История вычислительной техники в лицах
Шрифт:
Проектируя МИРы, мы поставили дерзкую задачу — сделать машинный язык возможно более близким к человеческому (имеется в виду математический, а не разговорный язык, хотя мы делали опыты и по созданию машин с нормальным человеческим языком). И такой язык „Аналитик“ был создан и поддержан оригинальной внутримашинной системой его интерпретации. Машины МИР использовались во всех уголках Советского Союза. Их создание является промежуточным этапом развития работ по искусственному интеллекту, поскольку в них реализован еще довольно примитивный искусственный интеллект; формальные алгебраические преобразования были развиты давно, еще до кибернетики, и поэтому здравый смысл не признает такие преобразования интеллектом. Хотя, конечно, когда машина начинает „щелкать“ интегралы как неопределенные, так и определенные, то это внешне выглядит очень убедительно, потому что далеко не всякий преподаватель мехмата может решать такие интегралы. А машина сама и подстановки находит, и не только табличные легкие, но и очень трудные.
ЭВМ
В развитии исследований по интеллектуализации вычислительной техники, проводимых под руководством Глушкова, принимали участие Рабинович, Стогний, Летичевский и др. К приходу Глушкова Рабинович был кандидатом технических наук, за его плечами была специализированная ЭВМ для решения систем алгебраических уравнений (СЭСМ). Вначале он оказался в отделе теории цифровых автоматов, руководимом Глушковым, а через несколько лет сам стал заведующим отделом теории цифровых вычислительных машин. Оба отдела — Глушкова и Рабиновича — стояли у истоков одного из основных направлений научной школы Глушкова в области вычислительной техники — интеллектуализации ЭВМ.
„Когда я с участием С.Д. Михневского сделал на семинаре В.М. Глушкова первый доклад о структурной интерпретации языков высокого уровня, — вспоминает З.Л. Рабинович, — то после него Глушков как-то проникновенно сказал мне, что наконец-то я занялся настоящим делом! Вот об этом-то „настоящем деле“, в котором участвовало много сотрудников, я и хочу теперь рассказать — поскольку оно имело глубокие и далеко идущие последствия.
Главной целью широкого спектра исследований в области архитектур ЭВМ в нашем институте была прежде всего интеллектуализация ЭВМ — проблема, которой, по-видимому, нет предела. На первом этапе стержневым вопросом была схемная реализация в ЭВМ языков высокого уровня, а в более широкой трактовке — усиленная структурная поддержка математического обеспечения машины. Цель — повышение эффективности эксплуатации ЭВМ путем упрощения взаимодействия человека с машиной. Это был новый путь, требовавший теоретического обоснования.
Первая в Союзе публикация на этот счет, открывавшая, собственно, данное направление развития структур и архитектур ЭВМ (по-видимому, одна из первых в мире), появилась в 1966 году (В.М. Глушков, З.Л. Рабинович. О некоторых проблемах развития алгоритмических структур вычислительных машин //Кибернетика на службе коммунизму. — М., 1966).
В то время это были „революционные взгляды“, поэтому признание нового направления в развитии ЭВМ пришло не сразу. Первое „сражение“ за новую идеологию произошло на Международной конференции по развитию ЭВМ с участием представителей Болгарии, Венгрии, Польши, Чехословакии, которая проходила в Киеве в 1962 году. Доклад по этой проблеме должен был делать внезапно заболевший Глушков. Несмотря на температуру около 4 °C, он все же решился на выступление, поскольку придавал конференции большое значение. Плохое самочувствие помешало ему говорить с тем воодушевлением, которое было ему свойственно и как бы экзальтировало аудиторию, даже эмоционально убеждало в истинности высказываемых положений. После доклада посыпались вопросы — один другого „круче“. Известный московский специалист Шура-Бура с сарказмом бросил реплику, что если реализовать то, что предлагает Глушков, то ЭВМ по размерам станет больше здания, где проходит конференция. Лишь в конце страсти успокоились, но оппоненты остались при своем мнении.
Признание важности интеллектуализации ЭВМ пришло в 1963 году на довольно узком симпозиуме, организованном нашим институтом и Ужгородским университетом, в котором участвовали Лебедев, Глушков, Сулим (будущий заместитель министра радиопромышленности, а в то время начальник главного управления вычислительной техники министерства) и др. В основном обсуждались наши предложения по развитию архитектуры ЭВМ. Атмосфера была дружеская, а критика вполне доброжелательная. Присутствовали математики другого „стана“, но, насколько я помню, обсуждение было вполне деловым, хотя и не лишенным эмоций. Лебедеву понравились наши предложения, он отметил совпадение некоторых из них с теми, что применялись в разрабатываемой БЭСМ-6. Одним словом, в Ужгороде наши предложения їыли обсуждены и одобрены, а также высказаны рекомендации по этому направлению развития ЭВМ. „Высокие стороны“ окончательно договорились о том, что Институт точной механики и вычислительной техники АН СССР по-прежнему будет заниматься проблемой создания супер-ЭВМ, а Институт кибернетики АН Украины — малыми и специализированными ЭВМ.
Возвратившись в Киев, Глушков энергично взялся за разработку ЭВМ МИР-1. Он находился в состоянии творческого экстаза и буквально чуть ли не за две недели составил аванпроект, изложив в нем основные структурно-архитектурные контуры машины. В нем содержался ряд оригинальных решений, послуживших основанием для заявок на изобретения.
