Анатолий Николаевич Мямлин

Профессор, доктор технических наук, выдающийся архитектор и конструктор ЭВМ, многомашинных вычислительных комплексов и информационно-вычислительных сетей. Анатолий Николаевич Мямлин родился в апреле 1925 г. в Саратове в семье железнодорожного служащего.

К началу Великой Отечественной войны он окончил 8 классов средней школы и с января 1942 г. по сентябрь 1945 г. работал по 12-16 часов в сутки без выходных и праздников в инструментальном цехе авиационного завода на ремонте и монтаже электрооборудования истребителей.

В 1945 г. Анатолий Николаевич поступил на физфак Саратовского университета, который окончил в 1950 г. по специальности "радиоэлектроника". Его направили в ЛИПАН АН СССР (сейчас Институт атомной энергии) в лабораторию академика Минца А. Л. Там он трудился над созданием прибора для определения состава радиоактивных элементов в пробах ионизационных камер. Прибор, содержащий более 200 электронных ламп, был успешно внедрен в 1951 г. Это была по существу его первая большая работа в области вычислительной техники, так как прибор включал в себя электронный дифференциальный анализатор.

В 1952 г. А. Н. Мямлина перевели в ОИЯИ в Дубну для создания приборов для ядерного физического эксперимента. В Москве у А. Н. Мямлина остались жена, учившаяся в аспирантуре МГУ, и годовалая дочь. После выполнения задания в Дубне Мямлина по его просьбе переводят в столицу, Отдел прикладной математики (ОПМ) Математического института АН СССР, возглавляемый академиком М. В. Келдышем.

Уже в 1953 г. ОПМ фактически был институтом АН СССР, на который возлагалось решение больших научных задач, в том числе по космической тематике (навигационно-баллистических и др.), которые требовали создания, развития и внедрения мощнейших электронно-вычислительных машин.

В 1953 г. в СССР были сконструированы три ЭВМ с быстродействием свыше тысячи операций в секунду: "Стрела", БЭСМ и М-2. Из них "Стрела" была предназначена к серийному выпуску. Конструировалась она в СКБ-245. Первый экземпляр ее предназначался для ИПМ. А. Н. Мямлин был назначен руководителем отдела по эксплуатации этой еще строящейся машины.

Понимая, что ИПМ получит первую машину без специалистов, а также то, что в СССР нет литературы по наладке и эксплуатации ЭВМ, Анатолий Николаевич взялся почти за нереальную задачу: не будучи разработчиком этой сложнейшей ЭВМ, освоить ее всю к моменту выпуска. Он буквально дневал и ночевал в СКБ, подружился с его коллективом, из первых рук получая всю информацию. Можно с уверенностью утверждать, что он к моменту окончания работ знал машину в целом лучше самого генерального конструктора, так как был освобожден от сотни административных и научных обязанностей последнего. Уже тогда он накапливал критический материал и готовил к воплощению свои замыслы по улучшению машины, которые в СКБ было трудно реализовать.

Он обрел уверенность в своих силах и заразил ею будущий коллектив своих единомышленников, ядро которого составили выпускники МЭИ, МИС, ЛИС, МИФИ - Э. Н. Кривоносов, В. К. Смирнов, В. А. Сельвинский, В. М. Михелев и др.

В ноябре 1953 г. начался монтаж "Стрелы" в ИПМ, а в мае 1954 г. она прошла приемосдаточные испытания.

А. Н. Мямлин так охарактеризовал "Стрелу": "По стройности системы команд и логическим возможностям "Стрелу" справедливо можно отнести к числу лучших машин, чего нельзя сказать о ее конструктивном исполнении".

В 1954 г. быстродействие "Стрелы" было 2000 оп/с, среднемесячный коэффициент полезного использования (КПИ) 42%. В результате доводки машины коллективом А. Н. Мямлина, заключавшейся в большом числе переделок в АУ, ЦУ, НМЛ, к 1956 г. быстродействие машины было поднято до 3000 оп/с, а КПИ составлял уже 73%.

А. Н. Мямлин тесно сотрудничал с другими отделами ИПМ, привлекая их сотрудников к совместной работе. Так, В. С. Штаркман по просьбе А. Н. Мямлина написал новые тесты, более полно проверяющие действие логических схем и более точно указывающие место неисправности.

