В наше время невозможно представить себе жизнь без микропроцессорной техники, которая прочно внедрилась во все сферы человеческой деятельности. Так, современные технологии позволяют создавать микрочипы, состоящие из более чем миллиарда транзисторов на одном кристалле, компьютер стал карманным устройством, а ведь ещё каких-то сорок лет назад он занимал сотни квадратных метров площади и потреблял десятки киловатт электроэнергии.
Если проанализировать информацию о производителях микропроцессоров, то прослеживается тенденция доминирования производителей США (Intel, AMD). А ведь этим доминированием они в огромной степени обязаны учёным из России, которые в тяжелейшие 1990-е уехали в «Силиконовую долину» (там до сих пор сотрудники некоторых лабораторий общаются на русском языке). В те же годы нам упорно внушали мысль об убогости отечественной истории и науки в области вычислительной техники, о сплошном «заимствовании» западных образцов. Это не совсем так.
История появления советских ЭВМ уходит корнями в 1930-е годы — к государственной программе всеобщей электрификации, а одним из их первых творцов можно справедливо назвать доктора технических наук Исаака Семёновича Брука, который в 1935 году создал свою первую вычислительную машину — «электрический стол переменного тока» — аналоговое устройство для моделирования и расчёта сетей электроснабжения.
После окончания Великой Отечественной войны в лаборатории электросистем под руководством И.С. Брука был создан электронный дифференциальный анализатор, позволявший интегрировать уравнения до 20-го порядка. Решая задачи в области электроэнергетики с помощью аналоговой вычислительной техники, И.С. Брук пришёл к выводу о необходимости создания электронных цифровых вычислительных машин и их применения для получения необходимой точности вычислений1.
В то время электронные вычислительные машины уже начали появляться на Западе: десять в США и по одной в Англии и Франции — все для военных целей, поэтому их технические описания не публиковались. Большинство из них создавались на электромеханических реле и лампах, но, скорее, это были интеграторы. Первой практически использовавшейся ЭВМ с хранившейся в памяти программой стал EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Computer), созданный в Кембриджском университете в 1949 году.
Идея электронного компьютера витала в воздухе, но Брук со своим научным багажом и лабораторией оставался в одиночестве. Единственным сравнимым по потенциалу учёным был его «научный близнец» академик Сергей Алексеевич Лебедев, начавший в 1948 году в Киеве теоретические семинары по разработке МЭСМ (малой электронной счётной машины) — одной из двух первых советских ЭВМ. Но, как и на Западе, работа над ЭВМ засекречивалась, и конструкторы друг о друге ничего не знали2.
В мае 1948 года начальник Московского ЦНИИ № 108 академик Аксель Иванович Берг (адмирал, основатель электронной промышленности СССР) порекомендовал И. Бруку принять в лабораторию электросистем Энергетического института АН СССР талантливого конструктора Башира Рамеева, который, слушая радио ВВС на самодельном приёмнике, узнал об электронной машине ENIAC в США и рассказал Бергу о своих идеях.
Всего через три месяца, в августе 1948 года Рамеев и Брук представили первый в СССР проект «Автоматическая цифровая электронная машина» с описанием схемы ЭВМ и арифметических операций в двоичной системе, выполнявшихся на этой машине, а 4 декабря 1948 года получили авторское свидетельство № 10475, выданное Государственным комитетом Совета министров СССР по внедрению передовой техники в народное хозяйство. Этот день теперь значится в календаре России как День информатики.
Брук и Рамеев реализовали принцип хранения управляющей программы в памяти. Программа записывалась на перфоленте и вводилась в машину, результаты вычислений выдавались на другой ленте, и полученная информация снова вводилась с неё в машину для следующего цикла. Создавалась возможность обработки команд в арифметическом устройстве машины, что соответствует принципу, называемому теперь в мире именем фон Неймана. Рамеев с Бруком, а также Лебедев разработали этот принцип независимо друг от друга!
Отечественные создатели вычислительной техники, несомненно, достойны отдельных книг и статей. В книге Б.Н. Малиновского «История вычислительной техники в лицах»3 Б. Рамееву посвящена отдельная глава «Сын эпохи». Эта статья посвящена100-летию со дня рождения Рамеева.
Башир Искандарович Рамеев родился 1 мая 1918 года в местечке Баймак (ныне Республика Татарстан). Его дед Закир Рамиев (в других источниках Рамеев), золотопромышленник и татарский поэт, был членом Российской государственной думы, мать — потомок старинного дворянского рода Дашковых. Отец — горный инженер Искандар Рамеев, в 1914 году окончил Горную академию в Германии, во Фрайберге, успешно работал, но в 1938 году был репрессирован, осуждён на 5 лет и умер в 1943 году4.
