Стреле» – почти 7 тыс., БЭСМ потребляла 35 кВт, «Стрела» – 150 кВт. Представление данных в СКБ выбрали архаичное – BDC с фиксированной запятой, БЭСМ же была вещественной и полностью бинарной. Укомплектованная передовой ОЗУ она была бы на тот момент одной из лучших в мире.

Делать нечего, в апреле 1953 года БЭСМ была принята Госкомиссией. Но… в серию не запущена, оставшись единственным прототипом. Для серийного производства выбирается «Стрела», выпущенная в количестве 8 экземпляров.

В 1956 году Лебедев выбивает-таки потенциалоскопы. И прототип БЭСМ становится самой быстрой машиной за пределами США. Но в то же время IBM 701 превосходит ее по техническим характеристикам, используя новейшую память на ферритовых сердечниках. Известный математик М. Р. Шура-Бура, один из первых программистов «Стрелы» вспоминал о ней не очень тепло:

В Отделение прикладной математики как раз была поставлена «Стрела». Машина работала плохо, в ней было всего 1000 ячеек, неработающий накопитель на магнитной ленте, частые сбои в арифметике и масса других проблем, но, тем не менее, мы сумели справиться с задачей – сделали программу для расчета энергии взрывов при моделировании ядерного оружия…

Такое мнение составили о ней практически все, кто имел сомнительное счастье соприкоснуться с этим чудом техники. Вот что говорит о «Стреле» А. К. Платонов (из уже упомянутого нами ранее интервью):

Директор института, делавшего вычислительную технику, которая в то время использовалась, не справился с задачей. И была целая история: как уговорили Лебедева (Лаврентьев его уговорил), и Лаврентьев стал директором института, а потом и Лебедев стал директором института вместо того «неудачного» академика. И они сделали БЭСМ. Как сделали? Собрали дипломников и курсовые работы физических факультетов нескольких институтов, и студенты сделали эту машину. Сначала они на своих проектах сделали проекты, затем в мастерских сделали железо. Процесс пошел, вызвал интерес, включилось Министерство радиопромышленности…
Когда я пришел с БЭСМ на эту машину, у меня глаза полезли на лоб. Люди, которые ее делали, просто лепили из того, что у них есть. Там не было никакой идеи, то есть на ней я практически ничего не смог бы сделать! Она умела умножать, складывать, делить, имела память, действительно, и у нее был какой-то такой хитрый код, что не воспользуешься… Даешь команду IF и должен восемь команд ждать, пока там подойдет дорожка под головку. Нам разработчики говорили: просто найдите, что делать в эти восемь команд, но у нас из-за этого получалось в восемь раз медленнее… СЦМ в моей памяти – это некий урод… БЭСМ должна была дать 10000 операций… Но, из-за замены [памяти], БЭСМ на трубках давала только 1000 операций. Более того, на них все расчёты велись в 2 раза, обязательно, потому что эти ртутные трубки часто сбивались. Когда потом перешли на электростатическую память… вся команда молодых ребят – ведь Мельников и другие были еще мальчишками – засучив рукава, все переделала. Сделали свои 10 тысяч операций в секунду, потом еще подняли частоту и у них получилось 12 тысяч. Помню тот момент. Мельников мне говорит: «Смотри! Смотри, я сейчас стране еще одну «Стрелу» подарю!» И на этом генераторе поворачивает ручку, просто увеличивая частоту.

ТЗ

Вообще, архитектурные решения этой машины сейчас практически забыты, а напрасно – они великолепно демонстрируют своеобразную техническую шизофрению, которой приходилось следовать разработчикам во многом не по своей вине. Для тех, кто не в курсе дела – в СССР (тем более в военной области, к которой относили в Союзе все компьютеры до середины 1960-х) нельзя было официально ничего ни построить, ни изобрести, действуя свободно. На любое потенциальное изделие группа специально обученных бюрократов сначала выдавала техническое задание.

