ПРЕДЫСТОРИЯ (1946-1949 гг.)

Вторая мировая война приостановила в СССР ряд научных исследований и проектов в области создания, как тогда говорили, математической техники. В то же время в нашей стране существовала "непрерываемая традиция", идущая от П.Л. Чебышева, научного интереса и внимательного отношения к прикладной математике и методам вычислений. В годы становления советской науки эта традиция получила развитие в научной и общественной деятельности академика А.Н. Крылова. Потребности военного времени содействовали выполнению серии прикладных работ, требовавших разработки численных методов и способов автоматизации вычислений, прежде всего для управления стрельбой. Потребности радиолокации и радиосвязи создали предпосылки для освоения высокочастотной импульсной техники.

Это противоречивое положение было выразительно отражено в тематическом выпуске журнала "Успехи математических наук" (т.1, N 5, 6, М., 1946), который начал регулярно издаваться с первого послевоенного года [1]. Выпуск содержал две обзорные оригинальные статьи, подготовленные еще до войны, и две переводные статьи, одна из которых ("Дифференциальный анализатор Буша") оказала заметное влияние на специалистов. Никакого намека ни на электронную вычислительную технику, ни на концепцию автоматических вычислительных машин с программным управлением этот выпуск не содержал. Однако во вступительной статье Н.Е. Кобринского и Л.А. Люстерника был высказан ряд проницательных суждений о роли вычислительной техники. Приведем некоторые выдержки.

"... Современная вычислительная практика весьма разнообразна, и соответственно этому весьма разнообразны и технические средства, в ней применяемые.

Прежде всего укажем на "повседневную" вычислительную практику бухгалтерии, учета, статистики, рядового технического расчета. Математические задачи здесь большей частью несложны -- в основном арифметические действия. Но количество людей, занятых их производством, огромно ... В настоящее время производство счетных при боров, обслуживающих эту массовую практику, является в ряде стран крупной отраслью промышленности.

... Особым видом массовой вычислительной практики являются расчеты, ... выполняемые в боевой обстановке. Здесь по понятным причинам особую роль играет быстрота расчета, иногда отнюдь не элементарного ... Широкое применение подобные счетно-решающие устройства получают и в мирной технике, например в навигации, в автоматизированном управлении сложными агрегатами и т. д.

Наконец, имеется область "кабинетных вычислений", квалифицированных и трудоемких расчетов, связанных с решением научных и сложных технических задач.

Развитие науки и техники ставит все новые задачи перед вычислительной математикой. Еще недавно интегральные уравнения были изысканной областью теоретического анализа, теперь это -- повседневное орудие расчета. Увеличение скоростей самолетов ... потребовало решения граничных задач и для уравнения смешанного эллиптико-гиперболического типа. Развитие ракетных двигателей сделало весьма актуальными расчеты траекторий тела с переменной массой. Концепции современной теоретической физики придают особое значение задачам нахождения собственных значений и функций разных операторов ...

Актуальные потребности практики и науки привели к созданию новой отрасли техники -- конструированию и производству "счетно-решающих устройств", т. е. приборов и машин для решения математических задач.

Появление этих технических средств ставит по-новому задачи вычислительной математики.

... Успехи "машинной математики" последнего времени связаны в значительной степени также с развитием автоматики. В современных больших математических машинах мы видим автоматическое управление сложным агрегатом, заставляющее отдельные его части выполнять в заданной последовательности заданные операции, сложные передачи показаний с одних частей машины на другое, регулирование синхронности происходящих процессов и т. д. Можно сказать, что "математическая техника" является экспериментальной базой для автоматики вообще. Тем самым ее достижения имеют большой общетехнический интерес."

Этот дальновидный взгляд на вычислительную технику сложился в стенах Математического института АН СССР, который был не только средоточием первоклассных исследований в области теоретической математики, но и был непосредственно причастен к широкому кругу проблем прикладной математики, в частности в связи с выполняемыми Академией наук государственными заданиями, связанными с созданием новой техники и требующими больших прикладных исследований и расчетов. Этой стороной деятельности МИАНа руководил академик М.В. Келдыш, в то время заместитель директора института академика И.М. Виноградова. Непосредственные вычислительные и машинные аспекты прикладной математики изучались тогда в отделе приближенных вычислений, который возглавлял член-корр. АН СССР Л.А. Люстерник. Ряд важных прикладных расчетов был поставлен и осуществлен под руководством К.А. Семендяева.

