Академик Сергей Алексеевич Лебедев, под руководством которого в Украине была создана первая на континенте Европы ЭВМ - Малая электронная счетно-решающая машина (МЭСМ), словно бы прожил две жизни. Первая совпала с детством, учебой и двадцатью годами научной деятельности в области энергетики, вторая была целиком отдана компьютеростроению - созданию ЭВМ и организации их серийного выпуска. Между ними - пять лет, проведенных в Киеве, переход от первой жизни ко второй.
Сергей Алексеевич Лебедев родился 2 ноября 1902г. в Нижнем Новгороде в семье учителей. Безукоризненная честность и трудолюбие ставились в семье во главе воспитания. Ниточки из детства тянулись ко всему, что делали впоследствии Сергей и остальные дети Лебедевых.
Окончив в 1928г. Высшее техническое училище (МВТУ) им. Баумана в Москве и получив диплом инженера-электрика, С.А. Лебедев стал преподавателем МВТУ им. Баумана и одновременно младшим научным сотрудником Всесоюзного электротехнического института (ВЭИ). Вскоре он возглавил в нем группу, а затем лабораторию электрических сетей.
В 1933г. совместно с А.С. Ждановым опубликовал монографию "Устойчивость параллельной работы электрических систем", дополненную и переизданную в 1934г. В мировой литературе к тому времени еще не было подобной работы, которая настолько полно и разносторонне освещала проблему устойчивости энергосистем. Дифференциальные уравнения электромагнитного и электромеханического переходных процессов для синхронных машин, приведенные в книге, получили название уравнений Лонглея-Лебедева-Жданова (Лонглей - американский ученый, авт.). Они дали возможность успешно решать ряд задач анализа режимов энергосистем и синтеза автоматических регуляторов возбуждения синхронных машин. Еще через год ВАК присвоил молодому ученому звание профессора. В 1939 г. Лебедев защитил докторскую диссертацию, не будучи кандидатом наук. В ее основу была положена разработанная им теория искусственной устойчивости энергосистем.
Почти двадцать лет проработал Сергей Алексеевич в ВЭИ. Последние десять лет он руководил отделом автоматики. До войны ВЭИ являлся одним из самых известных научно-исследовательских институтов, где работал ряд ученых с мировым именем. Отдел автоматики занимался проблемой управления энергетическими системами (С.А.Лебедев, П.С. Жданов, А.А. Гродский), теорией автоматического регулирования (Л.С. Гольдфарб, Д.И. Марьяновский, В.В. Солодовников), новыми средствами автоматики (Д.В. Свечарник), телемеханикой (А.В. Михайлов) и представлял собой настоящее созвездие молодых талантов. Замечательной особенностью института было наличие в нем достаточно мощной производственной базы, благодаря чему результаты исследований быстро внедрялись в практику.
Малиновскому Борису Николаевичу, известному в Украине и за рубежом ученому в области теории проектирования и применения цифровых управляющих машин, удалось разыскать одного из ветеранов ВЭИ - профессора, доктора технических наук Д.В. Свечарника, поделившегося своими воспоминаниями о Сергее Алексеевиче.
«Надвигалась война. Отдел переключился на оборонную тематику. Мы с Сергеем Алексеевичем начали работу - впервые непосредственно совместную - над созданием боевых средств, самонаводящихся на излучающую или отражающую излучение цель. В сентябре 1941 г. Сергей Алексеевич эвакуировался с ВЭИ в Свердловск. Мне пришлось больше заниматься созданием головки самонаведения (тогда и были впервые разработаны и потом запатентованы так называемые экстрафокальные головки), Сергею Алексеевичу - аэродинамикой и динамикой летательного аппарата (им была разработана четырехкрылая система с автономным управлением по независимым координатам)... В 1944 г. ВЭИ вернулся в Москву, и начались продувки моделей нашего летательного аппарата в Жуковском, под Москвой. Результаты обсуждали с академиками Христиановичем и Дородницыным. Вместе уже в 1945-1946 гг. проводили натурные испытания на Черном море. И хотя мы оба в равной степени числились главными конструкторами «управляемого оружия», доклад на комиссии Совета Министров СССР Сергей Алексеевич поручил мне. Сам он только отвечал на вопросы «по своей части». Кто-то из членов комиссии прикрепил к своей груди «замарбличенную», внешне совершенно темную лампочку, и, как бы он ни приседал, отпрыгивал в сторону, тупорылая акула со взаимно перпендикулярными плавниками все время самонаводилась на его грудь - это впечатляло. Маршал авиации Жаворонков дал высокую оценку нашей работе и рассказал, чего стоит авиации обычными бомбами поразить не только боевой огрызающийся корабль, но даже скромную баржу. И когда в октябре 1946 г. на натурных испытаниях в Евпатории, где я был вместе с Сергеем Алексеевичем, было получено прямое попадание в баржу, мы молча обнялись...
Таким он был - талантливым ученым и скромным человеком, терпеливым воспитателем и строгим руководителем, рассудительным и смелым в действиях, терпимым к ошибкам, но ненавидящим подлость и измену».
В годы войны, находясь в Свердловске, С.А. Лебедев в удивительно короткие сроки разработал быстро принятую на вооружение систему стабилизации танкового орудия при прицеливании. Никто не знает, скольким танкистам в годы войны она спасла жизнь, позволяя наводить и стрелять из орудия без остановки машины, что делало танк менее уязвимым. За работу в области военной техники С.А. Лебедев был награжден орденом Трудового Красного Знамени и медалью «За доблестный труд в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.».
Почти каждая работа ученого в области энергетики сопровождалась созданием вычислительных средств для выполнения расчетов в процессе ее проведения или для включения их в состав разрабатываемых устройств. Так, для расчета тысячекилометровой сверхмощной (9600 МВт) линии электропередачи Куйбышевский гидроузел - Москва пришлось создать высокоавтоматизированную установку из мощных индуктивностей и емкостей, реализующую математическую модель линии. Это грандиозное сооружение было установлено в одном из зданий на площади Ногина в Москве. Второй экземпляр модели был собран в Свердловске. Использование модели, а по существу, специализированного вычислительного устройства, позволило быстро и качественно провести необходимые расчеты и составить проектное задание на уникальную линию электропередачи.
