История из первых рук
Время неумолимо бежит, и сейчас и в России, и на Западе, к сожалению, все меньше остается живых свидетелей становления и творцов вычислительной техники. Мы хотим предложить вашему вниманию запись беседы с профессором, д. т. н. Борисом Моисеевичем Каганом, сделанную во время его приезда в Москву из Лос-Анджелеса в мае 2003 г. на празднование его 85-летнего юбилея. Беседу вел главный редактор еженедельника PC Week/RE Эдуард Пройдаков, в ней также принимал участие профессор Алексей Вольдемарович Шилейко.
Эдуард Пройдаков: Борис Моисеевич, когда впервые вы соприкоснулись с электронной вычислительной техникой?
Борис Каган
Борис Каган: В конце 1953 г. директор Всесоюзного НИИ электромеханики (ВНИИЭМ) академик АН Армении А. Г. Иосифьян и зав. лабораторией ЭНИН АН СССР чл.-корр. АН СССР И. С. Брук договорились о проведении совместных работ по созданию электронной цифровой вычислительной машины М-З, предназначенной для решения инженерных задач.
Первоначально проект ЭВМ М-З был разработан группой сотрудников лаборатории И. С. Брука под непосредственным руководством Н. Я. Матюхина. Этот проект не остался на бумаге благодаря ВНИИЭМ, который взял на себя комплекс работ, включавших изготовление и отладку опытных образцов машины, разработку необходимого программного обеспечения и подготовку технической документации, пригодной для заводского производства машин, подготовку и проведение Государственных испытаний машины МЗ и продвижение в серийное производство. Общее руководство этим комплексом работ было возложено на меня. К этому времени я, в свои 35, мог себя чувствовать состоявшимся ученым и конструктором в области систем автоматики. Я был кандидитом наук, лауреатом Сталинской премии, автором написанной с участием И. Г. Иосифьяна монографии по теории и технологии следящих систем, а также уже имел опыт исследования и создания новой техники, внедрения ее в серийное производство, опыт работы с военной приемкой, проведения Государственных испытаний разработанных устройств и систем.
Э. П.: Борис Моисеевич давайте начнем с предыстории. Расскажите, пожалуйста о том, как вы попали во ВНИИЭМ.
Б. К.: Я в январе 1941 г. окончил с отличием Московский энергетический институт (МЭИ) по специальности "Автоматика и телемеханика". Еще до окончания института, в мае 1940 г., был направлен на дипломное проектирование во Всесоюзный электротехнический институт (ВЭИ). В то временя ВЭИ был крупнейшим научно-исследовательским институтом. В нем работали выдающиеся ученые, в том числе Сергей Алексеевич Лебедев, тогда занимавшийся проблемами устойчивости энергосистем, а впоследствии ставший отцом советской компьютерной технологии.
В ВЭИ я попал во вновь создаваемую лабораторию Андроника Гевондовича Иосифьяна. Это был исключительно талантливый, смелый, энергичный, по-хорошему честолюбивый и иногда довольно резкий человек. Он был яркой личностью, способной выдвигать оригинальные идеи и принимать крупномасштабные решения. Его изобретение бесконтактных сельсинов служит примером нетривиального мышления. Встреча с Андроником Гевондовичем Иосифьяном оказала огромное, решающее влияние на всю мою жизнь.
А. Г. Иосифьян в тридцатые годы создал в ВЭИ лабораторию военной электроники, которую патронировал маршал Тухачевский. В этой лаборатории разрабатывались новаторские проекты в области военной техники, в том числе теплолокационная система наведения корабельных орудий, реагирующая на нагретые трубы кораблей противника. Эта работа получила Сталинскую премию, а лаборатория была преобразована в отдельный институт. Но это награждение и преобразование не коснулось А. Г. Иосифьяна. В 1937 г. появились слухи, что его отец арестован в Армении и А. Г. Иосифьян был исключен из партии и отправлен простым сотрудником в чужую лабораторию. Здесь он изобрел свои бесконтактные сельсины, которые нашли применение в ряде технических систем. К моменту моего прихода в ВЭИ (весна 1940 г.) Иосифьян был восстановлен в партии и ему была предоставлена возможность создать свою лабораторию. Я оказался одним из первых ее сотрудников. Иосифьян в это время заканчивал докторскую диссертацию по теории и методам расчета бесконтактных сельсинов. Он поручил мне произвести, используя формулы его диссертации, довольно сложные расчеты характеристик этих устройств, и создать установку для сравнения результатов расчетов с реальными характеристиками. Результаты этих расчетов и экспериментов были включены в диссертацию.