Информация о программно-управляемой автоматической цифровой вычислительной машине пришла в СССР из США. В 1947 г. М.Л. Быховский опубликовал в журнале "Успехи математических наук" короткую информационную заметку [2], в которой на основе публикаций [3]--[5] сообщил о машинах МАРК 1 и ЭНИАК с коммутированной программой. Аналогичная более поздняя статья Хартри [6] и более подробное описание машины МАРК 1 [7] появились в русском переводе в 1948 г. [8], [9]. В заметке [2] не было каких бы то ни было оценочных комментариев к материалу, а ее название скорее подчеркивало преемственность в развитии счетно-аналитических машин, нежели выработку новой концепции автоматических вычислений.

Материалы по логической структуре электронных вычислительных цифровых машин с хранимой программой [10]--[13], которые за рубежом принято считать основополагающими в то время (а в оригинальных изданиях и сейчас), были недоступны в СССР. В течение 1947-1948 гг. за рубежом появилось изрядное число публикаций "второго эшелона", содержащих большое количество научной информации. С некоторым опозданием в СССР стали доступны труды известного симпозиума 1947 г. в Гарвардском университете [14]. На основе этих материалов в 1949 г. появилась обширная статья М.Л. Быховского "Основы электронных математических машин дискретного счета" [15]. Этот деловой обзор содержал главным образом описание инженерных принципов реализации отдельных узлов ЭВМ и предвосхитил большую часть информации, содержащейся в первом монографическом описании ЭВМ "Быстродействующие вычислительные машины", подготовленном в США в 1950 г. [16] и изданном в русском переводе в 1952 г. [17].

Указанная монография вместе с небольшим разделом (глава V) книги Ф. Муррея "Теория математических машин" [18], вышедшей в русском переводе в 1949 г. [19] и обзорной статьей Г. Рутисхаузера, А. Шпайзера и Э. Штифеля [20], также переведенной на русский язык и изданной в 1952 г. [21], по-видимому, замыкают ту совокупность сведений о зарубежных работах, которые были доступны советским специалистам в это время.

Реальное начало работ в области электронной вычислительной техники в СССР относится к 1946 г., когда в Киеве академик АН УССР С.А. Лебедев начал инициативные исследования по созданию электронных вычислительных машин и программ. Большую поддержку инициативе С.А. Лебедева оказал директор Института математики АН УССР академик М.А. Лаврентьев.

С его помощью в Феофании (под Киевом) в первые послевоенные годы было восстановлено здание, в котором разместилась лаборатория вычислительной техники Института электротехники АН УССР, возглавляемая С.А. Лебедевым, ставшим директором этого института в мае 1947 года. Именно здесь в конце 1950 года заработала "первая в СССР и континентальной Европе" [22] ЭВМ, получившая название МЭСМ (Малая Электронная Счетная Машина). В ней уже были реализованы основные принципы построения ЭВМ с хранимой программой, названные впоследствии за рубежом принципами фон Неймана. МЭСМ предшествовали английская ЭДСАК (1949 г.) и американские СЕАК и БИНАК (1950 г.) машины, соответствующие указанным принципам. Однако отсутствие в то время сведений об этих разработках исключает возможность их влияния на создание машины МЭСМ.

В 1948 г. был открыт Институт точной механики и вычислительной техники АН СССР. Его возглавил известный специалист в области машин и механизмов академии Н.Г. Бруевич. Институт был создан на основе существовавших в разных организациях АН научных групп и подразделений, имевших отношение к проблеме механизации вычислений и создания математических инструментов.

В начальный период своего существования ИТМиВТ представлял собой конгломерат разных научно-технических направлений, среди которых направление ЭВМ было далеко не самым ведущим и, что самое главное, не имевшим своего носителя. Решающая роль в придании работам института более целеустремленного и современного направления принадлежит академику М.А. Лаврентьеву, который в 1950г. приехал в Москву и стал его директором. Лаврентьев начал с того, что организовал в институте отдел цифровых ЭВМ и пригласил С.А. Лебедева возглавить этот отдел с тем, чтобы, не дожидаясь завершения работ по МЭСМ, начать энергичную деятельность по конструированию большой ЭВМ.