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
Вычислительная техника США глазами советских ученых: о визите делегации АН СССР в 1972 г

Вычислительная техника США глазами советских ученых: о визите делегации АН СССР в 1972 г

Аннотация

Доклад посвящен значимому событию в развитии международных научных связей – визиту представительной делегации Академии наук СССР в научно-технологические центры США в 1972 г. Этот визит послужил началу двустороннего сотрудничества по целому ряду актуальных научных направлений. Особый интерес советских ученых вызвал уровень развития вычислительной техники в США. Члены делегации академик Г.И. Марчук и представитель ЦК КПСС И.М. Макаров после поездки представили обстоятельный доклад по этой проблеме. Документ хранится в Научном архиве Сибирского отделения РАН [1] и представляет интерес с точки зрения сопоставления уровней развития американской и советской вычислительной техники, выводов ученых о необходимости развития приоритетных направлений в этой области в СССР.

Ключевые слова – Академия наук СССР, международное сотрудничество, вычислительная техника.

Основной текст доклада

В начале 70-х гг. XX в. сложились благоприятные условия для научно-технического сотрудничества СССР и США. В мае 1972 г. состоялся официальный визит президента США Р. Никсона в СССР. Это был первый в истории визит высшего американского руководителя в Советский Союз, если не считать пребывания президента Ф. Рузвельта в 1945 г. на Ялтинской конференции. Советско-американские переговоры охватили самые различные стороны отношений двух стран  политические, экономические, научно-технические. В октябреноябре 1972 г. по приглашению президента Национальной академии наук США Филиппа Хендлера американские научно-технологические центры впервые посетила делегация Академии наук СССР. Делегацию советских ученых возглавлял президент АН СССР М.В. Келдыш, в ее состав вошли академики Ю.А. Овчинников, А.М. Прохоров, Г.И. Марчук, а также заместитель заведующего Отделом науки и учебных заведений ЦК КПСС И.М. Макаров и начальник управления международных связей АН СССР С.Г. Корнеев.

То, что в составе этой представительной делегации находился сибирский ученый Гурий Иванович Марчук (1925–2013), было далеко не случайным обстоятельством. В начале 70-х гг. XX в. академик Г.И. Марчук был достаточно хорошо известен академическому сообществу как основатель и директор Вычислительного центра Сибирского отделения АН СССР в г. Новосибирске, а также как первый заместитель председателя СО АН СССР М.А. Лаврентьева, отвечающего за ряд важных направлений развития сибирской академической науки [2].

Под руководством Г.И. Марчука новосибирский ВЦ достиг существенных результатов, которые вывели его на значимые позиции в области вычислительной математики и вычислительной техники в Советском Союзе. Именно в новосибирском ВЦ в этот период были впервые сформулированы такие привычные сейчас понятия, как компьютерная грамотность, школьная информатика и информатизация общества [3, с. 8]. На страницах прессы Г.И. Марчук неоднократно выступал со статьями, основной тезис которых состоял в следующем: современный научно-технический прогресс немыслим без широкого применения ЭВМ (компьютеров) в жизни общества.

Программа довольно продолжительного визита (16 октября – 5 ноября 1972 г.) советской делегации ученых в США была обширной. Она включала пленарную встречу советских и американских ученых в Вашингтоне, посещение Гарвардского, Стэнфордского, Калифорнийского университетов, Массачусетского и Калифорнийского технологических институтов, Центра проектирования космических исследовательских систем в Лос-Анджелесе, Центра космонавтики США в Хьюстоне, других научно-технологических объектов. Во время визита членам советской делегации дарили многочисленные брошюры и проспекты о деятельности тех организаций, которые они посещали.

Особое впечатление на советских ученых произвели прозвучавшие в докладе Ф. Хендлера цифры бюджета, выделяемого федеральным правительством на фундаментальную науку. Как отмечал академик Г.И. Марчук, «бюджет на науку в США превышал бюджет, выделенный в нашей стране на эти цели, во много раз. Именно усиленное инвестирование в фундаментальную науку явилось мощным стимулом к рождению новых идей и направлений в исследованиях» [4, с. 44].

Во время визита членов Академии наук СССР состоялись встречи с известными американскими учеными  профессорами Дж. Визнером, Р. Фейнманом, нобелевским лауреатом Л. Полингом. На академика Г.И. Марчука произвело большое впечатление посещение Центра космонавтики США в Хьюстоне, где началась реализация проекта «Союз Apollo». В специальном комплексе с помощью мощных ЭВМ можно было смоделировать полет на ракете «Сатурн» со спутником на Луну и возвращение спутника на Землю.

Необходимо отметить, что вскоре после визита советской делегации ученых в США состоялся ответный визит американских ученых в СССР во главе с Ф. Хендлером, во время которого ученые выразили глубокую заинтересованность в совместных исследованиях целого ряда научных проблем. В заключение своего визита Ф. Хендлер посетил новосибирский Академгородок.