Башир ещё школьником послал на конкурс в Москву радиоуправляемую модель бронепоезда, ездившего по рельсам, стрелявшего из пушки и ставившего дымовую завесу. О нём писали газеты и журналы («Известия», «Комсомольская правда», «Огонёк»), а в 1935 году приняли в авторитетное Всесоюзное общество изобретателей5.
В 1938-м Башира исключили из Московского энергетического института как «сына врага народа», и далее всю жизнь, в любых условиях он занимался самообразованием. С трудом устроился на «Башрадио», где самостоятельно освоил полный курс радиотехники, изучал смежные науки. Благодаря целеустремлённости и таланту изобретателя в 1939 году он был принят на работу техником в Московский ЦНИИ связи.
С началом Великой Отечественной войны, не попав в действующую армию из-за слабого зрения, Рамеев пошёл добровольцем в батальон связи при Минсвязи СССР. Там сконструировал оригинальный шифровальный аппарат, а в 1943-м участвовал в освобождении Киева в группе УКВ-связи.
В 1944 году по государственному постановлению о демобилизации специалистов для восстановления народного хозяйства он вернулся в Москву и поступил в ЦНИИ № 108 к А.И. Бергу. Как опытный радиоспециалист, Рамеев быстро разобрался в основных электронных схемах: триггерах, мультивибраторах, линиях задержки, регистрах, счётчиках, дешифраторах, что потом очень помогло в работе над компьютерами. Ещё он увлёкся атомной физикой: изобрёл устройство для ускорения заряженных частиц, получил авторское свидетельство и приглашение академика А.И. Лейпунского на работу в атомный центр в Обнинске, но отдел кадров отказал (сын «врага народа»)6.
После перехода в 1948 году по рекомендации академика А.И. Берга в лабораторию электросистем Энергетического института АН СССР к академику И.С. Бруку, как указано выше, Рамеев стал соавтором первого отечественного патента цифровой ЭВМ. В этот же период Б.И. Рамеев в соавторстве с И.С. Бруком подготовил проект электронного цифрового анализатора (авторское свидетельство № 15153), предложенного за рубежом только в 1950 году.
В 1949 году Б.И. Рамеева пригласили в СКБ-245 Министерства машиностроения и приборостроения. В должности заместителя главного конструктора он принимал участие в создании первой серийной ламповой ЭВМ «Стрела» и реализовал ряд собственных изобретений. В 1954 году Б.И. Рамееву в числе разработчиков ЭВМ «Стрела» была присуждена Государственная премия СССР7.
Параллельно с научной деятельностью Б.И. Рамеев, не имея высшего образования, занимался преподавательской работой в Московском инженерно-физическом институте (МИФИ, 1951—1953 гг.), читал один из первых курсов по ЭВМ «Автоматические вычислительные машины дискретного действия».
С 1955 года в течение последующих 13 лет Б.И. Рамеев работал в Пензенском НИИ математических машин сначала главным инженером, затем заместителем директора по научной работе. Здесь под его руководством были разработаны и внедрены в практику целый ряд ЭВМ: универсальные общего назначения — «Урал-1, -2, -3, -4» (1954—1961 гг.), специализированные — «56», «Кристалл», «23», «33» (1956—1961 гг.), а также семейство совместимых ЭВМ «Урал-11, -14, -16» (1964—1969 гг.) и другие8.
Деятельность Б.И. Рамеева по созданию многочисленных проектов и разработок была настолько значима для отечественной науки, техники и обороны, что при незаконченном высшем образовании, без защиты диссертации в 1962 году ему была присуждена степень доктора технических наук.
Б. Рамеев — главный конструктор ЭВМ серии «Урал». Создание электронных вычислительных машин в конце 1940 — начале 1950-х годов явилось качественно новым этапом на пути развития отечественной цифровой вычислительной техники. Появление этих машин было предопределено, с одной стороны, рядом технических предпосылок: развитием электроники и опытом, накопленным в процессе разработки перфорационных вычислительных машин. С другой стороны, социально-экономическими условиями данного периода: развитием экономики и новых областей науки и техники (ядерной физики, аэродинамики, ракетостроения и т.д.), которые способствовали значительному увеличению и усложнению инженерных и научно-технических расчётов.
