Русский English
V международная конференция
«РАЗВИТИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ В РОССИИ, СТРАНАХ БЫВШЕГО СССР И СЭВ»
Россия, Москва, НИУ ВШЭ, 6–8 октября 2020 года
Предоставление докладов на английском языке
Пионеры отечественной вычислительной техники и машинная графика

Пионеры отечественной вычислительной техники и машинная графика

Аннотация

Кратко представлена работа создателей отечественной электронной вычислительной техники и, в частности, машин серии БЭСМ, послуживших технической базой для первого отечественного проекта в области машинной графики. Также рассказывается о первопроходцах, основателях направления машинной графики, работавших в Институте точной механики и вычислительной техники АН СССР и в Институте прикладной математики АН СССР.

Ключевые слова – вычислительная машина, БЭСМ, машинная графика, пионеры машинной графики.

I. Введение

Мы очень многим обязаны людям, которые сделали для нас возможным говорить об отечественной вычислительной технике и об отечественных разработках в области машинной графики. Конечно, таких людей много, и обо всех в одной короткой статье рассказать невозможно. Невозможно даже назвать все имена, которые достойны упоминания в таком контексте. Нам остается только надеяться на то, что те, кто интересуется историей отечественной науки, отечественной вычислительной техники, отечественными разработками в области машинной графики, обратятся к подшивкам научных журналов и других изданий и смогут найти там множество интересных фактов и научных идей, многие из которых и в настоящее время ещё до конца не реализованы.

Чтобы понять, откуда есть пошла машинная графика, почему она была такой, какой была, а не стала сразу такой, какой она является сейчас, надо вспомнить, как в стране появилась вычислительная техника, то есть та самая "машина", какой она была в то время. А началось всё в самой середине прошлого столетия.

II. Вычислительная машина, оказавшаяся универсальной

В 1950 году в Москве на Большой Калужской улице, которая сейчас называется Ленинским проспектом, началось строительство здания нового Института точной механики и вычислительной техники Академии наук СССР (ИТМ и ВТ). Это здание стоит на этом месте и сейчас. Стройка началась не спонтанно. К этому времени ИТМ и ВТ уже существовал. Начало институту положило правительственное Постановление, которое не просто обязывало Академию наук иметь в своем составе такой институт, но требовало от других ведомств обеспечить ИТМ и ВТ всеми необходимыми ресурсами

Работа ИТМ и ВТ понемногу разворачивалась, началось формирование коллектива института, обсуждение первоочередных задач, но в самом начале 1950 года в судьбе этого коллектива произошли драматические изменения. Директором института был назначен академик Михаил Алексеевич Лаврентьев, что произошло весьма неожиданно для всех, и даже для самого Михаила Алексеевича (рис. 1). Это был очень известный и авторитетный ученый, математик, много сделавший для науки и своей страны. Рассказ о его жизни и работе может занять не один час. И для ИТМ и ВТ он сделал очень много, хотя проработал в нём всего два года, оставив при этом о себе самую добрую память. На здании ИТМ и ВТ размещена памятная доска с напоминанием о том, что в нём работал этот замечательный человек. Его самое главное дело для отечественной вычислительной техники состояло в том, что он сразу же после вступления в должность директора института создал в его структуре лабораторию № 1 и пригласил на должность её начальника Сергея Алексеевича Лебедева, который в это время работал директором академического института электротехники и вёл, помимо своей основной деятельности по разработке систем балансировки напряжения в линиях энергопередачи на дальние расстояния, работу по созданию макета электронной счётной машины – МЭСМ.

Сергей Алексеевич по праву носит звание отца отечественной вычислительной техники. Это не значит, что кроме него не было других учёных, также работавших над первыми в стране вычислительными машинами. Достаточно назвать имена Башира Рамеева, Николая Брусенцова, Юрия Базилевского, Исаака Брука, Михаила Карцева, и это далеко не полный список выдающихся ученых, создателей первых электронных вычислительных машин. Однако и на фоне этих ярчайших имён имя Сергея Алексеевича выделяется.

Рис. 1. Михаил Алексеевич Лаврентьев. Материалы конференции SoRuCom-2020.