После возвращения из США в СССР академик Г.И. Марчук и представитель ЦК КПСС И.М. Макаров оперативно подготовили аналитический доклад «Вычислительная техника в США и ее применение». В конце доклада представлен список литературы (включая брошюры и проспекты) на английском языке из 30-ти наименований, на основе которого и был подготовлен этот доклад. Документ на 20-ти машинописных страницах, датированный 1972-м годом, должен был войти составной частью в более обширный доклад-отчет о результатах визита делегации советских ученых в США.

Доклад МарчукаМакарова структурно состоит из нескольких частей. В кратком введении к докладу выделены три направления в развитии и использовании вычислительной техники в США. Первое направление связано с «созданием наиболее высокопроизводительных ЭВМ и больших вычислительных систем для централизованного и коллективного использования в промышленности и науке» (говоря современным языком, речь идет о центрах коллективного пользования (ЦКП) национального масштаба). Второе направление связано с «созданием ЭВМ среднего класса для целей управления промышленными предприятиями и автоматизации научно-исследовательских работ» (ЦКП регионального и отраслевого уровней). Третье направление связано с «созданием портативных ЭВМ карманного и настольного типа для широкого использования в повседневной деятельности человека» (планшеты и персональные компьютеры). Во введении отмечалось, что если третье направление формируется в США только в последнее время, то два первых «уже заняли солидные позиции в жизни США».

Основная часть доклада посвящена подробному анализу каждого из трех направлений. Говоря о первом направлении (ЦКП национального масштаба), авторы доклада отмечали, что в этой сфере к наиболее высокопроизводительным ЭВМ относятся машины с параметрами быстродействия 10 млн. операций в секунду, которых в США насчитывалось порядка сотни. К ЭВМ следующей категории относились ЭВМ с параметрами быстродействия 1–2 млн. операций в секунду, и таких машин насчитывалось в США более тысячи. В СССР вычислительной системой примерно таких параметров являлась БЭСМ-6, одна из которых как раз и была установлена в новосибирском ВЦ. Авторы доклада убедительно показали, что с экономической точки зрения производство вычислительной техники являлось крайне выгодным делом: на рынке США в этой сфере в начале 1970-х гг. монополию фирмы IBM (70% производства с общим капиталом в 7 млрд. долл.) начали теснить активно развивающиеся фирмы, такие как CDC, Burroughs Corporation, Honeywell и ряд других.

Авторы доклада отмечали, что многие фирмы США начали проектировать вычислительные системы 4-го поколения на больших интегральных схемах. Эксперты в Штатах особо выделяли проект Burroughs Corporation, в котором были заложены наиболее прогрессивные идеи модульной структуры системы и элементного микромодульного исполнения многих функциональных операций системы. Другой тенденцией развития вычислительной техники США в рамках первого направления являлось создание вычислительных систем на базе большого числа однородных ЭВМ. В качестве примера приводилась система «Эллиак», состоящая из 256 ЭВМ, каждая из которых имела производительность 1 млн. операций в секунду. В докладе сделан вывод, что такая система была эффективна при решении специальных задач, таких, например, как прогноз погоды, управление сложными объектами и т.п. Авторы доклада подчеркнули перспективность и актуальность систем параллельных машин как эффективного средства повышения быстродействия ЭВМ. В качестве позитивного примера деятельности в этой сфере отмечались усилия американского ученого Дж. Шварца по разработке методов программирования и подходов к универсальному распараллеливанию вычислительных алгоритмов. Одновременно говорилось, что в Советском Союзе аналогичные работы уже в течение нескольких лет выполнялись под руководством члена-корреспондента АН СССР (впоследствии академика) А.П. Ершова в ВЦ СО АН СССР.

Большое впечатление на членов советской делегации произвело начало реализации в США предвестника современного Интернета  системы «Сайбернет», мощной сети вычислительных центров. Цель проекта состояла в организации десятков вычислительных центров в США и за рубежом, соединенных каналами специальной кабельной связи. Как отмечали авторы доклада, система «Сайбернет» позволяла равномерно распределять большой архив информации и математического обеспечения, который мог быть доступен любому пользователю. Марчук и Макаров отмечали, что в систему «Сайбернет» уже включено порядка десяти крупных центров в США и несколько центров в Европе. А руководство фирмы CDC сообщило членам советской делегации о своей заинтересованности в создании нескольких вычислительных центров в Советском Союзе, которые могли быть связаны с «Сайбернетом» через Стокгольм. Авторами доклада отмечалась и такая тенденция, как использование фирмой IBM спутников связи как средства взаимодействия со своими вычислительными центрами в странах Латинской Америки.