Для системы стабилизации танковой пушки и автоматического устройства самонаведения на цель авиационной торпеды потребовалось разработать аналоговые вычислительные элементы, выполняющие основные арифметические операции, а также дифференцирование и интегрирование. Развивая это направление, Лебедев в 1945 г. создал первую в стране электронную аналоговую вычислительную машину для решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений, которые часто встречаются в задачах, связанных с энергетикой.
В книге «Александр Александрович Богомолец. Воспоминания современников» (Киев. 1982 г.) академик М.А. Лаврентьев, написал: «Лебедев еще в Москве начал теоретически заниматься этим вопросом (созданием электронно-счетных машин) и по приезде в Киев приступил к созданию отдельных макетов. В Феофании (под Киевом) стоял полусожженный фашистами двухэтажный дом. Этот дом был восстановлен, и там разместилась первая в Советском Союзе лаборатория по созданию первой в стране электронно-счетной машины».
Это утверждение является единственным письменным свидетельством, которое говорит о времени появления у С.А. Лебедева замысла построения цифровой ЭВМ. Сам С.А. Лебедев по этому поводу никогда в своих научных трудах не высказывался. Тем не менее по воспоминаниям близких ему людей, мысль о построении цифровой электронной вычислительной машины, с использованием двоичной системы счисления, действительно, возникла у него в довоенные годы.
Использование двоичной системы счисления позволяло в качестве элементной базы вычислительных средств использовать широчайший круг физических устройств и явлений, в том числе электронные лампы. С другой стороны методика выполнения арифметических операций в двоичной системе счисления и анализ особенностей численных методов решения математических задач становились теоретической базой для построения цифровой вычислительной машины, что и увлекло сорокалетнего ученого, а в дальнейшем определило его вторую творческую жизнь. Опыт работы С.А. Лебедева в энергетике, в том числе создание сложных и очень громоздких автоматизированных моделирующих установок также помог С.А. Лебедеву уверовать в необходимость и возможность построения совершенно необычных по тем временам электронных гигантов, какими были первые ЭВМ.
Война отдалила, но не повлияла на замысел ученого создать цифровую ЭВМ. Судьбоносным стал переезд в Киев. Будучи избран в 1945 году действительным членом АН Украины С.А. Лебедев в 1946 г. становится директором Института энергетики АН Украины.
Получив в свое распоряжение институт, где развивались два малосовместимых научных направления - электротехническое и теплотехническое. Через год по предложению С.А. Лебедева институт разделяется на два: электротехники и теплоэнергетики. Он становится директором Института электротехники. Это освобождает его от забот по выполнению чуждой ему теплотехнической тематики. Совместно с лабораторией д.т.н. Л.В. Цукерника С.А. Лебедев первоначально продолжил исследования по управлению энергосистемами и за эти работы им была присуждена Государственная премия. Следующим шагом стало создание собственной лаборатории моделирования и регулирования. С осени 1948 года С.А. Лебедев сориентировал лабораторию на вычислительную технику и полностью переключился на реализацию идеи создания ЭВМ. «Принцип работы быстродействующей машины - принцип арифмометра», - скажет он позднее выступая два года спустя на закрытом ученом совете Института электротехники и Института теплоэнергетики АН Украины. «Принцип арифмометра» был первоначальным, а поскольку электронным арифмометром надо было управлять, добавились принципы программного управления и автоматического выполнения программы.
С. А. Лебедев с коллегами
На первом этапе работ новое детище С.А. Лебедева получило название Модель электронной счетной машины (МЭСМ). По замыслу ученого принципы построения новой машины надо было проверить на модели, а лишь потом переходить к ее созданию.
В октябре-декабре 1948г. С.А. Лебедев организовал семинар для общего ознакомления с проблемами цифровой вычислительной техники сотрудников его лаборатории, а в январе - марте 1949 г. на семинаре были обсуждены принципы построения МЭСМ. В работе семинара участвовали М.А. Лаврентьев, Б.В. Гнеденко, А.Ю. Ишлинский, А.А. Харкевич и сотрудники лаборатории С.А. Лебедева.
Первая машина Лебедева
Основные идеи С.А. Лебедева, которые он предложил для реализации МЭСМ, сводились к следующему:
- представление всей информации в двоичном алфавите и обработка ее в двоичной системе счисления;
- программный принцип управления и размещение программ в памяти машины;
- операционно-адресный принцип построения команд в программах и возможность текущего изменения команд (для выполнения циклических действий) путем операций над ними так же, как и над числами;
- иерархическая система машинных действий (предусматриваемых внутренним языком), состоящая из базисных операций, управляемых схемным способом, и составных процедур, реализуемых по стандартным подпрограммам;
- построение базисных операций на основе элементарных операций, выполняемых одновременно над всеми разрядами слов;
- иерархическая организация запоминающих устройств с применением разнофункциональных уровней памяти;
- применение и центрального, и местного управления вычислительным процессом;
- элементная база - триггеры и логические вентили на электронных лампах, внешнее запоминающее устройство - на магнитном барабане (использование магнитного барабана для запоминания больших объемов информации было одним из первых (а возможно и первым) в мире).
В процессе обсуждения на семинаре эти идеи развивались и конкретизировались.
В 1949 г. в лаборатории С. А. Лебедева были получены основные технические решения: разработана элементная база машины, ее структурная схема документация на основные устройства. Последующие события, связанные с созданием макета и превращением его в Малую электронную счетную машину развивались стремительными темпами.
6 ноября 1950 г. состоялся пробный пуск макета и решены простейшие тестовые задачи. 4 января 1951г. действующий макет демонстрировался приемной комиссии АН Украины. При этом были выполнены первые расчеты - вычисление суммы нечетного ряда факториала числа, возведение в степень. Была начата переделка макета в Малую электронную счетную машину.