Рис. 1. Михаил Алексеевич Лаврентьев

В 1975 году Институту точной механики и вычислительной техники АН СССР было присвоено имя Лебедева (рис. 2). Чуть меньше 25 лет проработал он в институте, принимая самое деятельное участие во всех разработках. Всё это время ИТМ и ВТ был европейским лидером по разработке самых быстродействующих ЭВМ, оставляя позади и английскую компанию ICL, и французские машины, выпускавшиеся под брендом Bull, имея реального конкурента только в США. Под его руководством были разработаны более двух десятков моделей вычислительных машин, самыми известными из которых были машины серии БЭСМ.

Конечно, основная забота Сергея Алексеевича на первых порах была связана с формированием коллектива. Он сразу понял, что искать энтузиастов вычислительной техники нужно среди молодых студентов. Читая лекции в Московском Энергетическом институте (МЭИ), он рассказывал студентам о задуманной им цифровой вычислительной машине «БЭСМ», рассказывал о новых методах ускорения вычислений, о новой технике, с которой студентам скоро придется работать уже в качестве инженеров (рис. 3).

К Сергею Алексеевичу записались 9 студентов. Любопытно проследить за тем, как студенты, ещё не так давно не подозревавшие о существовании новой вычислительной техники, получив возможность учиться у человека, хотевшего научить их всему, что он знает сам, стали вскоре очень квалифицированными инженерами. Результаты, показанные студентами этой группы, блестяще подтверждают умение Сергея Алексеевича разглядеть в совсем молодых людях их способности и таланты. Все студенты стали впоследствии кандидатами наук, пятеро из девяти защитили докторские диссертации, они получили одну Ленинскую премию и семь Государственных, двое стали действительными членами Академии наук – Всеволод Сергеевич Бурцев и Владимир Андреевич Мельников. Их дипломные проекты были связаны с разработкой отдельных устройств машины БЭСМ, они был выполнены и защищены вполне успешно [1-4].

Рис. 2. Сергей Алексеевич Лебедев. Материалы конференции SoRuCom-2020.

Рис. 2. Сергей Алексеевич Лебедев

Рис. 3. С. А. Лебедев на лекции в Московском Энергетическом институте. Материалы конференции SoRuCom-2020.

Рис. 3. С. А. Лебедев на лекции в Московском Энергетическом институте

21 апреля 1951 года начала работу Государственная комиссия, а летом 1952 года было завершено изготовление машины, которая заработала к осени 1952 года. БЭСМ была установлена на первом этаже здания ИТМ и ВТ на Ленинском проспекте и долгое время выполняла решение как научных, так и прикладных задач. В частности, на этой ЭВМ был проведен расчёт траектории ракеты, доставившей вымпел Советского Союза на Луну

Создание БЭСМ АН стало важнейшим этапом в развитии отечественной вычислительной техники [5-6]. Эта быстродействующая ЭВМ была тогда самой производительной машиной в Европе и одной из лучших в мире. В октябре 1955 г. С. А. Лебедев сделал свой знаменитый доклад на Международной конференции по электронным счетным машинам в Дармштадте (ФРГ), который произвел сенсацию: БЭСМ оказалась самой быстрой ЭВМ в Европе. В будущем оказалось, что все машины серии БЭСМ (от БЭСМ до БЭСМ-6) на момент своего создания были лучшими в Европе в классе универсальных ЭВМ. В структуре БЭСМ уже тогда были реализованы основные решения, характерные для современных ЭВМ, время полезной работы составляло в среднем около 72%. В машине БЭСМ для упрощения программирования широко применялся метод стандартных программ, который в дальнейшем положил начало модульному программированию и пакетам прикладных программ.

III. Первый проект по графике на ЭВМ

В 1956 году состоялась грандиозная всесоюзная конференция, в рамках которой работала секция по вычислительной технике, собравшая лучших отечественных разработчиков [7]. Некоторые сотрудники ИТМ и ВТ были рассекречены, у них начались международные контакты. Широкая известность замечательных возможностей новой техники, которая внезапно для многих вдруг возникла в стране, привела к появлению новых контактов и внутри страны. Один из контактов и привел к появлению нового направления в нашей науке – направления, которое теперь называется "машинной графикой".