В рамках второго направления (ЦКП регионального и отраслевого уровней) авторы доклада остановились на применении ЭВМ в промышленном производстве и научных исследованиях. В этих сферах широко использовались ЭВМ средней мощности с быстродействием 100200 тыс. операций в секунду. Причем применение ЭВМ в каждой отрасли имело свои особенности. В промышленном секторе монопольное положение занимали машины фирмы IBM. Корпорация обеспечивала рынок вычислительной техникой для решения проблем учета производства, планирования, прогноза спроса и сбыта, а также решения комплекса инженерных и конструкторских задач предприятий. Задача управления технологическими процессами на промышленных предприятиях в реальном масштабе времени решались с помощью ЭВМ производства Digital Equipment Corporation.

В научно-техническом секторе использовались преимущественно ЭВМ производства той же Digital Equipment Corporation, а также компьютеры фирмы Hewlett-Packard стоимостью от 20 до 100 тысяч долларов. Авторы доклада отмечали: «Насыщенность электронной вычислительной техникой так высока, что обработка научной информации, связанной с экспериментом, практически полностью ведется с помощью ЭВМ». В этом члены советской делегации убедились воочию во время посещения лабораторий университетов и технологических центров. В качестве примера авторы доклада привели такой факт. В Калифорнийском технологическим институте в коллективе из 700 студентов, 700 аспирантов и 600 профессоров были задействованы свыше сотни компьютеров, связанных с мощной ЭВМ  IBM-370. В завершение анализа второго направления в докладе делался вывод, что в «Советском Союзе отрасль создания управляющих ЭВМ среднего класса развивается крайне медленно, хотя ее роль в ускорении научно-технического прогресса огромна».

В рамках третьего направления в докладе сделан акцент на применении персональных средств вычислительной техники. Отметив, что «электронные вычислительные калькуляторы» производства фирмы Hewlett-Packard появились в США несколько месяцев назад, авторы доклада прозорливо увидели в них «средство повышения производительности труда в технике и конструкторских работах, а также в сфере обслуживания». Они особо отметили, что компактность устройства достигнута за счет использования больших интегральных схем. Марчук – Макаров прогнозировали, что относительная дороговизна новинки в 400 долларов вскоре, по мере расширения производства, должна снизиться и составить не более 50 долларов. Авторы доклада прозорливо отметили, что можно предвидеть дальнейшее развитие микроминиатюрной вычислительной техники бытового назначения с расширением функции обработки информации.

Следующий блок проблем, который проанализирован в докладе, касался систем коллективного пользования ЭВМ и их математического обеспечения. Универсальной как для американских, так и для советских исследователей являлась проблема, каким образом организовать одновременно работу множества пользователей на одной и той же мощной ЭВМ. Проблема режима разделения времени была тесно связана с проблемой практической реализации режима коллективного пользования ЭВМ. Отмечая, что в США наилучшими были признаны системы разделения времени, разработанные для разного типа ЭВМ такими фирмами, как Digital Equipment Corporation, CDC и IBM, авторы доклада подчеркнули следующее обстоятельство. Важность системы разделения времени состояла в том, что она позволяла существенно ускорить процесс решения задач и тем самым повысить эффективность труда в научно-технологической сфере.

Марчук – Макаров констатировали, что наиболее мощные вычислительные системы США допускали в тот период одновременную работу пользователей приблизительно на сотне терминалов. Для сравнения приводились данные по Советскому Союзу. В нашей стране были реализованы две системы коллективного пользования: в Институте прикладной математики АН СССР на базе БЭСМ-6 и в новосибирском ВЦ на базе М-220. Хотя советские ученые обладали необходимой квалификацией для создания математического обеспечения систем разделения времени, отставание в производстве мощных дисков, других носителей информации, а также отсутствие удобного терминального оборудования (дисплеев, модемов и т.д.) существенно тормозили разработку инноваций в промышленном масштабе. Авторы доклада сделали вывод, что в этой сфере необходимо принятие целого ряда специальных мер.

Говоря о проблеме разработки нового класса ЭВМ, авторы доклада констатировали, что расширение области применения ЭВМ привело к большим затратам на создание их математического обеспечения. В рассматриваемый период затраты на его создание превзошли затраты на разработку оборудования. В качестве примера авторы доклада привели структуру затрат фирмы CDC: 70% она тратила на математическое обеспечение, и только 30% - на разработку оборудования. Отмечалось, что в Советском Союзе также интенсивно ведутся работы в этом направлении, а советские ученые занимают ведущие позиции в мире в области теории языков программирования и создания трансляторов, хотя уровень вычислительной техники в СССР уступает аналогичному показателю в США.

