Сергей Львович Соболев - основатель отечественной информатики

Сергей Петрович Прохоров

В работах по истории развития отечественной вычислительной техники очень много внимания уделяется техническим характеристикам первых компьютеров. Вскользь упоминается о задачах, для которых создавалась вычислительная техника. И практически ни слова не говорится о технике программирования на компьютерах той эпохи, которые имели минимальный объем памяти и минимальный набор технических средств для вво- да/вывода программ и данных. И совсем не говорится о зарождении в СССР науки информатики, у истоков которой стоял академик Сергей Львович Соболев - один из крупнейших математиков XX века, положивший начало ряду новых научных направлений в современной математике.

В СССР ещё в 1934 году в Математическом институте был создан отдел приближенных вычислений, призванный разрабатывать новые методы численных расчётов для прикладных задач. В составе отдела была предусмотрена отдельная структурная единица - вычислительная группа. Численность этой группы постоянно росла. К концу 40-ых годов отдел приближенных вычислений вместе с входившей в него вычислительной группой был самой большой по численности структурной единицей института. Работы отдела были сосредоточены по направлениям, связанным с «атомным проектом» и ракетной техникой. В Москве работы отдела возглавил член-корр. АН СССР Л.А. Люстерник, а в ленинградском филиале института - будущий нобелевский лауреат Л.В. Канторович. Общее руководство осуществлял заместитель директора института академик М.В. Келдыш.

Количество задач, требующих точных расчетов, непрерывно росло и одновременно росла вероятность ошибок, поэтому все расчеты дублировались. Неудивительно, что с самого начала работ по созданию нового вида вычислительной техники - электронных вычислительных машин, они стали объектом пристального внимания со стороны руководителей работ по «атомному проекту» и другим направлениям, требующим проведения сложных расчетов.

Весной 1951 года появились первые конкретные результаты работ по созданию первых отечественных машин - Ml и МЭСМ. В начале апреля результаты работы по созданию Ml рассматривались комиссией президиума Академии наук СССР. В комиссию входили академики И.П. Бардин, А.В. Топчиев, Г.М. Кржижановский, М.А. Лаврентьев, С.Л. Соболев и другие представители академии наук и промышленности. Демонстрация работы арифметического устройства произвела на членов комиссии сильное впечатление.

Соболев, который был в это время заместителем директора по науке в ЛИПАНе (Лаборатория измерительных приборов АН, будущий Институт атомной энергии) и, в частности, руководил в нем расчетно-теоретическими работами по обогащению урана газодиффузионным методом, сразу же по достоинству оценил перспективы, которые открываются с появлением вычислительной машины.

Его влияние на процесс создании Ml было весьма ощутимо. В частности, он активно поддержал идею реализации двухадресной системы команд. Создатели первых вычислительных машин считали естественным, что должна реализовываться трехадресная система команд. Однако Ю.А. Шрейдер, молодой математик, выпускник мехмата МГУ, который был привлечен для разработки технологии программирования на будущей ЭВМ, обратил внимание на то, что во многих случаях результат выполнения операции является одним из операндов для следующей операции. Это была гениальная идея, активно поддержанная Соболевым. Применение двухадресной системы команд вместо трёхадресной представило возможность существенно расширить адресацию памяти в командах, эффективно программировать расчеты на матрицах.

С октября по декабрь 1951 года Ml работала в тестовом режиме. В это время Соболевым был подготовлен и лично им же запрограммирован целый ряд задач, которые были успешно решены на ЭВМ. Фактически это были тесты, которые должны были показать, что машина работает устойчиво и на ней можно вести сложные научные расчеты. 15 декабря 1951 года Ml была принята в эксплуатацию. В начале 1952 года Соболевым были проведены расчеты по обращению матриц большой размерности для задач, связанных с газодиффузионным обогащением урана.

