А саме цей вчений, чий 110-річний ювілей відзначений наприкінці минулого року, створив у Києві найкращу в Європі супер-ЕОМ
Борис МАЛИНОВСЬКИЙ, член-кореспондент НАН Українидля «Урядового кур’єра»
Джон фон Нейман, Джон Мочлі, Преспер Еккерт зі США. Алан Тьюринг, Том Кілбурн і Моріс Уілкс із Великобританії. Сергій Лебедєв та Ісаак Брук з колишнього СРСР. Це зоряна плеяда вчених, котрі наприкінці 40-х і початку 50-х років минулого століття майже одночасно створили у передових країнах світу перші цифрові електронні обчислювальні машини із програмою, яка зберігається в пам’яті, — тепер усім відомі комп’ютери.
Мав долю з двох творчих життів
У Сергія Лебедєва, 110 років від дня народження якого виповнилося торік, — начебто два творчих життя. У першому — 20 років його наукової діяльності в галузі енергетики. Друге повністю присвячене комп’ютеробудуванню — створенню електронних обчислювальних машин (ЕОМ) та організації їхнього серійного випуску. Між ними — п’ять доленосних років, проведених у Києві, де й відбувся перехід від першого життя до другого. Він був досить різким, але і цілком зрозумілим. Дослідження в енергетиці, чим спочатку займався Лебедєв, вимагали багатьох обчислень, тому до засобів їхньої автоматизації й зміщувалися його інтереси.
Сергій Лебедєв захистив у 1939 році докторську дисертацію, не будучи кандидатом наук. В її основі — розроблена ним теорiя штучної стiйкостi енергосистем. Майже 20 років пропрацював Сергій Олексійович у Всесоюзному електротехнічному інституті (ВЕІ), з них останні десять керував відділом автоматики.
З початком війни з вересня 1941 року відділ зайнявся розробкою аналогових обчислювальних елементів, що виконували основні арифметичні операції для системи стабілізації танкової гармати й автоматичного пристрою самонаведення на ціль авіаційної торпеди. Розвиваючи цей напрям, С. Лебедєв створив у 1945 році першу в країнi електронну аналогову обчислювальну машину для розв’язання систем звичайних диференціальних рівнянь.
Майже кожна робота науковця в галузі енергетики супроводжувалася створенням обчислювальних засобів. Думка про побудову цифрової електронної обчислювальної машини з використанням двійкової системи числення виникла у нього ще в довоєнні роки. Віддалила цей задум війна.
Доленосним став переїзд ученого до Києва. Обраний у 1945 році дійсним членом АН УРСР, він став наступного року директором Інституту енергетики АН УРСР, який незабаром розділився, за його пропозицією, на два: електротехніки і теплоенергетики. Сергій Лебедєв очолив Інститут електротехніки. І спільно з лабораторією доктора технічних наук Льва Цукерника досліджував управління енергосистемами, за що їм присудили Державну премію. Потім створив власну лабораторію моделювання та регулювання, зорієнтувавши її з осені 1948 року на обчислювальну техніку, і повністю зосередився на створенні ЕОМ.
«МЕЛМ» прийнята до експлуатації! Академія наук УРСР. Київ, 1951 рік. Фото з сайту vlasenko.gta5pc.ru
До своїх ідей дійшов самостійно
Спочатку нове творіння С. Лебедєва називалося Моделлю електронної лічильної машини — «МЕЛМ». У жовтні—грудні він організував семінар, щоб ознайомити співробітників своєї лабораторії із проблемами цифрової обчислювальної техніки, а на семінарі в січні — березні 1949 року вже обговорювали принципи побудови «МЕЛМ», з основними рекомендаціями щодо побудови ЕОМ із програмою, яка зберігається в оперативній пам’яті.
Незадовго до цього американські вчені Джон Мочлі і Преспер Еккерт створили першу цифрову електронну обчислювальну машину «ENIAC». Та програма її роботи задавалася механічними перемикачами, що не дало змоги повністю автоматизувати обчислювальний процес.
Наступну машину «EDVAC» проектували у співпраці з відомим ученим Джоном фон Нейманом. У цьому комп’ютері, робота над яким завершилася в 1952 році, вже передбачили зберігання програми в оперативній пам’яті.
Примітивну ЕОМ «Baby» створили у Великобританії вчені Фредерік Вільямс і Том Килбурн. Вони першими продемонстрували, що в оперативній пам’яті машини можна зберігати не тільки числа, а й програми. А перша у світі цифрова електронна обчислювальна машина «EDSAC» англійського вченого Моріса Уілкса 1949 року була із програмою, яка зберігається в пам’яті, і, на відміну від «Baby», розв’язувала не лише тестові задачі.
Сергій Лебедєв дійшов до своїх ідей абсолютно самостійно. Бо науковий звіт Джона фон Неймана із принципами побудови ЕОМ не підлягав широкому розповсюдженню, а відповідні публікації у пресі з’явилися тільки в 1950-х роках. А першу у світі ЕОМ із програмою, що зберігається в пам’яті, — англійську «EDSAC» — запустили в експлуатацію в 1949-му — приблизно за рік до початку дослідної експлуатації «МЕЛМ», і відомості про неї вже ніяк не могли вплинути на формування ідей С. Лебедєва.