Для первых ламповых ЭВМ были характерны ряд конструктивных и эксплуатационных недостатков: сложная структура, большое количество компонентов (электронных ламп и полупроводниковых элементов), высокая стоимость, значительные габариты. На их изготовление уходили долгие месяцы, т.к. фундамент новой отрасли промышленности только закладывался. Поэтому при проектировании ЭВМ «Урал-1» значительное внимание уделялось таким факторам, как простота обслуживания, экономичность эксплуатации, технологичность конструкции в связи с необходимостью серийного изготовления. Принцип построения, состав конструкции и основные параметры были выбраны на основе опыта проектирования, изготовления и эксплуатации вычислительных машин, разработанных в нашей стране и за рубежом. Конструкция ЭВМ «Урал-1» строилась на одноламповых типовых ячейках.
В отличие от предыдущей разработки Б.И. Рамеева ЭВМ «Стрела», в которой использовались около 8 тыс. электронных ламп и занимавшей площадь 150 кв. м, ЭВМ «Урал-1» располагалась на площади 60 кв. м, в состав её конструкции входили 800 электронных ламп. Для записи, хранения и выдачи информации в процессе решения задачи в машине использовались накопители на магнитной ленте и перфоленте. Носителями информации являлись стандартная 35-мм магнитная лента с краевой перфорацией и стандартная непрозрачная 35-мм киноплёнка с краевой перфорацией. В качестве оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) использовался магнитный барабан ёмкостью 1024 тридцатишестиразрядных числа и скоростью вращения 6000 об/мин. Это ограничивало быстродействие машины до 100 операций в секунду (оп/с).
ЭВМ «Урал-1» — первая отечественная машина с одноадресной системой команд (всего 29 команд), что весьма эффективно сказывалось на повышении производительности и упрощении программ. В будущем практика подтвердила правильность решения, выбранного Б.И. Рамеевым. Одноадресная система команд использовалась во всех последующих моделях серии «Урал», в ЭВМ «Проминь», ЭВМ высокого класса на полупроводниковых элементах БЭСМ-6, а также многочисленных серий бортовых ЭВМ различного назначения.
Серийный выпуск «Урала-1» продолжался до 1961 года, за это время были изготовлены 183 машины. Это была первая крупносерийная ЭВМ в нашей стране. Один из первых образцов использовался на ВЦ АН СССР. Но наиболее важным и значимым пользователем ЭВМ «Урал-1» было Министерство обороны. В этот же период на базе ЭВМ «Урал-1» создавался вычислительный центр космодрома Байконур9.
Многие видные учёные (С.А. Лебедев, И.С. Брук, А.А. Ляпунов, А.И. Берг и др.) высоко оценивали значение ЭВМ «Урал-1». Академик Н.Г. Бруевич подчёркивал, что «никакая другая цифровая машина не сыграла такой большой роли в деле внедрения средств цифровой вычислительной техники в отечественную промышленность, народное хозяйство, науку. Благодаря своей компактности, надёжности и сравнительно невысокой стоимости машина завоевала всеобщее признание и послужила мощной школой для подготовки квалифицированных кадров».
К началу 1960-х годов «Урал-1» была самой распространённой ЭВМ в нашей стране, эксплуатировалась в 128 городах. Более 30 машин работали в 25 странах: в ГДР, Болгарии, Венгрии, Чехословакии, Норвегии, Турции, Англии, Египте и др.10
В это же время в Пензенском научно-исследовательском институте управляющих вычислительных машин (ПНИИУВМ) Б.И. Рамеев продолжал работу по совершенствованию конструкции ламповых ЭВМ. С 1960 года завод «САМ» начал выпуск новой модели «Урал-2». Она отличалась оперативным запоминающим устройством, которое строилось на ферритовых сердечниках и имело в два раза большую ёмкость (2048 сорокаразрядных чисел), что позволило увеличить быстродействие до 5000 оп/с.
Накопители на магнитных барабанах (выполнявшие роль оперативной памяти в ЭВМ «Урал-1») стали использоваться как устройства внешней памяти, повышая общую производительность ЭВМ. С 1961 года на базе ЭВМ «Урал-2» начали создаваться новые модификации — «Урал-3» и «Урал-4», завершившие этап ламповых ЭВМ данной серии. Они отличались мощной сетью внешних устройств, большей ёмкостью запоминающих устройств и скоростью вычислений до 6000 оп/с.
Творческий коллектив разработчиков, который сложился в этот период в Пензенском НИИУВМ, под руководством и при непосредственном участии Б.И. Рамеева в начале 1963 года закончил проект серии ЭВМ «Урал» на полупроводниковых элементах. Она включала машины «Урал-11, -14, -16», построенные на единой конструктивной, технологической и схемной базе, использовавшие одни и те же устройства для ввода, вывода и хранения информации, единый входной и выходной алфавит, кодировку информации на картах, лентах и внутри машины.