В том же году группу сотрудников ИТМ и ВТ АН СССР в составе Неллы Толмачевой, Виктора Александрова, Сергея и Нины Карабутовых, Александра Томилина, их коллег, а также руководителя группы Константина Константиновича Рейдика (рис. 4) пригласили в важную военную организацию, размещавшуюся на Фрунзенской набережной, в доме № 44. Там в огромном зале им продемонстрировали полупрозрачное панно с цветной картой Советского Союза, на которой можно было заметить отметки самолетов, пролетавших в то время над территорией страны и недалеко от неё. Всех попросили обратить особое внимание на еле заметные чёрточки на карте, а затем повели на обратную сторону карты, где обнаружились многоэтажные строительные леса, на которых перемещались солдаты в наушниках, ставившие магнитные отметки на карте по сообщениям из удаленных станций слежения за воздушным пространством. Тени от носков сапог этих солдат, прижимавшихся к обратной стороне карты, и оказывались теми самыми слабыми чёрточками.

Рис. 4. К. К. Рейдик и А. Н. Томилин (фотографии второй половины 1950-х годов). Материалы конференции SoRuCom-2020. Рис. 4. К. К. Рейдик и А. Н. Томилин (фотографии второй половины 1950-х годов). Материалы конференции SoRuCom-2020.

Рис. 4. К. К. Рейдик и А. Н. Томилин (фотографии второй половины 1950-х годов)

Перед группой была поставлена задача автоматизировать карту с воздушной обстановкой. Разработчиков расположили на втором этаже здания ИТМ и ВТ в комнате 206, прямо над помещением, в котором была установлена БЭСМ АН СССР. В это время БЭСМ, располагавшаяся на первом этаже, занимая всю его северную половину, была единственным вычислительным ресурсом ИТМ и ВТ. Снизу были протянуты кабели, которые после переключения нескольких рубильников на первом этаже позволяли переключать работу БЭСМ на дублирующий пульт, собранный в комнате 206, в которой очень скоро после встречи с новыми заказчиками началась работа по реализации первого в мире растрового дисплея с видеопамятью

Правда, терминов таких, как «растровый дисплей» и «видеопамять», никто еще не знал. Просто группа Рейдика строила «динамический экран» (такой термин и был использован) с видеобуфером на магнитном барабане (рис. 5). На фотографии показан барабан, находящийся сейчас в музее ИТМ и ВТ РАН. Внизу спереди видна полоска с установленными на ней магнитными головками, каждая из которых предназначена для записи и чтения информации по отдельной дорожке барабана. В дополнение к имеющейся в барабане линейке магнитных головок, которая позволяла вычислительной машине писать информацию на барабан и читать ее оттуда, для барабана была изготовлена вторая линейка считывающих головок (ее называли «скалка»). На барабан записывалась двоичная информация. Каждый бит соответствовал некоторой точке «динамического экрана». Одно состояние бита означало светлую точку, второе состояние означало, что данная точка на экране должна быть тёмной.

III. Применение

Известен способ представления числовых величин в векторной форме с независимыми компонентами – наименьшими неотрицательными вычетами по модулям из множества взаимно-простых чисел, называемых основаниями модулярной арифметики.

Модулярная арифметика имеет несомненные достоинства: независимость выполнения аддитивных и мультипликативных операций по всем компонентам векторных представлений, а также уникальную возможность построения арифметических помехозащитных кодов, позволяющих контролировать выполнение операций обработки данных в модулярных компьютерных форматах. Однако, имеется недостаток –естественная избыточность представления компонент модулярных форматов данных в двоичных и троичных цифровых регистрах. Проанализируем возникающие при этом проблемы.

При создании технических устройств: специализированных процессоров, контролеров, цифровых фильтров, работающих на основе модулярной арифметики, первым и важнейшим этапом является выбор модулей – простых (взаимно-простых) чисел. Результаты большинства операции в этой арифметике являются наименьшими неотрицательными вычетами по модулю, а обрабатываемые числовые данные в модулярных форматах данных являются векторами с компонентами – вычетами по модулю. Учитывая, что проектирование большинства современных устройств ориентировано на двоичную элементную базу, компоненты модулярных векторов отображаются в двоичных регистрах. Причем не все возможные двоичные комбинации регистра используются для представления вычетов по простым модулям, следовательно, возникает избыточность двоичного регистрового представления, получившая название бивалентного эффекта отображения вычетов по модулю. У разработчиков специализированных цифровых фильтров и контролеров из АН Казахской ССР возникла идея использования более ёмкой в информационном смысле троичной системы счисления и оценить возникающий при этом тривалентный эффект.