1 августа 1951 г. вышло Правительственное постановление № 2759-132, обязывающее ввести МЭСМ в эксплуатацию в 4 квартале 1951 г. 7 ноября 1951 г. закончилась переделка макета в Малую электронную счетную машину, она была опробована в целом перед пуском. 25 декабря 1951 г. Правительственная комиссия приняла МЭСМ в регулярную эксплуатацию.
Детище С. А. Лебедева - МЭСМ
Выступая на ученом совете Института кибернетики АН Украины, посвященном 25летию создания МЭСМ, Глушков В.М. так оценил значение МЭСМ для развития вычислительной техники на Украине и в стране: «Независимо от зарубежных ученых С.А. Лебедев разработал принципы построения ЭВМ с хранимой в памяти программой. Под его руководством была создана первая в континентальной Европе ЭВМ, в короткие сроки были решены важные научно-технические задачи, чем было положено начало советской школе программирования. Описание МЭСМ стало первым учебником в стране по вычислительной технике. МЭСМ явилась прототипом Большой электронной счетной машины БЭСМ; лаборатория С.А. Лебедева стала организационным зародышем Вычислительного центра АН Украины, а впоследствии Института кибернетики АН Украины».
Уже после переезда С.А. Лебедева в Москву в Киеве, по его идее была создана еще одна ЭВМ - на этот раз специализированная - для решения систем линейных алгебраических уравнений (главный конструктор З.Л. Рабинович).
Создание МЭСМ в столь короткий срок - три года - в условиях первых лет послевоенного времени было настоящим подвигом С.А. Лебедева и возглавляемого им небольшого коллектива.
Трудностей было более чем достаточно, поскольку разработка МЭСМ была начата как инициативная работа без каких-либо постановлений правительства. Первые два года она осуществлялась за счет скудного бюджета Института электротехники.
Особенно тяжелая ситуация с материальным обеспечением работ сложилась во второй половине 1950 года. Видя в какое сложное положение попал Лебедев С.А., М.А. Лаврентьев написал письмо И.В. Сталину о необходимости ускорения исследований в области вычислительной техники. Его, математика, назначили директором созданного в Москве в 1948 г. Института точной механики и вычислительной техники АН СССР, а для лаборатории С.А. Лебедева была выделена солидная сумма денег.
Лаврентьев решил использовать опыт Лебедева, наглядно продемонстрировавшего свои творческие возможности, Сергей Алексеевич разрабатывая МЭСМ уже обдумывал и рисовал схемы и временные диаграммы для БЭСМ. В марте 1951г. Лаврентьев создал в институте лабораторию № 1 и пригласил Лебедева на заведование ее по совместительству. Так БЭСМ, задуманная и промоделированная в Киеве, стала разрабатываться в Москве.
Лебедев из Киева привез собственноручно выполненный проект БЭСМ.
Создание БЭСМ явилось чрезвычайно важным шагом в развитии отечественной вычислительной техники. БЭСМ стала первой отечественной быстродействующей ЭВМ, причем долгое время оставалась наиболее производительной машиной в Европе и одной из лучших в мире. В БЭСМ получили дальнейшее развитие идеи С.А. Лебедева в области структурной реализации методов обработки информации. В частности, это была машина целиком параллельного действия, она обладала развитой системой команд, формой представления чисел с плавающей запятой, многоступенчатой организацией памяти и другими важными особенностями, позволяющими дальнейшее развитие структуры машины и ее технических компонентов. Она стала базовым прототипом следующих машин и долго эксплуатировалась в ВЦ АН СССР, обеспечив решение многих очень важных задач, которые прежде вследствие своей сложности не могли быть решены в практически целесообразные сроки.
При создании БЭСМ С.А. Лебедевым был сформирован работоспособный коллектив сотрудников и основана научная школа, надолго определившая пути развития отечественной вычислительной техники.
И МЭСМ и БЭСМ были выполнены в одном экземпляре. Серийное производство машин, разработанных в ИТМ и ВТ АН СССР, началось с 1958 года.
Каждая из последующих ЭВМ, созданных под руководством С.А. Лебедева, отражала полученные к этому времени результаты научного творчества руководимого им коллектива ИТМ и ВТ АН СССР и становилась заметной вехой в отечественном компьютеростроении.
Покажем это на принципиальных особенностях лебедевских серийных ЭВМ конца 50-х, 60-х и 70-х годов.
1958 год. БЭСМ2: оперативное запоминающее устройство на ферритных сердечниках; широкое применение полупроводниковых диодов; усовершенствованная (мелкоблочная) конструкция, разъемы с плавающими контактами; на машинах БЭСМ2 решены сотни тысяч задач - чисто теоретических, прикладной математики, инженерных и пр. В частности, рассчитывалась траектория полета ракеты, доставившей вымпел Советского Союза на Луну.
1958 год. ЭВМ М2О: впервые в отечественной практике применена автоматическая модификация адреса; совмещение работы АУ и выборки команд из памяти; использована буферная память для массивов, выдаваемых на печать. Совмещение печати со счетом; синхронная передача информации в логических цепях; накопитель на магнитной ленте с быстрым пуском и остановом; для М20 разработана одна из первых операционных систем ИС2 (Институт прикладной математики АН СССР).
1965 год. БЭСМ4: использованы полупроводниковые элементы; программная совместимость с ЭВМ М20. Машины БЭСМ4 применялись для решения различных задач в вычислительных центрах, научных лабораториях для автоматизации физического эксперимента и др.
1967 год. БЭСМ6: система элементов с широкими логическими возможностями и парафазной синхронизацией; глубокое совмещение выполнения команд на основе асинхронной конвейерной структуры; использование ассоциативной сверхбыстродействующей буферной памяти; первое использование виртуальной памяти в отечественных машинах; использование "магазинного" способа обращения к памяти; совмещенный со счетом параллельный обмен массивами с двумя магнитными барабанами и четырьмя магнитными лентами; операционная система с многопрограммным режимом работы.
Комиссия с удовлетворением отмечает, что БЭСМ6 обладает основными структурными особенностями современных высокопроизводительных машин, позволяющими использовать ее в мультипрограммном режиме и в режиме разделения времени: системой прерывания, аппаратом защиты памяти, аппаратом защиты команд, аппаратом присвоения адресов, магазинной организацией выполнения команд.
