Лебедев Сергей Алексеевич – основатель компьютерной индустрии России

Сергей Алексеевич Лебедев родился в Нижнем Новгороде в 1902 году в семье учителя. В 1921 г. Он экстерном сдал экзамены за среднюю школу и поступил в МВТУ имени Баумана электротехнический факультет.

 

Рис. 2.22. Лебедев Сергей Анатольевич (1902 – 1974 г.г.)

Начало инженерной и научной деятельности С. А. Лебедева совпало с осуществлением плана ГОЭЛРО — плана по электрификации страны. Объединение крупных электростанций для передачи электроэнергии на дальние расстояния потребовало решения задачи устойчивости энергетических систем. По ходу работы над подобными задачами ему пришлось столкнуться с необходимостью быстрого моделирования сложных систем и большим количеством трудоемких вычислений.

С первых дней Великой Отечественной войны и до ее окончания С.А.Лебедев работал в оборонной промышленности.

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.

К началу 50-х гг. Сергей Алексеевич прекрасно понимал, что для успешного решения крайне важных задач народного хозяйства и для обороны страны необходимо создать вычислительную технику, и в 45 лет он, будучи уже известным ученым в области электроэнергетики, переключается полностью на новое для него направление – вычислительную технику.

Его сотрудники уверены, что если бы не война, во время которой он, инженер-электротехник, занимался автоматизацией военной техники, работа над созданием вычислительной машины с использованием двоичной системы счисления, отличной от десятичной, которой мы пользуемся в обычной жизни, началась бы и закончилась гораздо раньше.

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.

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 у нас в стране.

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.

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 1950 г., когда был опробован макет МЭСМ, подобная машина работала лишь в Англии — EDSAC Мориса Уилкса, 1949 г., причем в EDSAC арифметическое устройство было последовательным.

В конце 1951 г. МЭСМ прошла испытания и была принята в эксплуатацию Комиссией АН СССР во главе с академиком М.В. Келдышем. 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, А.А. Дородницын, А.А. Ляпунов), дальних линий электропередач (С.А. Лебедев), механики (Г.Н. Савин), статистического контроля качества (Б.В. Гнеденко).

В 1951 г. 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 г. И до конца своей жизни он был директором этого института. В ИТМ и ВТ С. А. Лебедев возглавил работы по созданию нескольких поколений ЭВМ. В начале 60-х гг. создается первая ЭВМ из серии больших электронных счетных машин (БЭСМ) — БЭСМ-1. При создании БЭСМ-1 были применены оригинальные научные и конструкторские разработки. В процессоре ЭВМ использовались лампы, серийно выпускаемые отечественной промышленностью. Исследовались и макетировались различные варианты создания оперативных запоминающих устройств (на электроакустических ртутных линиях задержки, электронно-лучевых трубках, ферритовых магнитных сердечниках и др.). Были сделаны внешние запоминающие устройства на магнитных лентах и магнитных барабанах, устройства ввода и вывода на перфолентах и перфокартах, быстродействующие печатающие устройства.

Создание БЭСМ-1 стало важнейшим этапом в развитии отечественной вычислительной техники. Эта первая быстродействующая ЭВМ (8—10 тыс. операций в секунду) была тогда самой производительной машиной в Европе и одной из лучших в мире. В структуре БЭСМ-1 уже тогда были реализованы основные решения, характерные для современных ЭВМ.

Сергей Алексеевич был человеком скромным и даже застенчивым. Он всегда умел находить общий язык со своими молодыми коллегами, а они относились к нему с большим и искренним уважением. В нем сочетались душевная доброта и чуткость, высокая принципиальность и требовательность. Личный пример у Сергея Алексеевича был главным принципом воспитания. Вспоминают такой случай. Для завершения проекта БЭСМ-1 оставалось очень мало времени, но были еще недоделки. Кто-то сказал: «Не успеем, мало дней осталось». Сергей Алексеевич ответил: «Успеем, есть еще ночи, ночью хорошо работать — никто не мешает». Он работал, забывая об усталости, и своим примером увлекал других. Понимая, как важна подготовка специалистов для нового направления, с 1953 г. И до конца своих дней С. А. Лебедев возглавлял кафедру «Электронные вычислительные машины» в Московском физико-техническом институте.