Рис. 5. Магнитный барабан БЭСМ АН СССР. Материалы конференции SoRuCom-2020.

Рис. 5. Магнитный барабан БЭСМ АН СССР

Выбор самого экрана также был проблемой. Электронно-лучевые трубки обычных телевизоров были тогда очень малы. Собственно, и телевизоров тогда было немного: известный всем КВН-49 (рис. 6) и «Москва». По диагонали эти трубки имели размер около 10 сантиметров. Смотреть телевизор надо было, устанавливая перед ним водяную линзу (простую открытую сверху ёмкость с плоской задней стенкой и выпуклой передней), воду в которой надо было часто менять, чтобы она не загрязнялась. Некоторые любители подкрашивали воду в линзе синими школьными чернилами, отчего экран телевизора становился «голубым». Именно отсутствие больших телевизионных трубок привело к тому, что динамический экран проектировали с помощью проецирующей телевизионной трубки. Это была трубка ещё меньшего размера, чем трубки обычных телевизоров (около 4 см по диагонали), но очень мощная. На её лучи невозможно было смотреть глазами, поэтому лучи проецировали на удаленный экран, где получалось достаточно чёткое изображение размером два на два метра. Такое изображение вполне могло служить для отображения карты страны.

Заказчик в меру своих сил и технической подготовки также оказывал помощь небольшому коллективу ИТМ и ВТ, в особенности своими кадрами. В самом начале работы из военного ведомства пришёл важный полковник, который привёл собой двух подчинённых, подполковника и майора. Полковник выслушал сообщения членов группы об их работе и состоянии, что-то записывая в записную книжку. По окончании всех докладов он, заглядывая в эту книжку и обращаясь к своим подчинённым, «поручил» подполковнику двоичную систему, а майору систему команд. Последовал приказ: «Чтобы к субботе всё было готово!» И действительно, как говорили позднее участники разработки, к субботе всё было готово, но через год.

Рис. 6. Телевизионный приемник КВН-49 с дополнительной линзой. Материалы конференции SoRuCom-2020.

Рис. 6. Телевизионный приемник КВН-49 с дополнительной линзой.

Защита проекта происходила на территории заказчика. В президиуме сидел Лебедев, несколько генералов с большими звездами на погонах. Во время демонстрации военным показывали заготовленные картинки двигающихся строк текста и летающих самолётов.

С резюме выступил самый важный генерал, который прямо заявил, что ему всё понравилось, и он готов дать институту любые деньги для создания практической установки. В ответ Лебедев сказал, что у института имеются важные правительственные задания, требующие использования всех его имеющихся ресурсов, но он готов передать документацию любому конструкторскому бюро, которое должно будет продолжить проект до реализации и внедрения. Ответом было громогласное разочарование генерала: «Кто же будет реализовывать чужие идеи?» На этом история растровых дисплеев и видеопамяти, а также «машинной графики» в ИТМ и ВТ прервалась на много лет.

Действительно, в это время ИТМ и ВТ участвовал в нескольких важнейших проектах: в это время в институте велись разработки новой ЭВМ М-20, в два раза более производительной, чем машина БЭСМ АН, ЭВМ Диана для авиационной системы наведения истребителя на цель и вычислительного комплекса для системы «А» противоракетной обороны страны.

Следующий проект по графике на ЭВМ

Следующий этап развития машинной графики в стране связан уже с другой, не менее известной машиной, разработанной в ИТМ и ВТ, машиной, которую назвали БЭСМ-6. Лебедев очень любил эту машину, он тщательно готовил её разработку, сам участвовал в ней. Об этой машине можно говорить долго, это тема отдельных конференций. Кстати, одна из них, прошедшая в 2017 году, была посвящена 50-летию завершения разработки БЭСМ-6. За эту работу Сергей Алексеевич и нескольких его коллег были удостоены Государственной премии СССР. А в 1996 году Сергей Алексеевич был удостоен медали Бэббиджа «Пионер вычислительной техники» компьютерного общества Американского института электронных и электрических инженеров (рис. 7). Сама же машина БЭСМ-6 теперь находится только в музеях. Совсем ещё недавно она продолжала свою производственную деятельность. Однако сейчас проходит процесс её установки в Политехническом музее в Москве. Энтузиасты БЭСМ-6, среди которых есть и её разработчики, пытаются сделать эту установку действующей, ведь надёжность этой ЭВМ превзошла все ожидания. Например, музейный экземпляр, пока находился на производственной площадке, то есть за 26 лет с 1982 года по 2008 год отработал 76053 часа. Но БЭСМ-6 есть и в других музеях. Она установлена в Лондонском музее науки рядом с американской машиной CDC-6600.

