Как рождался первый компьютер

Мало кто знает, что первый в континентальной Европе компьютер был создан в Украине более 60 лет назад в 1951 году. Первая ЭВМ называлась Малой электронной счетной машиной - МЭСМ. Несмотря на скромное слово «Малая», она насчитывала 6000 электронных ламп и едва уместилась в левом крыле здания общежития бывшего монастырского поселка Феофания в 10 км от Киева. Машина была создана в лаборатории вычислительной техники Института электротехники АН УССР под руководством академика Сергея Алексеевича Лебедева.

Началось все в далекие 30-е годы ХХ века. Тогда молодой еще ученый Сергей Лебедев занимался исследованиями по устойчивости энергосистем во Всесоюзном электротехническом институте в Москве. Ему приходилось выполнять многочисленные расчеты, и Лебедев начинает искать способы автоматизировать и ускорить процесс вычислений. Так у ученого рождаются первые конкретные мысли о создании новой машины, которая могла бы автоматически выполнять сложные расчеты. Но Великая Отечественная Война заставляет отложить задуманную работу. Тем не менее, вплоть до эвакуации из Москвы Лебедев продолжал думать над тем, как реализовать свои идеи. Так, жена ученого Алиса Григорьевна Лебедева, вспоминает, как в первые месяцы войны по вечерам, когда Москва погружалась в темноту, муж уходил в ванную комнату и там при свете газовой горелки писал непонятные ей единицы и нолики, пытаясь, как потом оказалось, освоить двоичную систему записи чисел.

В начале осени 1941 года семью С.А.Лебедева эвакуируют в Свердловск, где он занимается важными для фронта разработками: в короткие сроки создает систему стабилизации для наводки танковой пушки, а затем — для самонаводящейся торпеды, используя аналоговые элементы. В 1944 году Лебедев возвращается в Москву, а затем приезжает в Киев и становится директором Института электротехники АН УССР. В 1945 г. С.А.Лебедев был избран академиком и назначен директором Института энергетики. Через полгода институт разделили на две части – Институт электротехники и Институт теплотехники. С.А.Лебедев стал директором Института электротехники.

В то время приоритетными направлениям в науке считались ракетная техника, атомная энергетика, исследование космоса. Но Лебедев верен своему довоенному замыслу – создать цифровую электронную вычислительную машину. Институту электротехники выделяют полуразрушенное здание монастырской гостиницы в пригороде Киева – Феофании.

Институту электротехники выделяют полуразрушенное здание монастырской гостиницы в пригороде Киева – Феофании. До войны в этом здании размещался филиал Киевской психиатрической больницы. Немецкие оккупанты, вступив в Феофанию, перестреляли больных и заняли здание под госпиталь. Во время обстрелов при освобождении Киева здание получило большие повреждения. В таком виде оно и поступило в распоряжение Академии наук УССР в 1948 г. и было передано Институту электротехники АН УССР для размещения лаборатории директора института С. А. Лебедева.Здание в пригороде Киева - Феофании, где располагалась лаборатория С.А.Лебедева и была построена МЭСМ было отремонтировано. На первом этаже начались работы по проектированию тогда секретной электронной счетной машины. Самая большая комната отводилась для будущего детища С. А. Лебедева. Появились механические мастерские, в подвале – источники электропитания для машины.

Если вспомнить короткие сроки, в которые была спроектирована, смонтирована и отлажена МЭСМ — три года, и учесть, что в разработке и создании МЭСМ участвовали 12 инженеров (вместе с С. А. Лебедевым), которым помогали 15 техников и монтажниц (в создании первой американской ЭВМ ЭНИАК — 13 основных исполнителей, 200 техников и большое количество рабочих), то становится ясным, что С. А. Лебедев и возглавляемый им коллектив совершил, казалось бы, невозможное.

Первым заместителем Лебедева по лаборатории был Л.Н.Дашевский, талантливый организатор активно участвовавший в разработке машины.Старший научный сотрудник Лев Наумович Дашевский (1916-1988)Старший научный сотрудник Лев Наумович Дашевский (1916-1988)

Основные работы по наладке машины проводили инженеры С.Б.Погребинский – участник войны, демобилизованный из-за тяжелого ранения, только закончивший Политехнический институт; А.Л. Гладыш, которая окончила Киевский институт кинотехники по специальности звукотехника, что не помешало ей очень быстро освоиться с электронными схемами МЭСМ и стать одним из основных отладчиков машины МЭСМ; Л.М.Абалышникова – инженер-акустик, в процессе работы над МЭСМ ставшая квалифицированным специалистом; З.С.Зорина-Рапота, которая также закончила институт по специальности звукотехника, и приобрела во время работы над МЭСМ квалификацию опытного отладчика и специалиста по ЭВМ. Монтаж устройств и машины проводился под руководством техника А.Г.Семеновского, который с первых же дней работы прекрасно освоился с совершенно новым для него делом. Ему помогали техник Ю.С. Мазыра – балагур и душа всего коллектива; С.Б. Розенцвайг – техник-монтажник наивысшей квалификации. Устройством управления МЭСМ занималась Е.А.Шкабара, а устройством ввода аспирант — З.Л.Рабинович.Старший научный сотрудник Шкабара Екатерина Алексеевна (1913-2002)Старший научный сотрудник Шкабара Екатерина Алексеевна (1913-2002)

В наладке и запуске МЭСМ также принимали участие молодые сотрудники и аспиранты лаборатории, для которых эта работа стала не только «путевкой в жизнь», но и одним из самых счастливых воспоминаний юности.Малая электронная счетная машина МЭСМ.Снимок – 1951 год Сзади пульта: Л.Н. Дашевский и З.С. Зорина Рапота. За пультом слева направо: Л.М. Абалышникова, Т.И. Пецух, Е.Е. Дедешко Национальная академия наук УССР, КиевМалая электронная счетная машина МЭСМ.Снимок – 1951 год Сзади пульта: Л.Н. Дашевский и З.С. Зорина Рапота. За пультом слева направо: Л.М. Абалышникова, Т.И. Пецух, Е.Е. Дедешко Национальная академия наук УССР, Киев... → Первый запуск МЭСМ запомнился именно «ламповой проблемой»: при включении машины 6 тысяч ламп, заработавших одновременно, превратили помещение в тропики. Техникам пришлось в срочном порядке разбирать потолок, чтобы отвести из комнаты хотя бы часть тепла.