Вычислительные машины БЭСМ6 выпускались 17 лет и использовались в вычислительных центрах и многих отраслях народного хозяйства.
За разработку и внедрение машины БЭСМ6 С.А. Лебедев, В.А. Мельников, Л.Н. Королев, Л.А. Зак, В.Н. Лаут, А.А. Соколов, В.И. Смирнов, А.Н. Томилин, М.В. Тяпкин были удостоены Государственной премии.
Вычислительная техника с первых дней возникновения стала использоваться в военных целях. С.А. Лебедев был главным конструктором вычислительных средств системы противоракетной обороны страны (ПРО).
Важное значение работ в области ПРО, намного опережавших в то время уровень зарубежной военной техники, привело к тому, что имя Лебедева как главного конструктора вычислительных средств ПРО было засекречено. Лишь в 1990 г. — через 16 лет после смерти — о его участии в создании первых в стране систем ПРО было сказано в газете "Советская Россия" от 5 августа (статья Г.В. Кисунько "Деньги на оборону").
Можно с уверенностью сказать, что если БЭСМ 2, М 20, БЭСМ 6, установленные во многих вычислительных центрах, обеспечили в послевоенные годы быстрое развитие научных исследований и решение наиболее сложных задач научно-технического прогресса, то специализированные ЭВМ, разработанные под руководством С.А. Лебедева, стали основой мощных вычислительных комплексов в системах противоракетной обороны. Полученные в те годы результаты были достигнуты за рубежом лишь несколько лет спустя.
Всего через год на созданном полигоне (экспериментальный комплекс ПРО — так называемая система А западнее озера Балхаш) вошел в строй первый локатор, успешно фиксировавший все учебные пуски ракет в стране. А спустя еще два года начались стрельбы противоракет при полном составе системы А. Ее компонентами стали невиданные для тех лет радиолокаторы с мощнейшим энергетическим потенциалом, автоматизированная система управления на базе быстродействующей М40, высокоскоростные и маневренные противоракеты со средствами точнейшего наведения, электроника с цифровым кодированием.
Создатели первой системы ПРО получили Ленинскую премию. Среди них были Г.В. Кисунько, С.А. Лебедев и B.C. Бурцев.
В 50-60х годах в области отечественной вычислительной техники эффективно развивалось несколько направлений. Наиболее известными были научные школы С.А. Лебедева, В.М. Глушкова, И.С. Брука и Б.И. Рамеева («Пензенская школа»). В области программного обеспечения ЭВМ работал целый ряд крупных ученых А.А. Ляпунов, М.Р. Шура-Бура, А.П. Ершов, В.М. Курочин, Е.Л. Ющенко и др..
Научная школа Лебедева возникла как результат огромного труда ученого и его творческих сподвижников по созданию сверхбыстродействующих универсальных и специализированных ЭВМ - наиболее сложных классов средств вычислительной техники.
Появление нового научного направления и, тем более, научной школы - сложный творческий процесс. Книги, статьи и доклады С.А. Лебедева послужили тем фундаментом, на котором развивалась научная школа С.А. Лебедева и рос его авторитет.
Научная школа создается тогда, когда у ученого, ее основателя, появляются ученики, вырастающие в ученых, способных вести самостоятельные исследования, продолжая дело, традиции, замыслы учителя. «Птенцы» Лебедева, выращенные в ИТМ и ВТ АН СССР, оказались достойными учениками, стали крупными учеными.
Лебедевскую школу прошли и сохраняют ей верность десятки, если не сотни специалистов. Часть из них уже на пенсии, часть работала у В.А. Мельникова (Л.Н. Королев, В.П. Иванников, Л.Н. Томилин и др.), у В.С. Бурцева (И.К. Хайлов, В.И. Перекатов, В.Б. Федоров, В.П. Торчигин, Ю.Н. Никольская и др.). Большинство же продолжало работать в ИТМ и ВТ АН СССР им. С.А. Лебедева РАН (Г.Г. Рябов, В.И. Рыжов, В.В. Бардиж, П.П. Головистиков, ВЛ. Лаут, А.С. Федоров, А.А. Соколов, М.В. Тяпкин, В.И. Смирнов и др.).
В 60х годах в СССР развернулась дискуссия, связанная с переходом к ЭВМ третьего поколения (на интегральных схемах). Большинство участников дискуссии сходилось на мнении, что следует создать ряд (семейство) совместимых (программно и аппаратно) ЭВМ. Но на этом согласие кончалось.
С.А. Лебедев, доказавший многолетней работой правоту своих идей и умение предсказывать перспективы развития вычислительной техники, предлагал создать ряд малых и средних ЭВМ и независимо от него вести разработку суперЭВМ (в силу больших отличий структуры, архитектуры, технологии суперЭВМ).
Лебедев, Глушков и их сторонники считали, что накопленный опыт и созданный к тому времени значительный производственный потенциал позволяют кооперироваться с основными производителями вычислительной техники в Западной Европе, чтобы совместными усилиями перейти к разработке ЭВМ четвертого поколения ранее, чем это сделают американцы.
Противники С.А. Лебедева предлагали идти другим путем — повторить созданную несколько лет назад американскую систему третьего поколения IBM360. Среди них не было ученых такого веса как Лебедев и его сторонники, но зато были люди, представляющие власть, а следовательно, принимающие решение. Было принято постановление правительства создать Единую систему ЭВМ (ЕС ЭВМ) по аналогии с семейством машин IBM360. Институт Лебедева в постановлении не упоминался.
Сергей Алексеевич, узнав, что решение повторить систему IBM360 принято окончательно, поехал на прием к министру Радиопромышленности. Для этого ему пришлось встать с постели. У него было воспаление легких, он лежал с высокой температурой. Визит закончился безрезультатно. После этого болезнь усилилась. Иногда возникала надежда на выздоровление, но ненадолго. Крепчайший организм ученого, годами подтачиваемый напряженнейшим, не знающим меры трудом, не выдержал.