Можно сказать, что Соболев был одним из первых профессиональных программистов в СССР. Его профессионализм проявлялся в том, что он знал прекрасно архитектуру вычислительной машины, на которой выполнялись вычисления, знал вычислительные возможности Ml, ее сильные и слабые места. Он написал большое количество тестов для проверки функциональных возможностей машины, контроля правильности вычислений. В программах, подготовленных им лично или при его участии, всегда предусматривалась возможность сбоя машины во время вычислений - обеспечивалось сохранение промежуточных результатов и возобновление счета после сбоя с их использованием. Эго был профессиональный подход и очень важный пример для других пользователей вычислительной машины в ситуации, когда не было никакого опыта работы с ЭВМ, когда не было даже такого понятия как технология программирования.

В 1952 году Соболев возглавил кафедру вычислительной математики механико-математического факультета Московского государственного университета. Теоретические дисциплины были немедленно дополнены практическими занятиями на счетных машинах. Так как в то время в стране были всего две действующие ЭВМ - Ml в Москве и МЭСМ в Киеве, то практикум предполагалось вести в первую очередь на электрических счетных машинах «Мерседес» и «Рейнметалл». Но и эти машины были в стране в дефиците.

Читать курс «Принципы программирования» был приглашен Алексей Андреевич Ляпунов. Эго был очень удачный выбор. В его лице Соболев нашел сподвижника и энтузиаста применения ЭВМ для решения научных задач. Руководимая Соболевым кафедра вычислительной математики является родоначальницей как теоретического, так и практического направления в программировании.

Фактически это был не учебный курс, а семинар, на котором преподаватель и студенты совместно постигали новую дисциплину. А.П. Ершов, Ю.И. Журавлев, Э.З. Любимский, Р.И. Подловченко, Д.А. Поспелов, В С. Штаркман - далеко не полный перечень выпускников первых лет работы кафедры.

Применение ЭВМ для решения вычислительных задач стало одним из главных направлений деятельности Соболева. По его инициативе во второй половине 1951 года в Институте атомной энергии началась разработка собственной электронной вычислительной машины, которая получила названия ЦЭМ. Она была введена в эксплуатацию в 1953 году.

В 1955 году ей на смену пришла вычислительная машина ЦЭМ-2, собранная на новых элементах радиоэлектроники, что позволяло превзойти производительность ЦЭМ-1 в десятки раз.

В это же время Соболев загорелся идеей создания малой ЭВМ, пригодной по стоимости, размерам, надежности для институтских лабораторий. В МГУ он организовал семинар, в котором участвовали сотрудники университета, Института атомной энергии, других институтов Академии наук. Задача создания малой ЭВМ была поставлена в апреле 1956 года на одном из этих семинаров.

Однако дела, связанные с организацией Сибирского отделения Академии наук и отъездом Соболева в Новосибирск, фактически затормозили развитие этого перспективного направления развития ЭВМ. Предпочтение было отдано созданию больших вычислительных машин и крупных вычислительных центров.

В 1957 года ЦЭМ-2 прошла экспертизу межведомственной комиссии Радиокомитета СССР, которая подтвердила высокую степень надежности её функционирования. За десять дней двухсменной работы не было зафиксировано ни единого сбоя. Тем не менее, хотя в решении комиссии и отмечались высокие качества ЦЭМ-2, в нём не было самого главного - рекомендации серийного производства ЭВМ.

У ЭВМ «Сетунь», разработанной в МГУ под руководством Н.П. Брусенцова, была более удачная судьба. В 1958 году машина была принята в опытную эксплуатацию. По рекомендации Междуведомственной комиссии Совет Министров СССР принял постановление о серийном производстве «Сетунь». В 1962-1965 было выпущено 46 машин. Несмотря на положительные отзывы, простоту в эксплуатации и на наличие заказов в 1965 году выпуск ЭВМ был прекращён.

В 1957 году С.Л. Соболев, М.А. Лаврентьев и С.А. Христианович выступили с инициативой создания Сибирского отделения Академии наук. Интерес к вычислительной технике, к программированию сохранился у Соболева и после переезда в Новосибирск, где он возглавил Институт математики с Вычислительным центром СО АН СССР. Не случайно два из трёх главных научных направлений, которые были утверждены постановлением Президиума АН СССР:

• разработка фундаментальных проблем математики;
• разработка высокопроизводительных электронных вычислительных машин на основе современных достижений математики, кибернетики и физики;
• разработка математических методов, кибернетических методов и кибернетических моделей оптимального планирования и управления;
• были напрямую связаны с развитием вычислительной техники и ее применением для решения научных задач.