Не уложиться в ТЗ (даже самое странное, с точки зрения здравого смысла) было в принципе невозможно – даже гениальное изобретение было бы не принято правительственной комиссией. Так в ТЗ к «Стреле» было указано требование обязательной возможности работы со всеми узлами машины в толстых теплых рукавицах (!), смысл чего разум постичь не в состоянии. В результате разработчики извращались, как могли. Например, пресловутый накопитель на магнитной ленте использовал бобины не общемирового стандарта 3⁄4”, а 12,5 см, чтобы их можно было зарядить в меховых варежках. Кроме того, лента должна была выдерживать рывок при холодном старте накопителя (по ТЗ –45° C), поэтому она была сверхтолстой и очень прочной в ущерб всему остальному. Как накопитель может иметь температуру в –45° C, когда в шаге от него работает ламповая батарея мощностью 150 кВт, составитель ТЗ определенно не подумал.

Зато секретность СКБ-245 была параноидальная (в отличие от проекта БЭСМ, который Лебедев делал со студентами). В организации функционировало 6 отделов, которые обозначались номерами (до того они были секретны). Причем самый главный, 1-й отдел (по традиции позже во всех советских учреждениях существовала эта самая «1-я часть», где сидели специально обученные люди из КГБ и секретили все, что можно, например, в 1970-е «первые отделы» отвечали за доступ к стратегической машине – копировальному аппарату, а то вдруг сотрудники начнут крамолу размножать). Весь отдел занимался ежедневно проверками всех прочих отделов, ежедневно сотрудникам СКБ выдавались чемоданы с бумагами и прошитыми, пронумерованными, опечатанными тетрадями, которые по окончанию рабочего дня сдавались. Тем не менее отчего-то такой выдающийся уровень бюрократической организации не позволил создать не менее выдающуюся машину.

«Стрела» во всем своем великолепии, 3 спаренных блока с проходами между ними, выстроенные в виде буквы П, и центральный пульт. Это не вся ЭВМ, примерно такой же объем занимали накопители, генераторы, системы кондиционирования и прочие вспомогательные части.


Монструозная бобина «Стрелы», та самая, рассчитанная на функционирование при ядерной зиме (фото из собрания Политехнического музея в Москве).

Поразительно, однако, то, что «Стрела» не только вошла в пантеон советских ЭВМ, но и была известна на Западе. Например, автор этой статьи с искренним изумлением обнаружил в книге C. Gordon Bell, Allen Newell, Computer Structures: Reading and Examples, изданной McGraw-Hill Book Company в 1971 году, в главе о различных архитектурах системы команд описание команд «Стрелы». Хотя приводилось оно там, как явствует из предисловия, скорее, ради курьеза, так как было довольно затейливым даже по мудрёным отечественным меркам.

М-20

Из этой истории Лебедев извлек два ценных урока. И для производства следующей машины М-20 он подался к обласканным властью конкурентам – в то самое СКБ-245. А для протекции назначает своим замом высокого чина из Министерства – М. К. Сулима. После чего начинает с тем же пылом топить конкурирующую разработку – «Сетунь». В частности, ни одно КБ не бралось разрабатывать жизненно необходимую для серийного производства документацию.

Позднее злопамятный Бруевич нанес Лебедеву последний удар.

Работа коллектива М-20 была выдвинута на соискание Ленинской премии. Однако работу отклонили по неназванным причинам. Дело в том, что Бруевич (бывший тогда чиновником Госприемки) записал в дополнение к акту о приемке ЭВМ М-20 свое особое мнение. Сославшись на то, что в США уже работает военный компьютер IBM Naval Ordnance Research Calculator (NORC), якобы выдающий более 20 kFLOPS (в реальности не более 15), и «забыв» о том, что в М-20 1600 ламп вместо 8000 в NORC, он выразил большое сомнение в высоких качествах машины. Естественно, спорить с ним никто не стал.

Лебедев усвоил и этот урок. И уже знакомый нам Сулим стал не просто замом, а генеральным конструктором следующих машин М-220 и М-222. На сей раз все прошло как по маслу. Несмотря на многочисленные недостатки первых серий (убогая к тому времени феррит-транзисторная элементная база, небольшой объем оперативной памяти, неудачная конструкция пульта управления, большая трудоемкость производства, однопрограммный пультовый режим работы) с 1965-го по 1978 годы было выпущено 809 комплектов этой серии. Последние из них, устаревшие на 25 лет, монтировались еще в 80-е.