Ему становилось все хуже и хуже. Орден Ленина, которым он был награжден к 70 летию, ему вручили дома, он уже почти не вставал с постели. Вряд ли его порадовала награда, если страдало дело, которому было отдано двадцать пять самых плодотворных лет...
Прогноз гениального ученого С.А. Лебедева оправдался. И в США, и во всем мире в дальнейшем пошли по пути, который он предлагал: с одной стороны, создаются суперЭВМ, а с другой - целый ряд менее мощных, ориентированных на различные применения ЭВМ - персональных, специализированных и др..
На разработку ЕС ЭВМ были затрачены огромные средства. Копирование IBM 360 шло трудно, с многократными сдвигами намеченных сроков, потребовало огромных усилий разработчиков. Конечно, была и польза, - повторили пусть устаревшую, но все же весьма сложную систему, многому научились, пришлось овладеть новой технологией изготовления ЭВМ, разработать обширный комплекс периферийных устройств, появились навыки «советизации» зарубежных разработок. И все же при этом «варились в собственном котле», с трудом доставая документацию на систему IBM 360. Если подумать об ущербе, который был нанесен отечественной вычислительной технике, стране, общеевропейским интересам, то он, конечно несравненно выше в соотношении с полученными скромными результатами.
Сергей Алексеевич Лебедев скончался 3 июня 1974 года. Он похоронен на Новодевичьем кладбище в Москве.
Заслуги С.А. Лебедева перед украинской наукой не забыты. Улица в Феофании, где стоит двухэтажный дом, в котором размещалась МЭСМ, носит имя С.А. Лебедева. На здании, где располагался Институт электротехники АН Украины, директором которого был С.А. Лебедев, установлена мемориальная доска.
С.А. Лебедеву установлен памятник на территории Киевского политехнического института «КПИ». Открытие памятника, которое состоялось 12 ноября 2002 года было приурочено к 100-летию со дня рождения учёного.
На церемонии открытия присутствовали И. В. Сергиенко, А. В. Палагин, дочери Лебедева — Наталья и Екатерина, Б. Е. Патон, М. З. Згуровский и автор памятника — скульптор А. П. Скобликов.
На постаменте памятника высечены слова: «Создателю первой в континентальной Европе вычислительной машины от киевских политехников. Сергей Алексеевич Лебедев». И прямая речь учёного: «Электронно-вычислительная техника будет иметь не меньшее, если не большее значение, чем любые другие технологии. 1948 год».
→В 1928 г. С.А. Лебедев окончил Московское высшее техническое училище им. Н.Э. Баумана (МВТУ ). Его дипломная работа, выполненная под руководством выдающегося учёного К.А. Круга, была посвящена проблеме устойчивости параллельной работы электростанций и имела большое научное и практическое значение. По окончании института С.А. Лебедев стал преподавателем МВТУ и одновременно сотрудником Всесоюзного электротехнического института им. В.И. Ленина (ВЭИ ), сначала младшим научным сотрудником, руководителем группы, затем руководителем Лаборатории электрических сетей. В 1933 г. совместно с А.С. Ждановым С.А. Лебедев опубликовал монографию "Устойчивость параллельной работы электрических систем ". В 1935 г. он получил звание профессора, в 1939 г., не будучи кандидатом наук, защитил докторскую диссертацию, связанную с разработанной им теорией искусственной устойчивости энергосистем. В течение 10 лет С.А. Лебедев руководил отделом автоматики ВЭИ. В этом отделе начинали работу многие известные учёные: Д.В. Свечарник , А.В. Михайлов , А.В Фельдбаум , Н.Н. Шереметьевский и др.
Во время войны С.А. Лебедев разработал систему стабилизации танкового орудия при прицеливании, принятую на вооружение, аналоговую систему автоматического самонаведения на цель авиационной торпеды. В 1945 г. С.А. Лебедев создал первую в стране электронную аналоговую вычислительную машину для решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений, которые часто встречаются в задачах, связанных с энергетикой.
В 1946 г. С.А. Лебедев был приглашен в Академию наук Украины на должность директора Института энергетики. Через год Институт энергетики разделился на два, и С.А. Лебедев стал директором Института электротехники АН Украины .
Здесь совместно с Л.В. Цукерником С.А. Лебедев выполнил исследования по управлению энергосистемами и разработку устройств автоматики, повышающих устойчивость энергосистем.
В 1950 г. С.А. Лебедеву и Л.В. Цукернику была присуждена Государственная премия СССР.
Решая задачи электротехники и энергетики с помощью аналоговых вычислительных машин, С.А. Лебедев пришел к постановке задачи создания цифровой машины.
С осени 1948 г. С.А. Лебедев начал разработку (). Для определения набора операций МЭСМ он пригласил приехать в Киев и К.А. Семендяева . Основы построения МЭСМ обсуждались в январе-марте 1949 г. на созданном С.А. Лебедевым семинаре, в котором участвовали , Б.В. Гнеденко , А.Ю. Ишлинский , А.А. Харкевич и сотрудники лаборатории С.А. Лебедева.
К концу 1949 г. определилась принципиальная схема блоков машины. В 1950 г. МЭСМ была смонтирована в двухэтажном здании бывшего монастыря в Феофании (под Киевом), где размещалась лаборатория С.А. Лебедева.
В конце 1951 г. МЭСМ прошла испытания и была принята в эксплуатацию Комиссией АН СССР во главе с академиком . В состав комиссии входили академики , профессора К.А. Семендяев , А.Г. Курош .
В 1952 г. на МЭСМ решались важнейшие научно-технические задачи из области термоядерных процессов (Я.Б. Зельдович ), космических полетов и ракетной техники (М.В. Келдыш , ), дальних линий электропередач (С.А. Лебедев), механики (Г.Н. Савин ), статистического контроля качества (Б.В. Гнеденко ).
В 1950 г., когда был опробован макет МЭСМ , подобная машина работала лишь в Англии - М.Уилкса, 1949 г., причем в арифметическое устройство было последовательным.
После МЭСМ началось создание специализированной ЭВМ СЭСМ для решения систем алгебраических уравнений. Ее главным конструктором был З.Л. Рабинович. Основные идеи построения СЭСМ выдвинул С.А. Лебедев.