В докладе была затронута важная тема использования ЭВМ в образовательном процессе. Приводился в пример Стэнфордский университет, где впервые в США была апробирована система изучения русского языка с помощью ЭВМ. В Массачусетском технологическом институте проект «МАК» был направлен на распознавание речевых образов с целью ввода информации в ЭВМ с помощью естественных для человека языков. Эта проблема тесно примыкала к проблеме машинного перевода текстов с одного языка на другой. Авторы доклада с удовлетворением отметили, что в СССР подобные работы (теория алгоритма перевода) велись под руководством члена-корреспондента АН СССР А.А. Ляпунова. Внимание советских ученых привлек также проект «Плато», направленный на обучение учащихся различным предметам с помощью ЭВМ в школах Вашингтона. Этот проект был поддержан Национальным научным фондом США. Программы, которые были разработаны в рамках этого проекта, позволяли учащимся проводить эксперименты по математическому моделированию процессов в математике, физике, химии, биологии.

Уже во второй половине XX века человечество стала волновать проблема искусственного интеллекта и робототехники. В этом направлении в американских лабораториях к началу 1970-х гг. также были достигнуты определенные успехи. Разработка искусственного интеллекта велась в Стэнфордском университете и Массачусетском технологическом институте. В частности, были созданы алгоритмы распознавания образов и математические модели поведения системы «рукаглаз». Эта система могла распознавать тела простейшей геометрической формы, идентифицировать их и составлять затем простейшие геометрические фигуры. Авторы доклада отмечали, что в Советском Союзе аналогичные работы, направленные на создание теории шагающих автоматов, проводились под руководством члена-корреспондента АН СССР Д.Е. Охоцимского.

Завершал доклад аналитический раздел о подготовке кадров в сфере IT-технологий. Марчук – Макаров отметили, что в американском обществе всячески поощряется овладение компьютерной грамотностью, в СМИ подчеркивается важность ЭВМ для всех сфер жизни. К этой работе подключены также радио и телевидение. Широкое распространение получила система платного обучения на компьютерных курсах. Особо отмечалась роль корпораций, производящих вычислительную технику, в подготовке кадров для IT-индустрии. К примеру, фирма CDC организовала обучение пользователей своей вычислительной техники в тех регионах мира, где планировалось развитие системы «Сайбернет». Были разработаны специальные курсы обучения для жителей стран Центральной и Восточной Европы.

Доклад, подготовленный академиком Г.И. Марчуком в соавторстве с представителем ЦК КПСС И.М. Макаровым, должен был привлечь внимание руководства страны к проблемам, существующим в области разработки и производства современной вычислительной техники в Советском Союзе. Непосредственные впечатления, полученные в ходе визита делегации советских ученых в США в 1972 г., свидетельствовали о существенном отставании отечественной IT-индустрии и требовали безотлагательных мер, чтобы исправить положение в этой сфере. Основные положения доклада академик Г.И. Марчук развил в других своих работах и выступлениях.

В частности, в 1974 г. он дал интервью корреспонденту АПН, которое получило название «У истоков электронного будущего» [5]. Академик Г.И. Марчук вновь подчеркнул, что один из магистральных путей развития вычислительной техники в Советском Союзе – создание крупных вычислительных центров и систем коллективного пользования ЭВМ. Другой путь – развитие системы миниЭВМ, удобных для специализированной обработки информации в разных сферах производственного цикла. Академик Г.И. Марчук надеялся, что электронная вычислительная техника окажет в ближайшее время существенное влияние на автоматизацию технологических процессов. Залогом успешного решения задач в этой сфере, считал он, должны были стать новые, чрезвычайно мощные ЭВМ с большим объемом памяти.

Однако инерция советско-партийной системы не позволяла оперативно реагировать на технологические вызовы эпохи. Хотя в 1970-е годы и были приняты определенные шаги по модернизации промышленного сектора, создать самостоятельную отрасль по производству современной вычислительной техники, способную конкурировать на мировом рынке, так и не удалось.

Список литературы

  1. Научный архив Сибирского отделения РАН. Ф. 10. Оп. 5. Д. 551а. Л. 1–20.
  2. Kupershtokh N. Academician G.I. Marchuk: Documentary Biography Pages. In: Proceedings – 3rd International Conference on Computer Technology in Russia and in the Former Soviet Union, SoRuCom 2014. Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2015. P. 1–4.

  3. Институт вычислительной математики и математической геофизики (ВЦ) СО РАН: Страницы истории / отв. ред. Б.Г. Михайленко. Новосибирск: Академич. изд-во «Гео», 2008. 612 с.

  4. Марчук Г.И. Наука управлять наукой / отв. ред.: В.П. Дымников, В.П. Ильин. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2015. 704 с.

  5. У истоков электронного будущего: беседа с академиком Г.И. Марчуком // За науку в Сибири. 1974. 23 окт.

Об авторе: Наталья Александровна Куперштох
Институт истории Сибирского отделения РАН г. Новосибирск, Россия nataly.kuper@gmail.com

Материалы международной конференции Sorucom 2020
автора 09.01.2022