БЭСМ-1

Интересно, что БЭСМ-1 нельзя считать чисто ламповой. Во многих блоках в анодной цепи были использованы не лампы сопротивления, а ферритовые трансформаторы. Ученик Лебедева Бурцев вспоминал:

Так как эти трансформаторы были изготовлены кустарным способом, они часто выгорали, при этом выделяли едкий специфический запах. Сергей Алексеевич обладал замечательным обонянием и, обнюхивая стойку, с точностью до блока указывал на дефектный. Он практически никогда не ошибался.

В целом итог первого этапа компьютерной гонки подвел в 1955 году ЦК КПСС. Результат погони за креслами академиков и фондами был неутешительный, что подтверждается соответствующим отчетом:

Отечественная промышленность, выпускающая электронные машины и приборы, недостаточно использует достижения современной науки и техники и отстает от уровня аналогичной промышленности за рубежом. Особенно ярко это отставание проявляется в деле создания быстродействующих счетных устройств… Работа… организована в совершенно недостаточных масштабах, …не позволяющих догнать и, тем более, опередить зарубежные страны. СКБ-245 ММиП является единственным промышленным учреждением в этой области...
В 1951 году в США имелось 15 типов универсальных быстродействующих цифровых машин общим количеством 5 больших и около 100 малых машин. В 1954 году в США имелось уже свыше 70 типов машин общим количеством свыше 2300 штук, из них 78 больших, 202 средних и свыше 2000 малых. У нас же в настоящее время имеется лишь два типа больших машин (БЭСМ и «Стрела») и два типа малых машин (АЦВМ М-1 и ЭВ) и в эксплуатации находятся лишь 5–6 машин. Мы отстаем от США… и по качеству имеющихся машин. Основная наша серийная машина «Стрела» по ряду показателей уступает серийной американской машине IBM 701… Часть имеющихся сил и средств тратится на выполнение малоперспективных работ, отстающих от уровня современной техники. Так, изготовленный в СКБ-245 электромеханический дифференциальный анализатор с 24 интеграторами, представляющий собой исключительно сложную и дорогую машину, имеет по сравнению с цифровыми электронными машинами весьма узкие возможности; за рубежом от изготовления таких машин отказались …
Советская промышленность отстает от зарубежной также и по технологии производства вычислительных машин. Так, за рубежом широко выпускаются специальные радиодетали и изделия, применяющиеся в счетных машинах. Из них на первом месте следует указать германиевые диоды и триоды. Производство этих элементов успешно автоматизируется. Автоматическая линия на заводе General Electric выпускает 12 миллионов германиевых диодов в год.

На конец 50-х годов склоки и раздоры среди конструкторов, связанные с попыткой добиться от государства побольше финансирования под свои проекты и утопить чужие (так как количество кресел в АН не резиновое), а также низкий технический уровень, с трудом позволяющий производить настолько сложное оборудование, привели к тому, что на начало 1960-х парк вообще всех ламповых машин СССР составлял:

Кроме этого, до 1960-го было выпущено несколько специализированных машин – М-17, М-46, «Кристалл», «Погода», «Гранит» и т.п. Суммарно не более 20–30 штук. Самая массовая ЭВМ «Урал-1» была также и самой маленькой (100 ламп), и медленной (около 80 FLOPS). Для сравнения: IBM 650, бывший сложнее и быстрее почти всего перечисленного, был произведен к тому времени в количестве более 2000 экземпляров, не считая других моделей только этой компании. Уровень нехватки вычислительной техники был таков, что, когда в 1955 году был создан первый в стране специализированный вычислительный центр – ВЦ АН СССР с целыми двумя машинами – БЭСМ-2 и «Стрела», компьютеры в нем работали круглосуточно и не могли справиться с потоком задач (одна важнее другой).

Бюрократический абсурд


Дошло, опять-таки, до бюрократического абсурда – чтобы академики не передрались за сверхценное машинное время (и по традиции для тотального партийного контроля всего и вся, просто на всякий случай), план расчетов на ЭВМ утверждал, причем понедельно, лично председатель Совета министров СССР Н. А. Булгарин. Были и другие анекдотические случаи.