В 1950 г. С.А. Лебедев начал разработку АН СССР. В марте 1950 г. он был назначен заведующим лабораторией Института точной механики и вычислительной техники (ИТМ и ВТ ), директором которого стал М.А. Лаврентьев .
Разработку арифметического устройства С.А. Лебедев поручил П.П. Головистикову , а устройства управления - К.С. Неслуховскому . Над БЭСМ трудились и студенты-практиканты из вузов, выполнившие дипломные работы - макетирование отдельных блоков и описание соответствующих разделов эскизного проекта БЭСМ: , А.Г. Лаут , И.Д. Визун , А.С. Федоров и Л.А. Орлов . В апреле 1951 г. Государственная комиссия под председательством М.В. Келдыша приняла эскизные проекты машин и "".
В I квартале 1953 г. БЭСМ была налажена, а в апреле 1953 г. принята Государственной комиссией в эксплуатацию.
В связи с дефицитом электронных трубок, которые поставлялись тогда только для "", первые три года эксплуатировалась с памятью на акустических ртутных трубках, что снижало ее быстродействие в несколько раз. В 1956 г. БЭСМ была принята Государственной комиссией вторично - с памятью на потенциалоскопах.
В 1956 г. доклад С.А. Лебедева о БЭСМ на международной конференции в Дармштадте произвел сенсацию - БЭСМ была на уровне лучших американских машин и самой быстродействующей в Европе.
В 1958 г. БЭСМ с памятью на ферритовых сердечниках емкостью 2048 слов передали в серийное производство, она выпускалась под названием заводом им. Володарского .
В 1953 г. по рекомендации М.А. Лаврентьева , ставшего вице-президентом АН СССР, С.А. Лебедев был назначен директором . В 1953 г. его избрали действительным членом АН СССР. На банкете по поводу избрания новых членов Академии С.О. Шмидт сказал: "Сегодня мы выбрали в академики двух замечательных ученых - С.А. Лебедева и А.Д. Сахарова ".
В 1955 г. С.А. Лебедев начал разработку (цифра в названии указывала на ожидаемое быстродействие - 20 тыс. оп./с). Такой скорости вычислений тогда не имела ни одна машина в мире. Постановлением Правительства СССР создание было поручено и . С.А. Лебедев стал главным конструктором, М.К. Сулим (СКБ-245) - его заместителем. Идеологию и структуру М-20 разрабатывал С.А. Лебедев, систему команд - , схемотехнику элементной базы - П.П. Головистиков . М.К. Сулим руководил разработкой технической документации и изготовлением опытного образца в СКБ-245.
В 1958 г. Государственная комиссия принята М-20 и рекомендовала ее в серийное производство.
Впервые в отечественной практике в С.А. Лебедевым с целью повышения производительности были реализованы автоматическая модификация адреса, совмещение работы арифметического устройства и выборки команд из памяти, введение буферной памяти для массивов данных, выдаваемых на печать, совмещение ввода и вывода данных со счетом, использование полностью синхронной передачи сигналов в логических цепях.
Позднее были разработаны полупроводниковые варианты М-20, реализующие ту же архитектуру:
- и (главный конструктор - М.К. Сулим);
- БЭСМ-3М и (главный конструктор - О.П. Васильев ).
ИТМ и ВТ после завершения работ по ламповым и начал проектирование полупроводниковой , которая обладала быстродействием 1 млн. оп./с. Главным конструктором БЭСМ-6 был С.А. Лебедев , заместителями - его ученики и .
В 1967 г. Государственная комиссия под председательством приняла с высокой оценкой и рекомендовала ее к серийному производству.
БЭСМ-6 имела полное программное обеспечение. В его создании принимали участие многие ведущие программисты страны.
По инициативе и при активном участии С.А. Лебедева в ходе разработки на было проведено моделирование будущей машины с помощью программных моделей.
На основе БЭСМ-6 были созданы вычислительные центры коллективного пользования для научных организаций, системы автоматизации научных исследований в ядерной физике и других областях науки, информационно-вычислительные системы обработки информации в реальном времени. Она использовалась для моделирования сложнейших физических процессов и процессов управления, в системах проектирования программного обеспечения для новых ЭВМ.
БЭСМ-6 выпускалась в течение 17 лет. За разработку и внедрение БЭСМ-6 ее создатели (из ИТМ и ВТ - С.А. Лебедев, В.А. Мельников, Л.Н. Королев, Л.А. Зак, В.Н. Лаут, В.И. Смирнов, А.А. Соколов, А.Н. Томилин, М.В. Тяпкин, от завода САМ - В.А. Иванов, В.Я. Семешкин ) были удостоены Государственной премии.
ИТМ и ВТ совместно с заводом САМ на основе БЭСМ-6 разработал вычислительную систему , модульная организация и унифицированные каналы обмена которой обеспечивали возможность построения децентрализованных многомашинных вычислительных комплексов. В была обеспечена эффективная реализация трансляторов с языков программирования высокого уровня, многоуровневая система защиты памяти на основе механизмов стека состояния. , построенная по принципу децентрализации, обеспечивала функционирование в режимах пакетной обработки, удаленной пакетной обработки, разделения времени, реального времени. АС-6 использовалась для обработки данных и управления в системах космических экспериментов, а также в ряде вычислительных центров крупных научно-исследовательских организаций.
Специализированные ЭВМ, созданные под руководством С.А. Лебедева для системы противоракетной обороны, стали основой достижения стратегического паритета СССР и США в период "холодной войны". В 1952-1955 гг. учеником С.А. Лебедева были разработаны специализированные для автоматического съема данных с радиолокатора и автоматического слежения за целями. Затем для системы ПРО, генеральным конструктором которой был Г.В. Кисунько , в 1958 г. была предложена ламповая ЭВМ М-40, а немного позднее М-50 (с плавающей точкой).
Возможность поражения баллистических ракет, обеспеченная ПРО, заставила США искать пути заключения договора с СССР об ограничении ПРО, который появился в 1972 г.
Создатели первой системы ПРО получили Ленинскую премию. Среди них были Г.В. Кисунько, С.А. Лебедев и В.С. Бурцев .