Рис. 7. Медаль Бэббиджа, которой был награжден С.А. Лебедев. Материалы конференции SoRuCom-2020. Рис. 7. Медаль Бэббиджа, которой был награжден С.А. Лебедев. Материалы конференции SoRuCom-2020.

Рис. 7. Медаль Бэббиджа, которой был награжден С.А. Лебедев.

Именно на БЭСМ-6 начал свою деятельность Вадим Валерьянович Кобелёв, которому мы во многом обязаны новым прорывом в области компьютерной графики в стране (рис. 8). В.В. Кобелёв – один из самых заметных сотрудников ИТМ и ВТ. В юности он приехал в Москву на велосипеде из эвакуации, во время которой был в Средней Азии. Ему удалось поступить в МГУ, он стал студентом первого набора на Физтех – тогда физико-технический факультет МГУ, а впоследствии войти в первый выпуск МФТИ.

Рис. 8. Вадим Валерьянович Кобелёв.. Материалы конференции SoRuCom-2020.

Рис. 8. Вадим Валерьянович Кобелёв.

Получив образование в МФТИ и занимаясь разработкой систем памяти на магнитных сердечниках, Вадим Валерьянович увлёкся программированием и на языке Алгол-60 создал оригинальную библиотеку графических программ, которая получила имя ГРАФАЛ (рис. 9). Её основное назначение заключалось в создании фотошаблонов для проектируемых в ИТМ и ВТ многослойных печатных плат [8].

Рис. 9. Монография В.В. Кобелёва по системе Графал. Материалы конференции SoRuCom-2020. Рис. 9. Монография В.В. Кобелёва по системе Графал. Материалы конференции SoRuCom-2020.

Рис. 9. Монография В.В. Кобелёва по системе Графал.

Но Вадим Валерьянович увлекался и любительским графическим программированием. Он написал на Алголе-60 уникальный комплекс программ, позволявший на индикационных лампах операторского пульта БЭСМ-6 (буферных регистрах чтения БРЧ, записи БРЗ, команд БРК, индексных регистрах) рисовать бегущие надписи и на праздники развлекал сотрудников (а иногда, на новогодние праздники, их детей и внуков) великолепными электронными поздравительными открытками.

Рис. 10. Машинная графика в исполнении В В. Кобелёва. Материалы конференции SoRuCom-2020. Рис. 10. Машинная графика в исполнении В В. Кобелёва. Материалы конференции SoRuCom-2020.

Рис. 10. Машинная графика в исполнении В В. Кобелёва.

Рис. 11. Машинная графика в исполнении В.В. Кобелёва (8 марта 1975 года). Материалы конференции SoRuCom-2020.

Рис. 11. Машинная графика в исполнении В.В. Кобелёва (8 марта 1975 года)

Одна из первых надписей, которую Вадим Валерьянович написал на БРЗ, была такой: «Сходите в аптеку и купите что-нибудь к чаю». Он научился рисовать картинки на АЦПУ-128, отображая на буквенно-цифровом устройстве сложные сцены с тенями и полутенями (рис. 10).

В весенний женский праздник он дарил женщинам ИТМ и ВТ запрограммированные и отрисованные им подарки, вызывавшие всеобщее восхищение (рис. 11). Им были созданы первые компьютерные игры на БЭСМ-6 с графикой на алфавитно-цифровых дисплеях VT-340 и VDT-3210: игра в «Ним», «Скачки» (для самых маленьких), «Уголовное расследование», «Пещера» и многие другие.

IV. Машинная графика – это математика

Одновременно разворачивались работы по компьютерной графике в Институте прикладной математики АН СССР (ИПМ АН СССР), позднее получившем имя Мстислава Всеволодовича Келдыша, который долгое время был директором этого института. Достижения этого научного учреждения в области компьютерной графики неразрывно связаны с именем Юрия Матвеевича Баяковского (рис. 12). Его работа в этом направлении началась ещё в 1964 году, когда совместно с Тамарой Алексеевной Сушкевич (для её работы [9]) он сделал короткий фильм, в котором демонстрировались возможности визуализации обтекания объёмного геометрического тела, в частности, цилиндра, плазмой.