Машина занимала самую большую комнату площадью 60 м2 в левом крыле лаборатории в Феофании и работала с небывалой по тем временам скоростью – 3 тысячи операций в минуту (для сравнения, современные компьютеры производят миллионы операций в секунду) и могла производить операции вычитания, сложения, умножения, деления, сдвига, сравнения с учетом знака, сравнения по абсолютной величине, передачи управления, передачи чисел с магнитного барабана, сложения команд. В машине были использованы электронные лампы (6000 штук!) общей мощностью потребления в 25 кВт. Первый запуск МЭСМ запомнился именно «ламповой проблемой»: при включении машины 6 тысяч ламп, заработавших одновременно, превратили помещение в тропики. Техникам пришлось в срочном порядке разбирать потолок, чтобы отвести из комнаты хотя бы часть тепла. По воспоминаниям сотрудников лаборатории Лебедева, решение первой задачи на МЭСМ было связано с уникальным случаем. Два известных киевских математика С.Г. Крейн и С.А. Авраменко составили для МЭСМ тестовую задачу из области баллистики и сами просчитали ее. При решении задачи на машине оказалось, что полученный результат не совпадает с результатом, полученным математиками. Они решили, что в МЭСМ произошел сбой, т.к. оба ученых производили расчеты независимо друг от друга и считали, что они не могли допустить одну и ту же ошибку в одном и том же месте. Тогда Лебедев сам стал проверять вычисления вручную. Расчеты продолжались целый день, а на следующий он появился улыбающийся, что бывало весьма редко. Очки ученого выражали верный признак удачи – были сдвинуты на лоб, вспоминают коллеги. «Не мучайте машину – она права. Неправы люди!» — заявил Лебедев. Оказалось, что оба математика все-таки ошиблись в одном и том же месте. Машина оказалась «умнее» человека !

В конце 1951 г. в Феофанию из Москвы приехала комиссия АН СССР для приемки машины в эксплуатацию. Три дня МЭСМ «сдавала экзамены». Академики с непроницаемыми лицами проходили из помещения МЭСМ, где они задавали ей всяческие «каверзные задачки», в кабинет Лебедева и там подолгу совещались. Наконец испытания были закончены, и комиссия решила принять машину с 25 декабря 1951 г. в регулярную эксплуатацию. МЭСМ использовали во многих научных исследованиях вплоть до 1957 года, затем машину разобрали на части, которые передали в Политехнический институт в Киеве для проведения лабораторных работ.

В 1952 году МЭСМ была практически единственной в стране ЭВМ, на которой решались разнообразные научно-технические задачи из области термоядерных процессов, космических полетов и ракетной техники, дальних линий электропередач, механики, статистического контроля качества. Одной из важнейших задач, решенных на МЭСМ в этот период, были расчеты устойчивости параллельной работы агрегатов Куйбышевской гидроэлектростанции, определяемые системой нелинейных дифференциальных уравнений второго порядка. Нужно было определить условия, при которых максимально возможная мощность может передаваться в Москву без нарушения устойчивости системы. Кроме того, в связи с быстрым развитием реактивной и ракетной техники задачи внешней баллистики возникали как грибы после дождя. Это были задачи различной сложности, начиная от относительно простых многовариантных расчетов траекторий, проходящих в пределах земной атмосферы при незначительном перепаде высот, до весьма сложных, связанных с полетом объектов за пределами земной атмосферы. Но даже простейшие баллистические расчеты усложнялись требованиями повышенной точности результатов. МЭСМ использовали во многих научных исследованиях вплоть до 1957 года, затем машину разобрали на части, которые передали в Политехнический институт в Киеве для проведения лабораторных работ.

Одновременно с работой научной лаборатории Лебедева над разработкой вычислительных машин работали (и тоже в условиях секретности) ученые из США, Англии и других стран. В США — Джон фон Нейман, который первым изложил основные принципы построения ЭВМ в закрытом отчете. Он плодотворно сотрудничал с создателями первого американского компьютера ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) Джоном Мочли и Преспером Эккертом. В Англии в то время активно работал гениальный математик Алан Тьюринг, который сумел доказать возможность вычисления чисто механическим путем любого, имеющего решение алгоритма. Ученые университета в Манчестере Фредерик Вильямс и Том Килбурн в 1948 году создали примитивный компьютер под названием Baby, с целью доказать возможность хранить программы в оперативной памяти. Через год Морис Уилкс создал первый в мире компьютер с хранимой в памяти программой EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Computer), который отличался от созданной немного позже Лебедевым МЭСМ тем, что в нем было использовано арифметическое устройство последовательного действия, а в МЭСМ – более прогрессивное параллельного действия. Именно эта выдающаяся «восьмерка» ученых определила дальнейшее направление развития компьютерной техники во всем мире.

Академик С.А.Лебедев, переехал в Москву и стал директором Института точной механики и вычислительной техники АН СССР. За последующие 20 лет под его руководством были созданы 18 суперкомпьютеров. Как основоположник отечественной вычислительной техники он занял достойное место в звездной плеяде компьютерных пионеров мира.

http://uacomputing.com/stories/mesm/