Доведенные А. Н. Мямлиным "Стрелы" работали в ИПМ, ВЦ АН СССР и других организациях в течение десяти-двенадцати лет.

Следующей серийной высокопроизводительной машиной в СССР была М-20. Она проектировалась совместно несколькими организациями: Институтом точной механики и вычислительной техники (академик С. А. Лебедев), СКБ-245 и Институтом электронных управляющих машин. Первая ЭВМ М-20 предназначалась также для ИПМ.

А. Н. Мямлин применил уже апробированную тактику, подключив представителей своего отдела: Э. Н. Кривоносова, В. М. Михелева, В. И. Султанова, В. Г. Буликова, Б. В. Карпова и математиков из ИПМ В. С. Штаркмана, М. Р. Шура-Бура, Ю. М. Баяковского к коллективу завода, готовившего машину к серийному производству.

В результате, когда машина была сдана в 1958 г. и перевезена в ИПМ, она была уже освоена и апробирована специалистами ИПМ под руководством А. Н. Мямлина и имела системное математическое обеспечение.

А. Н. Мямлиным были сформулированы требования к конструкции большой ЭВМ для научных расчетов:

1. необходимость буферного ЗУ, так как при счете больших задач фактическое быстродействие ЭВМ падает из-за частой передачи информации между устройствами оперативной и внешней памяти;
2. все элементы, подверженные изменению своих параметров, должны располагаться на сменных ячейках (блоках);
3. сменные ячейки должны быть не более чем 1-2 ламповые;
4. не должно быть сугубо специализированных ячеек. Все элементы должны использоваться многократно;
5. все логические схемы нужно строить на полупроводниковых диодах (это относилось к 1956 г.), а лампы использовать только для усиления сигналов.

Надежность счета обеспечивалась в то время двухкратным просчетом. Из-за дополнительного времени, затрачиваемого на просчет, и времени возможного пересчета (в случае несовпадения результатов двух просчетов) общая производительность машины падала более чем в два раза от максимально возможной.

Дж. Ф. Нейман предлагал организовывать параллельный счет на двух ЭВМ для более быстрого обнаружения сбоя и меньшего времени пересчета, но это требовало увеличения оборудования в два раза.

А. Н. Мямлин задумал сделать машину со схемным контролем, в которой число ламп было бы не более чем в 1,2-1,5 раза больше, чем в исходной ЭВМ, но ошибка (сбой) должна была обнаруживаться и диагностироваться при однократном просчете.

Такая ЭВМ была им создана параллельно с его работой по эксплуатации серийной техники и получила название "Восток".

В "Востоке" была введена 4-уровневая память: ОЗУ - оперативная память на ферритовых сердечниках, буферное ЗУ на ферритовых сердечниках, внешняя память на магнитных барабанных и магнитных лентах (НМБ, НМЛ). Были созданы и установлены магнитные барабаны с "плавающими головками", с увеличенной емкостью и быстродействием.

На "Востоке" контролировались:

• все операции в АУ;
• выборка и запись информации в ЗУ;
• передача информации между ЗУ;
• модификация адресов команды;
• правильность передачи управления.

В "Востоке" совмещались работа отдельных устройств и выполнение отдельных операций.

ЭВМ "Востоком" была завершена в 1963 г. В мае 1963 г. ее принял Межведомственная комиссия под председательством академика А. А. Дородницина.

Летом 1963 г. о машине "Восток" было доложено на расширенном заседании Президиума Академии наук СССР. Основные участники этой разработки были удостоены Премии Президиума АН СССР. В 1963 г. Ученый Совет ИТМ и ВТ под председательством С. А. Лебедева присудил А. Н. Мямлину ученую степень доктора технических наук.

"Восток" успешно работал в ИПМ до 1974 г., его эксплуатацию возглавлял Е. П. Кузин.

Дальнейшую деятельность А. Н. Мямлина трудно уложить в хронологическую линию. Он постоянно работал над увеличением производительности и возможностей вычислительной базы ИПМ. Появление в отделе новых ЭВМ вызывало необходимость их привязки к ранее установленным, дооснащению их новыми устройствами - новыми ЗУ, графическими устройствами и т. п.