Наступні події, пов’язані зі створенням макета і перетворенням його на Малу електронну лічильну машину (знову ж «МЕЛМ»!), розвивалися стрімкими темпами, немов підтверджуючи життєве гасло вченого: «Час не чекає!» 4 січня 1951 року макет продемонстрували приймальній комісії АН УРСР. Потім переробляли макет на Малу електронну лічильну машину. Урядова постанова № 2759-132 1 серпня 1951 року зобов’язувала ввести «МЕЛМ» в експлуатацію вже в четвертому кварталі. І 25 грудня 1951 урядова комісія прийняла «МЕЛМ» у регулярну експлуатацію. А президія АН СРСР 4 січня 1952 року постановила доповісти Раді Міністрів СРСР про введення в експлуатацію першої в СРСР швидкодіючої лічильної електронної машини.
Свідоцтво на винахід «Автоматична цифрова машина» із пріоритетом від 4 грудня 1948 року отримали радянські вчені Ісаак Брук спільно з Баширом Рамєєвим. Судячи з блок-схеми, складеної Б. Рамєєвим, винахідники наблизились до ідеї зберігання програми обчислень в оперативній пам’яті. Але обмежилися використанням «програмної стрічки» для зберігання незмінної, наперед заданої програми обчислень. Інакше кажучи, вони залишилися на рівні «ENIAC», створеного в 1946 році. У Росії 4 грудня визначено як День інформатики.
Пізніше зберігання програми в оперативній пам’яті реалізували в машині «М-1» (науковий керівник І. Брук, головний конструктор М. Матюхін). Розробка «М-1» почалася в 1950 році, реальна експлуатація — з весни 1952-го, майже на півроку пізніше «МЕЛМ». Офіційного документа про введення в експлуатацію «М-1» немає. В єдиному звіті щодо роботи «Автоматичної цифрової обчислювальної машини М-1» від 15.12.1951 року вказано: «Дається короткий опис побудованої машини і принцип дії окремих її пристроїв». Вказано виконавців — чотири молодші співробітники, три техніки.
У передмові до книжки про машину «М-2», написаній Ісааком Бруком, зазначено, що експлуатація «М-1» розпочалася з весни 1952 року. Так, «М-1» стала другим комп’ютером у колишньому Радянському Союзі, введеним в експлуатацію на півроку пізніше «МЕЛМ». Оскільки розробка «МЕЛМ» здійснювалася в умовах секретності, Ісаак Брук і Башир Рамєєв не знали про роботи Сергія Лебедєва і тому вважали свій винахід першим у колишньому Радянському Союзі. Після розвалу СРСР «М-1» називають першою, створеною в Російській Федерації.
Уперше у світі розпаралелював обчислювальний процес
Під керівництвом Сергія Лебедєва і за його безпосередньої участі за понад 20 років створено 18 (!) ЕОМ, причому 15 з них випускали серійно. Ще дев’ять машин розробили його учні. Більшість машин — класу супер-ЕОМ, вони призначалися для великих обчислювальних центрів і протиракетних систем.
Його діяльність розпочалася зі створення лампових ЕОМ («МЕЛМ», «ВЕЛМ», «ВЕЛМ-2», «М-20», «М-40», «М-50»). «ВЕЛМ» стала першою вітчизняною супер-ЕОМ, тривалий час залишалася найпродуктивнішою в Європі й однією з найкращих у світі.
З появою напівпровідникових елементів науковець перейшов до розробки супер-ЕОМ другого покоління. Останню з них, створену в 1967 році напівпровідникову «ВЕЛМ-6», з продуктивністю мільйон операцій за секунду, випускали 17 (!) років. Нею оснастили багато обчислювальних центрів Радянського Союзу. Лондонський музей науки придбав 1992 року одну з останніх «ВЕЛМ-6», щоб зберегти пам’ять про найкращу на той час у Європі супер-ЕОМ.
Головний принцип побудови всіх машин, створених Сергієм Лебедєвим, — розпаралелювання обчислювального процесу. Вперше у світі реалізував він цей принцип у «МЕЛМ» і «ВЕЛМ», використавши арифметичний пристрій паралельної дії. У «М-20», «М-40», «М-50» додалася можливість роботи зовнішніх пристроїв паралельно із процесором. У «ВЕЛМ-6» з’явився конвеєрний (або «водопровідний», як назвав його С. Лебедєв) спосіб обчислень. У наступних ЕОМ використовувалася багатопроцесорність.
І донині принцип розпаралелювання процесу обробки інформації, вперше реалізований Серієм Лебедєвим, — основний у побудові супер-ЕОМ. Обчислювальну техніку з перших днів використовували з воєнною метою. Сергій Лебедєв був головним конструктором обчислювальних засобів системи протиракетної оборони країни (ПРО). Важливе значення робіт у галузі ПРО, які набагато випереджали в той час рівень закордонної військової техніки, призвело до того, що ім’я С. Лебедєва, як головного конструктора обчислювальних засобів ПРО, було засекречене.
Лише у 95-ту річницю із дня народження Сергія Лебедєва міжнародна наукова громадськість За?ходу, яка до того часу вже мала змогу краще ознайомитися з результатами діяльності науковця, визнала його видатні заслуги в галузі комп’ютерної науки і техніки. На медалі Міжнародного комп’ютерного товариства, приуроченій до цієї дати та врученій дітям С. Лебедєва, вигравіювано: «Сергій Олексійович Лебедєв. 1902—1974. Розробник і конструктор першого комп’ютера в Радянському Союзі. Основоположник вітчизняного комп’ютеробудування».