По своим техническим характеристикам эти ЭВМ дополняли друг друга и обладали аппаратурной и программной совместимостью. Это стало одним из фундаментальных результатов научной деятельности Б.И. Рамеева.
В Пензенском НИИ математических машин при непосредственном участии Б.И. Рамеева был выполнен комплекс работ в области создания многомашинных систем, систем коллективного пользования и сетей ЭВМ. Результаты исследований по этим проблемам реализованы в ряде систем: АСУ «Банк», «Строитель», «Лотос», «Гранит» и др.
Например, ЭВМ «Гранит» — специализированная ЭВМ для статистической обработки большого количества результатов наблюдений — была заказана Главным артиллерийским управлением Министерства обороны СССР для повышения эффективности артиллерийской стрельбы.
В связи с началом создания семейства ЭВМ третьего поколения, получившего название Единая система ЭВМ (ЕС ЭВМ), в 1967 году в Москве был организован Научно-исследовательский центр электронной вычислительной техники (НИЦЭВТ). В 1968 году Б.И. Рамеев, учитывая открывавшиеся возможности, дал согласие на переход в НИЦЭВТ в качестве заместителя генерального конструктора ЕС ЭВМ.
Имея богатый опыт разработки и организации серийного производства ламповых и полупроводниковых «Уралов», Б.И. Рамеев отчётливо понимал важность формирования и реализации единой технической политики в создании семейства отечественных ЭВМ третьего поколения.
Он принимает самое активное участие в переговорах с английской фирмой ICL, в обсуждении проблемы копирования IBM-360. На совещании у министра радиопромышленности СССР В.Д. Калмыкова в декабре 1969 года, а затем на заседании коллегии Минрадиопрома от сотрудничества с фирмой ICL в создании ЕС ЭВМ отказались в пользу ориентации ЕС ЭВМ на архитектуру IBM-360, предложенной Советом главных конструкторов ЕС ЭВМ, возглавляемым генеральным конструктором С.А. Крутовских.
Не разделяя волевого решения о копировании IBM-360 (история показала, что он был абсолютно прав), Б.И. Рамеев подал министру заявление об освобождении его от обязанностей заместителя генерального конструктора ЕС ЭВМ, а с 1971 года перешёл в Главное управление вычислительной техники и систем управления при Государственном комитете по науке и технике СССР. И здесь велик его вклад: он проводил большую научно-организационную работу по формированию общесоюзных научно-технических программ создания технических и программных средств ЭВМ, систем автоматизации научных исследований и проектно-конструкторских работ, а также по внедрению АСУ в практику, созданию Государственного фонда алгоритмов и программ11.
Б.И. Рамеев 70 лет назад стоял у истоков отечественной вычислительной техники, и с тех пор вся его научная и организационная деятельность была связана с этим важным направлением науки и техники. 16 мая 1994 года он ушёл из жизни — последним из плеяды основоположников отечественной вычислительной техники.
Память о Башире Искандаровиче Рамееве, которому в 2018 году исполнилось бы 100 лет, жива не только в его научных и практических трудах, музейных экспонатах ЭВМ, в памяти многочисленных учеников и последователей, но и в сердцах его соотечественников. В Пензе, где прошла значительная часть его деятельности, создан и успешно функционирует инновационный технопарк высоких технологий, названный его именем — «Рамеев».
__________________________
ПРИМЕЧАНИЯ
1 Интернет-ресурс: http://www.inventor.perm.ru.
2 Интернет-ресурс: https://www.itweek.ru.
3 Малиновский Б.Н. История вычислительной техники в лицах. Киев: КИТ; А.С.К., 1995. 384 с., ил.
4 Интернет-ресурс: https://www.itweek.ru.
5 Малиновский Б.Н. Указ. соч.
6 Интернет-ресурс: https://www.itweek.ru.
7 Интернет-ресурс: https://polymus.ru.
8 Там же.
9 Там же.
10 Там же.
11 Интернет-ресурс: http://www.computer-museum.ru.
ПАВЛЮЧЕНКОВ СЕРГЕЙ НИКОЛАЕВИЧ — доцент кафедры автоматизированных систем боевого управления Военной академии войсковой противовоздушной обороны Вооружённых сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского, кандидат технических наук, доцент, подполковник запаса
ИСАЙ АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ — доцент кафедры автоматизированных систем боевого управления Военной академии войсковой противовоздушной обороны Вооружённых сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского, кандидат технических наук, доцент, полковник
ЖЕНДАРЕВ МИХАИЛ ВЛАДИМИРОВИЧ
— доцент кафедры автоматизированных систем боевого управления Военной академии войсковой противовоздушной обороны Вооружённых сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского, кандидат технических наук, доцент, полковник