Тесный союз научных сотрудников института (А.А. Стогний, А.А. Летичев-ский и др.), ученых и инженеров СКВ (Ю.В. Благовещенский, С.Б. Погребин-ский, В.Д. Лосев, А.А. Дородницина, В.П. Клименко, Ю.С. Фищман, A.M. Зинченко, А.Г. Семеновский и др.) привел к блестящим результатам — ЭВМ семейства МИР были быстро разработаны, запущены в серийное производство и получили очень высокую оценку пользователей. Их создание явилось
В годы разработки этого семейства состоялась еще одна представительная конференция (Дилижан, Армения), посвященная исключительно развитию архитектур. На ней обсуждались как теоретические, так и конкретные вопросы разработок. Присутствовали в основном единомышленники. Шире прочих были представлены наш институт. Ереванский институт вычислительных машин, Институт точной механики и вычислительной техники АН СССР, Московский энергетический институт и другие организации. В числе участников от нашего института были В.М. Глушков и А.А. Стогний, С.Б. Погребинский, А.А. Лети-чевский, Ю.В. Капитонова, З.Л. Рабинович, от Института точной механики и вычислительной техники АН СССР — B.C. Бурцев, В.А. Мельников, Л.Н. Королев, Н.А. Томилин и др. От нас с докладами по предложению Глушкова выступили я и Погребинский. Врезалась в память реплика В.С.Бурцева во время выступления Погребинского: „Братцы, а почему мы так не делаем?“ Думаю, что на дальнейшее развитие работ в наших организациях, в том числе в Ереванском институте (при создании малых микропрограммных машин с развитой архитектурой), эта конференция повлияла весьма благотворно.
И все же возможности совершенствования машин семейства МИР были, к сожалению, далеко не жчерпаны. Я помню, как относительно недавно, во время моего доклада в Новосибирске, посвященном интеллектуализации ЭВМ, академик Ершов бросил реплику, содержащую упрек в том, что если бы Институт кибернетики АН Украины не прекратил работы по МИРам и продолжалось их развитие и производство, то в Союзе была бы лучшая в мире персональная ЭВМ“.
„Разработка проекта машины МИР-1 отличалась огромным творческим накалом и интенсивным взаимодействием специалистов различного профиля, — вспоминает участник работ А.А. Летичевский. — Помню, как рождался входной язык машины (я в коллективе был „самым языкатым“ и поэтому больше всего занимался разработкой языковых средств различного уровня). После интенсивных мозговых штурмов, вдохновляемых безграничной научной фантазией Виктора Михайловича, принимались очередные решения по структуре языка, которые затем проверялись на примерах конкретных задач. Первоначально язык развивался в направлении алгебраических спецификаций вычислительных схем. Юрий Владимирович Благовещенский предлагал все новые и новые вычислительные методы, а Алла Дородницына записывала соответствующие определения в языке. И каждый раз чего-нибудь недоставало. Например, допустимые схемы рекурсивных определений позволяли записать простую итерацию для решения систем линейных уравнений, но как быть с Зейделевской? Я, как теоретик, черпал идеи из известной в то время книги Петер „Рекурсивные функции“, и вскоре все стандартные типы рекурсий (возвратная, повторная и пр.) были включены в язык. И все же трудности оставались. Переломный момент наступил в момент, когда академик Дородницын посоветовал включить в язык оператор перехода, т. е. сделать шаг по направлению к традиционным языкам типа ФОРТРАН или АЛГОЛ. Мы все время этого остерегались, пытаясь оставаться на уровне математических определений. Но после того как язык был обогащен мощными математическими средствами сделать небольшой шаг назад оказалось совсем не страшно. Этот шаг был сделан, и язык приобрел законченный и совершенный вид. Получился оригинальный язык, органически сочетающий парадигму формульного вычислителя, функциональную и процедурную парадигмы“.
ЭВМ МИР-3
Развитие архитектуры ЭВМ идет особым путем, потому что новые идеи (первоначальный замысел) пока исходят от человека. Система машинного проектирования позволяет лишь уточнять, оптимизировать схемы ЭВМ по тому или иному критерию, чаще всего комбинированному, что вручную не удается даже при хороших архитектурных идеях.
В основу нашей дальнейшей работы по архитектуре машин я положил последовательный отказ от хорошо известных принципов фон Неймана (последовательная структура языка, т. е. выполнение команд одна за другой; командно-адресный принцип, т. е. в команде содержатся адреса операндов, и команды хранятся так же, как и операнды в памяти; максимальная простота системы команд, т. е. максимальная простота машинного языка. Можно говорить и о других принципах, но эти главные). Появление именно таких принципов не удивительно. В эпоху ламповых машин, когда каждый разряд арифметического устройства — это минимум один триод, необходима простая машина с простыми командами.
Однако я уже тогда предвидел развитие микроэлектроники и то, что конструктивные элементы будут изготовляться в едином технологическом процессе и будут стоить очень дешево. Еще тогда я сформулировал такую цель для физиков: композиционное конструирование твердого тела для создания машинной среды. В этом случае принципы фон Неймана не приемлемы. В качестве одного из новых принципов я предложил усложненный машинный язык, потому что компилирующие системы усложнялись и надо было упрощать программирование с двух концов — с точки зрения языков и компиляторов, т. е. приближать машинный язык к входному. Реализовав частично эту идею в ЭВМ серии МИР, мы стали развивать ее дальше в соответствии с принципом постепенного усложнения машинного языка, причем не просто усложнения, а приближения к человеческому языку. Пределом я поставил разговор с машиной на естественном языке (и выдачу заданий).