В 1956 г. С. А. Лебедев сделал доклад на Международной конференции по электронным счетным машинам в Дармштадте (ФРГ), который произвел сенсацию. БЭСМ оказалась лучшей ЭВМ в Европе! Машины серии БЭСМ (от БЭСМ-1 до БЭСМ-6) на момент своего создания были лучшими в классе универсальных ЭВМ. За работы по созданию БЭСМ-1 С. А. Лебедев получил звание Героя Социалистического Труда.

Под руководством Сергея Алексеевича были созданы и внедрены в производство еще две ламповые ЭВМ — БЭСМ-2 и М-20. Они разрабатывались в тесном контакте со специалистами завода-изготовителя и с будущими пользователями. Это значительно ускоряло изготовление и освоение новой техники. В 60-х гг., когда наша промышленность начала массовый выпуск полупроводниковых приборов, на базе М-20 были созданы ее полупроводниковые варианты: БЭСМ-ЗМ, БЭСМ-4. М-220 и М-222. Одновременно началась работа по созданию новых ЭВМ, которые максимально использовали все возможности новой элементной базы. В первой половине 60-х гг. была создана БЭСМ-6, в конструкцию которой было заложено так много оригинальных теоретических решений, что эта машина продолжает до сих пор оказывать влияние на развитие отечественной вычислительной техники. 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 – она выпускалась на протяжении 17 лет!

Велика роль Сергея Алексеевича в разработке математического обеспечения. По его инициативе в ИТМ и ВТ АН СССР была создана лаборатория математического обеспечения, а математики-программисты стали полноправными участниками разработки структуры и архитектуры БЭСМ-6. Кроме фундаментальных разработок, С. А. Лебедев выполнил важные работы по созданию многомашинных и многопроцессорных комплексов. В этот период были заложены основы вычислительных сетей ЭВМ. Структурно-программные операционные системы, алгоритмические языки программирования, новые алгоритмы для больших трудоемких задач - важный этап научного творчества С. А. Лебедева.

ИТМ и ВТ совместно с заводом САМ на основе БЭСМ-6 разработал вычислительную систему АС-6, модульная организация и унифицированные каналы обмена которой обеспечивали возможность построения децентрализованных многомашинных вычислительных комплексов. В АС-6 была обеспечена эффективная реализация трансляторов с языков программирования высокого уровня, многоуровневая система защиты памяти на основе механизмов стека состояния. Операционная система АС-6, 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 В.С. Бурцевым были разработаны специализированные ЭВМ "Диана-1" и "Диана-2" для автоматического съема данных с радиолокатора и автоматического слежения за целями. Затем для системы ПРО (противоракетной обороны), 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

Ряд его работ, к сожалению, остался незаконченным. По главным направлениям намеченным С А. Лебедевым, работают целые научные коллективы. Имя С.А. Лебедева академика, трижды лауреата высших премий страны. Героя Социалистического Труда, присвоено Институту точной механики и вычислительной техники Академии наук России.

Более того, разработки Лебедева в этой области не уступали западным аналогам, и даже опережали их. Но долгое время имя ученого был знакомо только узкому кругу специалистов.

Впрочем, времена «холодной войны» лишили заслуженной широкой известности многих ученых и конструкторов, работа которых имела оборонное значение.

По причине засекреченности родился и миф о том, что СССР, а затем и Россия сильно отстали в создании и развитии вычислительной техники. На самом же деле, здесь все не так однозначно. И если взглянуть на факты, то получается, что не только в «области балета», но и в деле создания ЭВМ мы были «впереди планеты всей».

Независимо от зарубежных учёных 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 в стране учебником по вычислительной техники. МЭСМ явилась прототипом Большой электронной счётной машины БЭСМ.

Среди ученых мира, современников Лебедева, нет человека, который подобно ему обладал бы столь мощным творческим потенциалом. Он сумел охватить своей научной деятельностью период от создания первых ламповых ЭВМ, выполняющих лишь сотни и тысячи операций в секунду, до сверхбыстродействующих супер-ЭВМ на полупроводниковых, а затем на интегральных схемах с производительностью до миллионов операций в секунду. Научная школа Лебедева, ставшая ведущей в бывшем СССР, по своим результатам успешно соперничала с известной американской фирмой IBM. Под его руководством были созданы и переданы для серийного выпуска 15 типов высокопроизводительных, наиболее сложных ЭВМ, каждая – новое слово в вычислительной технике, более производительная, более надежная и удобная в эксплуатации.