Отдел кибернетики в новом институте возглавил А.А. Ляпунов, а А.П. Ершов возглавил отдел теории алгоритмов и программирования. Их усилиями Институт математики и Вычислительный центр СО АН СССР стали ведущими научными центрами в СССР в области информатики.

С.Л. Соболев отличался не только широкой эрудицией ученого, блестящим талантом математика, но и высоким гражданским мужеством. С появлением высокопроизводительных машин появился интерес использовать их не только расчетов, но и для моделирования биологических процессов, экономики, управления. Всё это объединялось единым словом: кибернетика. Но всё это объявлялось неприемлемым для марксистской идеологии и подвергалось жёсткой критике. Апофеозом наступления на кибернетику стала статья, напечатанная в пятом номере журнала «Вопросы философии» в 1953 году. Она была помещена в разделе, носившем название «Критика буржуазной идеологии» и называлась «Кому служит кибернетика». Уже само название статьи свидетельствовало, что никакой патриотически настроенный ученый в СССР не может заниматься столь одиозной наукой. В СССР знали, что статьи, появившиеся в таком органе, как «Вопросы философии», выражают официальную точку зрения. Надо было немедленно свертывать все исследования в этой области. Однако нашлись люди, которые позволили себе не согласиться с официальной точкой зрения. Более того, они написали ответ на статью и принесли её в тот же журнал. А.И. Китов, А.А. Ляпунов и С.Л. Соболев написали статью «Основные черты кибернетики» и представили её в редакцию журнала «Вопросы философии» в том же 1953 году. Правда опубликована она была только через два года, но благодаря ей руководством КПСС было разрешено в течении этих двух лет проводить семинары и конференции, где сторонники и противники кибернетики могли свободно высказывать своё мнение. Так что публикация этой статьи в 1955 году только подвела итог. Кибернетика получила официальное признание.

Через десятилетие ситуация повторилась. Соболев выступил в поддержку работ Л.В. Канторовича по применению математических методов в экономике (за которые он впоследствии получил Нобелевскую премию), которые тогда считались недопустимыми с точки зрения марксистской идеологии.

В становлении информатики в СССР принимали участие инженеры, учёные, математики, программисты, филологи, представители других специальностей. Но, пожалуй, Сергей Львович Соболев лучше всех понимал значение и перспективы будущего, связанного с появлением ЭВМ. Он единственный из академиков, из руководителей крупных научных и инженерных направлений имел опыт программирования на ЭВМ. На основании этого опыта он смог реально оценить перспективы применения ЭВМ, увидеть проблемы, которые необходимо решить для массового применения ЭВМ. Это разработка теоретических основ программирования, средств описания программ в содержательных терминах (языки программирования). Эго создание дешёвых и надежных в эксплуатации ЭВМ, развитие новых направлений применения ЭВМ не только для расчётов, но для обработки нечисловой информации, для моделирования научных, экономических, социальных процессов. И не только оценить, но и предпринимать практические действия по развитию нового направления. В статье «Новая наука - информатика», опубликованной в одном из первых номеров созданного при его активном участии нового журнала «Экономика и организация промышленного производства», он дал определение информатики как науки, изучающей информационные системы, перечислил задачи, которые ей предстоит решать в ближайшем будущем (некоторые из них не до сих пор не решены), предсказал, что она со временем проникнет во все сферы человеческой деятельности.

Список литературы

Соболев С.Л. Новая наука - информатика. В журнале «Экономика и организация промышленного производства». №6,1970, стр. 73-74.

Об авторе: Институт истории естествознания и техники РАН
sergei.prokhorov@gmail.com
Материалы международной конференции Sorucom 2014 (13-17 октября 2014)
Помещена в музей с разрешения авторов 7 октября 2015