Программистами была создана последовательность кадров, которая выводилась на электронно-лучевую трубку. В это время уже существовали так называемые «знакопечатающие» трубки, которые позволяли демонстрировать текстовую информацию, поступающую от ЭВМ. Но были и такие, которые содержали также второй электронный прожектор с собственной отклоняющей системой, способный накладывать на символьную информацию дополнительное графическое изображение. В работе Баяковского и Сушкевич использовалась известная ЭВМ «Весна». Это была уже не ламповая, как первая БЭСМ, а полупроводниковая машина, разработанная в конструкторском бюро промышленной автоматики (КБПА), из которого впоследствии вырос НИИ «Квант».

Но основной вклад Юрия Матвеевича в становление нового научного направления состоял в начатой в ИПМ АН СССР в конце 1960-х годов разработке библиотеки графических программ ГРАФОР (рис. 13-14). Название библиотеки явно наводит на мысли о языке программирования Фортран, трансляторы с которого в то время имелись уже почти на всех выпускавшихся в стране вычислительных машинах. Имелось в это время и более совершенное периферийное оборудование, в стране выпускались собственные и закупались зарубежные графопостроители и графические дисплеи. А в качестве одной из основных задач тогда рассматривалась задача автоматизации изготовления фотошаблонов для печатных плат. Развитие техники фотопечати токопроводящих слоёв на пластмассовые платы тогда шло очень быстро. Например, в ИТМ и ВТ изготавливались печатные платы с 28-мью слоями, что позволяло практически полностью избавляться от навесного монтажа элементов и существенно снижало трудоёмкость изготовления средств вычислительной техники на серийных заводах. ГРАФОР позволял решить эту сложную задачу [10-11].

Рис. 12. Юрий Матвеевич Баяковский с коллегами в ИПМ им. М. В. Келдыша АН СССР.. Материалы конференции SoRuCom-2020.

Рис. 12. Юрий Матвеевич Баяковский с коллегами в ИПМ им. М. В. Келдыша АН СССР.

Рис. 13. Препринт Ю. М. Баяковского и его коллег по системе ГРАФОР. Материалы конференции SoRuCom-2020.

Рис. 13. Препринт Ю. М. Баяковского и его коллег по системе ГРАФОР.

Рис. 14. Препринт Ю. М. Баяковского и его коллег по системе ГРАФОР. Материалы конференции SoRuCom-2020.

Рис. 14. Препринт Ю. М. Баяковского и его коллег по системе ГРАФОР.

Библиотека ГРАФОР включала более 400 различных программ, доступ к которым был возможен из пользовательских программ, написанных на самых разных языках – на Фортране, на Алголе-60 (вариант системы Алгол-ГДР), на ПЛ/1, на автокодах и языках ассемблеров. Поскольку сама библиотека была написана на Фортране, она обладала высоким уровнем мобильности и, хотя изначально библиотека создавалась для машины БЭСМ-4 (полупроводниковая версия машины С. А. Лебедева М-20), но затем была перенесена и на М-222 (тоже вариант развития М-20), и на БЭСМ-6, и на машины серий ЕС ЭВМ, и на СМ-2, и на СМ-4, и на М-6000, и на Минск-32, она также могла функционировать на зарубежных ЭВМ CDC-6500, Cyber-172, Eclipse, Nord, PDP-11, IRIS-80. В качестве периферийных устройств допускалось использование различных графопостроителей (ЕС-7051, ЕС-7052, ЕС-7053, ЕС-7054, АП-7251, АП-7252, ИТЕКАН, АТЛАС, CALCOMP, BENSON) и дисплеев (ЕС-7064, СИГДА, ЭПГ СМ, VU-2000, TEKTRONIX).

Работа Ю. М. Баяковского была очень востребована. На рис. 15 представлены 12 кадров одного из фрагментов кинофильма, снятого с экрана монитора ЭВМ в июне 1973 года с помощью системы ГРАФОР [12-14]. Фильм содержит 7 фрагментов (по 2000 кадров каждый) от различных вариантов пролёта массивного тела (жирная точка на рисунках) мимо галактики. Рисунки (в проекции на галактическую плоскость) относятся к варианту пролёта тела с массой равной массе галактики, пролетающего вблизи галактического диска (с параметрами порядка нашей галактики), перпендикулярно его плоскости, с удвоенной параболической скоростью. Время даётся в миллиардах лет, начальный момент соответствует наибольшему сближению. Всего период моделирования охватывает четыре с половиной миллиарда лет.