Параллельно А. Н. Мямлиным решалось множество принципиально новых задач, исходя из потребностей других отделов ИПМ или работ по ТЗ внешних заказчиков. Так были созданы системы распознавания образов (1976-1982 гг.), система технического зрения (1979-1982 гг.), проект ЭВМ со стековой памятью и входной язык для нее, а также технический проект такой ЭВМ (1967-1968 гг.), система символьных преобразований на основе языка "Рефал" и спецпроцессора (1975-1985 гг., совместно с НИЦЭВТ), блоки сопряжения интерфейсов различных ЭВМ (КМ-1, КМ-2, 1967 -1970 гг.).

Увеличение мощности вычислительной базы ИПМ шло за счет создания многомашинных комплексов и гетерогенных сетей (совместно с И. Б. Задыхайло, В. К. Смирновым, В. И. Сулхановым, В. И. Дрожжиновым, А. В. Забродиным, В. С. Штаркманом и др.).

Организация второй площадки ИПМ с комплексом ЭВМ АС-6, БЭСМ-6 и др., совместная работа с американцами по программе "Союз-Апполон" еще более расширили сферу деятельность А. Н. Мямлина.

В 1985 г. он был назначен заместителем директора ИПМ. В ИПМ были созданы сети СЕКОП и "Руслан", объединившие все ЭВМ института.

Особо надо отметить работы по системе массового параллелизма, начатые 20 лет тому назад. Их инициаторами были К. И. Бабенко, А. Н. Мямлин, А. В. Забродин. Первоначальной целью было создания вычислителя для решения задач аэродинамики. Чтобы получить на системе необходимую производительность на уровне 10 млрд. оп./с требовалось объединить около тысячи процессоров. Поскольку в то время реальным было построение одного процессора с производительностью 1 млн. оп./с, то на первый план выдвигалась задача построения оптимальной архитектуры многопроцессорной системы. За ее решение А. Н. Мямлин взялся с особым энтузиазмом. Она ему была "очень по душе". Были привлечены ведущие его сотрудники (И. Б. Задыхайло, Е. И. Котов, Л. А. Поздняков), которые с большой тщательностью рассматривали различные схемы построения транспортной сети между процессорами.

Поскольку процессоры не обладали абсолютной надежностью, необходимо было решить задачу резервирования и оперативной их замены при отказе. Здесь сыграла главную роль высокая инженерная квалификация А. Н. Мямлина. Было найдено красивое решение задачи резервирования. Итогом этой комплексной НИР стал выпуск проекта многопроцессорной вычислительной системы с пиковой производительностью до 16 Гфлоп для выполнения задач математической физики (СМС-14).

Было принято решение адаптировать разработку системы СМС-14 под использование транспьютера в качестве процессорного элемента. Создание системы стало на реальную основу. Но требовались инвалютные средства для соответствующих приобретений. Для этого было необходимо одобрение высоких инстанций. Важную поддержку оказал президент АН академик Г. И. Марчук. Гурий Иванович, по существу, курировал эту работу с самого ее начала. Первое обсуждение было на его семинаре. На этапе практической реализации системы большую вклад внес директор НИИ "Квант" член-корреспондент АН В. К. Левин.

В начале этапа практической реализации системы, в июне 1991 г. смерть неожиданно настигла Анатолия Николаевича. К глубокому сожалению, последующее развитие линии параллельных вычислений происходило уже без него.

Одновременно с работой в ИПМ А. Н. Мямлин был председателем Совета по вычислительной технике ГКНТ СМ СССР, членом комиссий по ВТ и сетям ЭВМ Президиума АН СССР, членом Ученого Совета ИПМ и ряда учебных институтов.

А. Н. Мямлин в течение многих лет был непременным участником Межведомственных комиссий, дававшим путевки в жизнь отечественным вычислительным машинам.

Работа таких комиссий предшествовала передаче в производство каждой вновь разработанной вычислительной машины. В комиссию входили представители разработчика, заказчика, завода-изготовителя, а также потенциальные пользователи. Возглавлял комиссию обычно академик А. Н. Дородницын. В этих комиссиях Анатолий Николаевич возглавлял техническую подкомиссию, которая занималась анализом и проверкой аппаратной части машины. Это было признанием его высокого авторитета в среде научной и технической общественности страны.

Статья опубликована 4.04.2002 г.