Например, академик Бурцев вспомнил такую историю:

На БЭСМ начали считать задачи особой важности [то есть ядерное оружие]. Нам дали допуск, а сотрудники КГБ очень дотошно расспрашивали, как из машины можно извлечь и унести информацию особой важности… Мы понимали, что каждый грамотный инженер может извлечь эту информацию отовсюду, а им хотелось, чтобы это было одно место. В результате совместных усилий определили, что этим местом является магнитный барабан. Соорудили колпак из плексигласа на барабан с местом для его опечатывания. Охрана регулярно фиксировала наличие печати с занесением этого факта в журнал… Однажды мы начали работать, получив какой-то, как сказал Ляпунов, гениальный результат.

– А что делать дальше с этим гениальным результатом? «Он же в оперативной памяти», – спрашиваю Ляпунова.
– Ну, так запишем на барабан.
– Какой барабан? Он же КГБ опечатан!
На что Ляпунов ответил:
– Мой результат в сто раз важнее всего, что там записано и опечатано!
Я записал его результат на барабан, стерев большой пул информации, записанный атомщиками…

.
Повезло еще, что и Ляпунов, и Бурцев были достаточно нужными и важными людьми, чтобы за такое самоуправство не отправиться колонизировать Колыму. Несмотря на эти казусы в самом главном – в технологии производства отставать мы тогда еще не начали.

Академик Н. Н. Моисеев ознакомился с ламповыми машинами США и писал позже:

Я увидел, что в технике мы практически не проигрываем: те же самые ламповые вычислительные монстры, те же бесконечные сбои, те же маги-инженеры в белых халатах, которые исправляют поломки, и мудрые математики, которые пытаются выйти из трудных положений.

О трудности получить доступ к БЭСМ-1 вспоминает и А. К. Платонов:

В связи с БЭСМ вспоминается эпизод. Как всех выгоняли с машины. Её основное время было у Курчатова, и велели никому времени не давать, пока они не завершат всю работу. Это очень разгневало Лебедева. Изначально он распределял время сам, и был не согласен с подобным требованием, но Курчатов выбил это постановление. Тогда у меня закончилось время в восемь часов, нужно идти домой. Тут как раз входят девочки Курчатова с перфолентами. Но за ними входит разгневанный Лебедев со словами: «Это неправильно!» Короче, Сергей Алексеевич сам сел за пульт.

При этом битва академиков за лампы происходила на фоне потрясающей грамотности руководителей. По словам Лебедева, когда в конце 1940-х он встретился с представителями ЦК Компартии в Москве, чтобы объяснить им важность финансирования ЭВМ, и рассказал о теоретической производительности МЭСМ в 1 kFLOPS. Чиновник долго размышлял, а затем выдал гениальное:

Ну, вот, получите деньги, сделаете на них машину, она мигом пересчитает все задачи. Что потом с ней делать будете? Выбросите?

После этого Лебедев обратился в АН УССР и уже там нашел нужные деньги и поддержку. К тому времени когда, по традиции посмотрев на Запад, отечественные бюрократы прозрели, поезд чуть было не ушел. Мы успели произвести за десятилетние не более 60–70 компьютеров, да и то до половины – экспериментальных.

В итоге, к середине 1950-х годов сложилась удивительная и печальная ситуация – наличие ученых мирового уровня и полное отсутствие серийных компьютеров аналогичного уровня. В результате при создании компьютеров ПРО СССР пришлось полагаться на традиционную русскую смекалку, причем подсказка – в каком направлении копать, пришла с неожиданной стороны.

В Европе есть небольшая страна, часто игнорируемая теми, кто поверхностно знаком с историей техники. Часто вспоминают немецкое оружие, французские автомобили, английские ЭВМ, но забывают, что было одно государство, благодаря своим уникально талантливым инженерам добившееся в 1930–1950 годах не меньших, если не больших успехов во всех этих областях. После войны оно, к счастью для СССР, прочно вошло в его сферу влияния. Речь идет о Чехословакии. И именно о чешских компьютерах и их главной роли в создании ракетного щита Страны Советов мы поговорим в следующей статье.

Автор:

Алексей Ерёменко

Использованы фотографии:

https://polymus.ru