Увидеть выпуск следующей серии высокопроизводительных ЭВМ, которые разрабатывал ИТМ и ВТ , С.А. Лебедеву не довелось.
Сергей Алексеевич Лебедев умер 3 июля 1974 г. в Москве. Он похоронен на Новодевичьем кладбище.
Имя С.А. Лебедева теперь носит ИТМ и ВТ. Ученики С.А. Лебедева создали свои научные школы и коллективы.
Изобретатели
Место рождения: Нижний Новгород
Семейное положение: женат на Алисе Григорьевне Лебедевой
Деятельность и интересы: вычислительная техника; музыка, литература
При работе над МЭСМ в Институте электротехники Лебедев ввел специальный коэффициент за упрощение схем, перегруженных компонентами, который потом учитывался при начислении сотрудникам премии. Еще факты
Образование, степени и звания
1953 , Академия наук СССР, Отделение физико-математических наук (счетные устройства): академик
1921-1928 , Московское высшее техническое училище им. Н.Э. Баумана, Факультет: электротехнический: выпускник (инженер-электрик), доктор технических наук (1941)
Работа
С 1930 , Московский энергетический институт: преподаватель (с 1930), профессор (с 1936)
1947-1951 , Институт электротехники АН УССР (Институт электродинамики Национальной Академии наук Украины), г.Киев: директор
Открытия
Создание систем самонаведения в годы войны требовало проведения колоссального объема вычислений, и это привело Лебедева к пониманию необходимости автоматизации вычислительных процессов. Как известно, за рубежом принципы компьютеростроения и электронного счета разработал фон Нейман. Лебедев в условиях информационной замкнутости тех лет пришел к тем же выводам, что и фон Нейман, но на полгода раньше.
В конце 1947 года создал макет цифровой электронной счетной машины (МЭСМ), пробный пуск которой состоялся 6 ноября 1950-го. Во время демонстрации машина вычисляла факториалы натуральных чисел и решала уравнение параболы. В 1951 году МЭСМ была принята комиссией в эксплуатацию, а в 1952-м на ней уже решались важные научно-технические задачи из области термоядерных процессов, космических полетов, ракетной техники, дальних линий передач.
В 1950 году параллельно с завершающим этапом работ над МЭСМ была начата разработка первой БЭСМ. Работы велись в Москве, в лаборатории института точной механики и вычислительной техники АН СССР, которую возглавил Лебедев. Первый запуск БЭСМ состоялся осенью 1952 года, а госиспытания она прошла в 1953-м.
Биография
С.А. Лебедев - основоположник электронной вычислительной техники в СССР, сформировавший отечественную школу вычислительных исследований и разработок. Эта школа многие годы по ряду направлений удерживала лидирующие позиции в мире и отставать от западных разработчиков начала лишь с середины 1970-х, что было во многом связано с копированием серии IBM (противником чего выступал Лебедев), а также с наметившимся разрывом в области элементной базы. Ни один из типов машин Лебедева не являлся копией какой-либо иностранной ЭВМ, все создавалось на собственной научной базе, с применением оригинальных подходов к решению теоретических и прикладных задач. Лебедев одним из первых понял значение системного программирования и важность сотрудничества программистов-математиков и инженеров по созданию вычислительных систем, включающих программное обеспечение как неотъемлемую часть. По инициативе Лебедева в ИТМиВТ была организована лаборатория математического обеспечения, выполнявшая разработку системного ПО для всех систем, создававшихся в институте.
Герой Социалистического Труда. Лауреат Сталинской, Ленинской и Государственной премий, награжден четырьмя орденами Ленина, орденом Трудового Красного Знамени и т.д. В 1996 году был посмертно удостоен высшей награды международного компьютерного общества IEEE Computer Society - медали Computer Pioneer Award.
Сергей Алексеевич Лебедев родился 2 ноября 1902 г. в Нижнем Новгороде в семье учителей. Получив в апреле 1928 г. диплом инженера-электрика, С.А. Лебедев стал преподавателем МВТУ им. Баумана и одновременно старшим научным сотрудником ВЭИ. Вскоре он возглавил группу, а затем и лабораторию электрических сетей. В 1939 г. С.А.Лебедев защитил докторскую диссертацию, не будучи кандидатом наук. В её основу была положена разработанная им теория искусственной устойчивости энергосистем. Почти каждая работа учёного в области энергетики требовала создания вычислительных средств для выполнения расчётов в процессе её проведения либо для включения их в состав разрабатываемых устройств.
Академик Лебедев – один из основоположников отечественной электронной вычислительной техники. Деятельности С. А. Лебедева в качестве теоретика и практика конструирования цифровых ЭВМ предшествовали его выдающиеся работы по электротехнике (в первую очередь создание теории "искусственной устойчивости" электрических систем и соответствующих автоматических регуляторов) и в области разработки и использования средств аналоговой вычислительной техники для автоматизации расчетов режимов функционирования электрических сетей.
В 1945 г. Лебедев создал первую в стране электронную аналоговую вычислительную машину для решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений, которые часто встречаются в задачах, связанных с энергетикой. С осени 1948 г. С.А. Лебедев начал разработку Малой электронной счетной машины (МЭСМ). Для определения набора операций МЭСМ он пригласил приехать в Киев А.А. Дородницына и К.А. Семендяева. Основы построения МЭСМ обсуждались в январе-марте 1949 г. на созданном С.А. Лебедевым семинаре, в котором участвовали М.А. Лаврентьев, Б.В. Гнеденко, А.Ю. Ишлинский, А.А. Харкевич и сотрудники лаборатории С.А. Лебедева.
С именем С. А. Лебедева связаны важнейшие события в истории отечественной вычислительной техники:
– создание первых отечественных цифровых вычислительных машин с хранимой программой – МЭСМ в 1951 г. и БЭСМ в 1953 г.;
– разработка серийной вычислительной машины М-20 первого поколения и затем – полупроводниковых вычислительных машин второго поколения, программно совместимых с М-20;
– В 1958 г. С. А. Лебедевым и В. С. Бурцевым (ныне академиком РАН) были созданы вычислительные комплексы на базе машин М-40 и М-50 первого поколения для первой системы противоракетной обороны страны (ПРО). Среди удостоенных Ленинской премии разработчиков этой системы – генеральный конструктор ПРО Г. В. Кисунько, С. А. Лебедев и В. С. Бурцев.