Рис. 15. Кадры из фильма по графическому моделированию процессов межгалактического взаимодействия. Материалы конференции SoRuCom-2020.

Рис. 15. Кадры из фильма по графическому моделированию процессов межгалактического взаимодействия.

Основные характеристики библиотеки ГРАФОР (рис. 16), которая со временем была развита и документирована очень полно и тщательно, позволили Андрею Петровичу Ершову называть её не просто библиотекой, а настоящей системой программирования, то есть полноценным программным продуктом в современном понимании этого термина.

Рис. 16. Основные характеристики системы ГРАФОР.. Материалы конференции SoRuCom-2020.

Рис. 16. Основные характеристики системы ГРАФОР.

Через некоторое время (в 1985 году) разработчики издали массовым тиражом книгу по ГРАФОРу, ставшую руководством для всех программистов, создававших графические приложения, причём не только с использованием языка Фортран. Эта книга получила высокую оценку академика Андрея Петровича Ершова. Юрий Матвеевич очень гордился полученным от него отзывом (рис. 17). Пользователи получили в своё распоряжение мощный программный инструмент, позволявший работать и с двумерными (плоскими) объектами, и с трёхмерными (пространственными) объектами, описываемыми функциями от двух переменных. При этом допускались различные виды представления объектов – с помощью проекций поверхностей и с помощью карт изолиний.

Но у Юрия Матвеевича, кроме ГРАФОРа, есть и другая заслуга: подготовив в 1970 году совместно с Всеволодом Штаркманом доклад на вторую Всесоюзную конференцию по программированию, Юрий Матвеевич впервые в публикации на русском языке использовал термин «машинная графика», который используется до сих пор [15]. Диссертация Баяковского также была посвящена машинной графике, она называлась «Анализ методов разработки графического обеспечения ЭВМ». Более 30 лет Юрий Матвеевич читал в МГУ курс «Машинная графика», постоянно его обновляя.

В 1990 году Юрий Матвеевич был официально признан пионером компьютерной графики. Ему был вручён соответствующий сертификат, в котором отмечалось, что он внёс неоспоримый вклад в рождение новой отрасли, осуществив прорыв в будущее (рис. 18)

И конечно, нельзя забывать тот вклад, который внёс Юрий Матвеевич в организацию международных конференций Графикон. Он был движущей силой конференции. Во многом благодаря ему конференция смогла преодолеть трудности переходного периода и стать грандиозным всероссийским форумом, ежегодно собирающим специалистов из разных стран.

Рис. 17. Письмо академика А. П. Ершова Ю. М. Баяковскому. Материалы конференции SoRuCom-2020.

Рис. 17. Письмо академика А. П. Ершова Ю. М. Баяковскому.

Рис. 18. Ю. М. Баяковский – пионер машинной графики.. Материалы конференции SoRuCom-2020.

Рис. 18. Ю. М. Баяковский – пионер машинной графики.

С 1989 года Юрий Матвеевич являлся членом редакционной коллегии журнала «Программирование». В первом номере журнала за 1988 год в журнале появилась рубрика «Программное обеспечение автоматической обработки графической информации», а с 1989 года с приходом в редакцию Баяковского в названии этой рубрики появилось устойчивое словосочетание «машинная графика». В становлении этой рубрики в журнале огромный вклад внесли постоянные авторы и организаторы конференции «Графикон» Юрий Матвеевич Баяковский и Станислав Владимирович Клименко, который долгое время был председателем программного комитета конференции. С 1992 года лучшие доклады участников конференции «Графикон» стали публиковаться в отдельных номерах журнала «Программирование» [16].

Заключение

Этой работой авторы хотели напомнить читателям о людях, которые начинали вычислительную технику и машинную графику в нашей стране. Мы многим обязаны этим людям, они были нашими учителями, для наших молодых коллег даже учителями учителей. И мы все должны продолжать учиться у них, чтобы учить других и не прерывать движение научной мысли вперёд и вперёд.