– появление высокопроизводительной универсальной вычислительной машины БЭСМ-6 с производительностью 1 млн. операций в секунду, рекордной во второй половине 60-х годов для компьютерного парка СССР, на многие годы ставшей главным инструментом ученых для решения задач математического моделирования в разных областях науки. Быстродействие машины определялось как применением высокочастотных полупроводниковых элементов, так и ее новой развитой структурой, основными сторонами которой являлись: глубокое совмещение работы всех внутренних и внешних устройств машины и организация конвейерной обработки команд. Без преувеличения можно сказать, что многие новые принципы, положенные в основу серийной БЭСМ-6, предвосхитили то, что считается обязательным для современных вычислительных систем. За создание БЭСМ-6 коллектив ее разработчиков во главе с С. А. Лебедевым был награжден Государственной премией СССР в области науки и техники;
– организация инженерной школы разработки универсальных высокопроизводительных машин-суперкомпьютеров.
Создание в тяжелые послевоенные годы оригинальной отечественной ЭВМ и многих последующих все более производительных вычислительных машин было научным подвигом С. А. Лебедева и его соратников.
С. А. Лебедевым были предложены многие решения (распараллеливание в ЭВМ процесса обработки данных, использование новых элементов и технологий, принцип модульности построения вычислительных систем), внедрение которых привело к значительному увеличению производительности ЭВМ.
Высказанные С. А. Лебедевым идеи создания многопроцессорных и многомашинных вычислительных комплексов различной организации реализовывались в дальнейшем коллективами разработчиков ИТМ и ВТ. Эти комплексы многие годы успешно использовались и используются до сих пор для выполнения важнейших работ, в том числе в центрах управления полетами космических аппаратов, в системах противоракетной обороны страны.
Велика роль ученого и в области разработки математического обеспечения ЭВМ. С. А. Лебедев одним из первых понял значение системного программирования и важность сотрудничества программистов-математиков и инженеров по созданию вычислительных систем
В человеческом смысле основными чертами С. А. Лебедева, которые отмечают все коллеги и ученики, были справедливость, доверие к людям, требовательность, доброта и полное отсутствие чувства своего превосходства по отношению к другим. Сергей Алексеевич Лебедев умер 3 июля 1974 г. Он похоронен в Москве, на Новодевичьем кладбище. Имя выдающегося ученого, гражданина и патриота академика С. А. Лебедева носит ныне Институт точной механики и вычислительной техники.
|
Сергей Алексеевич Лебедев – действительный член АН СССР и АН УССР, лауреат Ленинской и Государственных премий, Герой Социалистического труда, главный конструктор первой в СССР и Европе электронной вычислительной машины БЭСМ и целого ряда других суперЭВМ. Один из инициаторов становления специальности «Вычислительная техника» в Московском энергетическом институте. Сергей Алексеевич Лебедев родился 2 ноября 1902 года в Нижнем Новгороде. Мать Анастасия Петровна (в девичестве Маврина) покинула богатое дворянское имение, чтобы стать преподавателем в учебном заведении для девочек из бедных семей. Алексей Иванович Лебедев, отец Сергея, работал на ткацкой фабрике. В 1921 году он экстерном сдал экзамены за среднюю школу и поступил в МВТУ на электротехнический факультет. Начало инженерной и научной деятельности С.А.Лебедева совпало с осуществлением плана ГОЭЛРО — плана по электрификации страны. По ходу работы С.А.Лебедеву пришлось столкнуться с необходимостью быстрого моделирования сложных систем и большим количеством трудоемких вычислений. В 45 лет С.А.Лебедев, будучи уже известным ученым в области электроэнергетики, переключается полностью на новое для него направление — вычислительную технику. В Институте электротехники АН УССР он организовал первый в стране научный семинар, на базе которого была создана лаборатория по разработке ЭВМ, названной МЭСМ (Малая электронная счетная машина). Она стала первой ЭВМ, созданной в России. |
В 1951 году С.А.Лебедев перешел на работу в Москву, где возглавил лабораторию в Институте точной механики и вычислительной техники (ИТМ и ВТ) АН СССР. С 1953 года и до конца своей жизни он был директором этого института. В ИТМ и ВТ Лебедев возглавил работу по созданию нескольких поколений ЭВМ. Понимая, как важна подготовка специалистов для нового направления, с 1953 года и до конца своих дней Лебедев возглавлял кафедру «Электронные вычислительные машины» в Московском физико-техническом институте.
Сергей Алексеевич Лебедев в ИТМ и ВТ возглавил работу по созданию нескольких поколений ЭВМ. В начале 60-х годов создается первая ЭВМ из серии больших электронных счетных машин (БЭСМ) — БЭСМ-1. При создании БЭСМ-1 были применены оригинальные научные и конструкторские разработки. Эта ЭВМ была тогда самой производительной машиной в Европе (8-10 тысяч операций в секунду) и одной из лучших в мире. Под руководством С.А.Лебедева были созданы и внедрены в производство еще две ламповые ЭВМ — БЭСМ-2 и М-20. В 60-х годах были созданы полупроводниковые варианты М-20: БЭСМ-3М, БЭСМ-4, М-220 и М-222. При проектировании БЭСМ-6 впервые был применен метод предварительного имитационного моделирования работы операционной системы будущей ЭВМ, что позволило найти ряд решений по организации вычислительного процесса, которые обеспечили невиданное в истории вычислительной техники долголетие БЭСМ-6.
Кроме фундаментальных разработок, С.А.Лебедев выполнил важные работы по созданию многомашинных и многопроцессорных комплексов.
Первым шагом в международном признании заслуг Сергея Алексеевича в области информатики явилось присуждение ему в 1996 году медаль «Computer Pioneer Award» за выдающиеся новаторские работы в области создания вычислительной техники.
Загрузка...