Список литературы

  1. Karpov L.E., Karpova V.B. History of the Creation of BESM: The First Computer of S. A. Lebedev Institute of Precise Mechanics and Computer Engineering // IFIP Advances in Information and Communication Technology 357. Perspectives on Soviet and Russian Computing. ISSN 1868-4238, ISSN 1868-422X (eBook), ISBN 978-3-642-22815-5, ISBN 978-3-642-22816-2 (eBook). – First IFIP WG 9.7 Conference, SoRuCom 2006, Petrozavodsk, Russia, July 3-7, 2006. Revised Selected Papers. Eds. John Impagliazzo, Eduard Proydakov. – IFIP, Springer, pp. 6–11. DOI: 10.1007/978-3-642-22816-2.
  2. Карпов Л.Е., Карпова В.Б. Вычислительные средства для систем противоракетной и противосамолётной обороны страны. Роль С. А. Лебедева и В. С. Бурцева // SoRuCom-2011. Труды второй Международной конференции «Развитие вычислительной техники и ее программного обеспечения в России и странах бывшего СССР». Великий Новгород, 2011, 366 стр. International Federation for Information Processing (IFIP), Новгородский государственный университет, стр. 124-130, ISBN 978-5-98769-086-8.
  3. Карпов Л.Е., Карпова В.Б. Три первые директора ИТМ и ВТ АН СССР // SoRuCom-2011. Труды второй Международной конференции «Развитие вычислительной техники и ее программного обеспечения в России и странах бывшего СССР». Великий Новгород, 2011, 366 стр. International Federation for Information Processing (IFIP), Новгородский государственный университет, стр. 131-133, ISBN 978-5-98769-086-8.
  4. Karpov L.E., Karpova V.B. V. A. Melnikov – The Architect of Soviet Computers and Computer Systems, // SoRuCom-2014. Third International Conference on Computer Technology in Russia and in the Former Soviet Union, Kazan, Russia, 2014, pp. 8-11. DOI:10.1109/SoRuCom.2014.9.
  5. Лебедев С.А. Электронная счетная машина // газета "Правда", 4 декабря 1955 года
  6. Лебедев С.А. Электронные вычислительные машины // Изд-во Академии наук СССР, 1956.
  7. Труды конференции. “Пути развития советского математического машиностроения и приборостроения”, М.: ВИНИТИ, 1956.
  8. Кобелев В.В. Машинная графика для системы БЭСМ-алгол // М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1978
  9. Масленников М.В., Сушкевич Т.А. Асимптотические свойства решения характеристического уравнения теории переноса излучения в сильно поглощающих средах, Журнал вычислительной математики и математической физики, 4:1 (1964), 23–34; U.S.S.R. Comput. Math. Math. Phys., 4:1 (1964), 29–46.
  10. Баяковский Ю.М., Михайлова Т.Н., Мишакова С.Т. ГРАФОР: комплекс графических программ. Основные элементы и графики // Институт прикладной математики Академии наук СССР. Препринт № 41, 1972.
  11. Баяковский Ю.М., Галактионов В.А., Михайлова Т.Н. Графор. Графическое расширение фортрана // М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1985.
  12. Козлов Н.Н., Сюняев Р.А., Энеев Т.М.Приливное взаимодействие галактик // Доклады Академии Наук, т. 204, № 3, стр. 579-582, 1972.
  13. Энеев Т.Н., Козлов Н.Н. Гравитационное взаимодействие галактик // ИПМ АН СССР, июнь, 1973.
  14. Eneev T.M., Kozlov N.N., Sunyaev R.A. Tidal Interaction of Galaxies // Astron. & Astrophys. vol. 22, pp. 41-60, 1973.
  15. Штаркман В.С., Баяковский Ю.М.Машинная графика // Препринт ИПМ АН СССР, 1970.
  16. Баяковский Ю.М. От редколлегии // Программирование, № 4, 1992.

Об авторе: Леонид Евгеньевич Карпов
Институт системного программирования им. В. П. Иванникова Российской академии наук, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Москва, Россия
 mak@ispras.ru
Вера Борисовна Карпова
Институт точной механики и вычислительной техники им. С. А. Лебедева, Москва, Россия
kotre@mail.ru
Александр Николаевич Томилин
Институт системного программирования им. В. П. Иванникова Российской академии наук Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Москва, Россия
tom11@bk.ru

Материалы международной конференции Sorucom 2020
автора 25.11.2021