А. Г. Иосифъян в конце 1940 г. защитил докторскую диссертацию в ЭНИНе и стал профессором. Отмечу, что одним из оппонентов его диссертации был упомянутый выше И. С. Брук, занимавшийся в то время, как и С. А. Лебедев, исследованием устойчивости энергосистем.
Здесь позволю себе сделать некоторое отступление. Дело в том, что расчеты устойчивости энергосистем были связаны с решением сложных систем нелинейных дифференциальных уравнений, которые требовали применения исключительно трудоемких численных методов. Чтобы преодолеть эти трудности, создавались специальные технические устройства: электромеханический расчетный стол (С. А. Лебедев) и электромеханический интегратор (И. С. Брук). Вот почему С. А. Лебедев и И. С. Брук первыми оценили достоинства цифровых ЭВМ и стали пионерами в создании первых отечественных ЭВМ. Вернусь к своему рассказу.
В начале осени 1941 г. фронт приближался к Москве. Возникла непосредственная угроза для Москвы. Производилась эвакуация московских предприятий и организаций. Я, вместе с другими сотрудниками А. Г. Иосифьяна, получил документы на эвакуацию. Я имел бронь, освобождающую меня от мобилизации в армию. 15 октября 1941 г. в Москве началась паника. Люди покидали столицу всеми доступными средствами. Не работало метро, которое готовили для взрыва. На всех крупных предприятиях оставались бригады взрывников. В этой обстановке я считал для себя невозможным уезжать в эвакуацию и 15 октября пошел в военкомат в качестве добровольца.
Я попал рядовым в разведвзвод Первого полка 3-ей Московской дивизии. Я участвовал в разведоперациях далеко впереди расположения частей дивизии, в том числе прикрывал отход командующего армией генерала Рокосовского и его штаба во время ноябрьского наступления немцев на Москву. После разгрома немцев под Москвой нашу дивизию отвели на месяц на обучение, поскольку она была сформирована в основном из необученных людей, которые не проходили военную службу.
Тем временем Иосифьян с очень небольшим количеством сотрудников вернулся в Москву и получил от правительства срочное задание, связанное с разработкой и изготовлением специализированных сельсинов для первых радиолокационных станций управления зенитными батареями. И для этого дела он добился отзыва меня из армии.
В январе 1942 г. я прибыл на завод № 627, который получил Иосифьян для работ по военной электротехнике.
Я возглавил лабораторию, производившую исследования и разработку сельсинов. Работали очень напряженно, до позднего вечера. Не могли возвращаться домой – Москва была на военном положении. Ночевали в лаборатории. Было очень голодно. Осенью 1942-го сдали военной приемке первую партию приборов.
В ноябре 1942 г. в дни Сталинградской битвы "Правда" опубликовала указ о награждении участников создания новой техники для фронта (первых радиолокационных станций управления зенитными батареями), работников нескольких организаций, в том числе А. Г. Иосифьяна – Орденом Ленина, а меня – Орденом Трудового Красного Знамени.
В 1946 г. я защитил кандидатскую диссертацию. Вскоре завод № 627 был преобразован во Всесоюзный НИИ Электромеханики (ВНИИЭМ).
ВНИИЭМ становится участником решений многих государственно важных проблем создания новой техники и технологий. Летом 1948 г. два американских самолета "Боинг В29" ("летающая крепость"), потеряв ориентировку, сели на нашем Дальнем Востоке. Самолеты были переправлены в Москву. Эти самолеты, и особенно их оборудование, представляли собой пример последних достижений американской конструкторско-технологической мысли. Америка, поздно вступившая в войну, имела время, чтобы развивать свою науку и технологию, в то время как в России война задержала разработку новых технологических процессов и конструкторских решений. Самолет был битком набит новейшим, специально для него разработанным электротехническим, радиотехническим и локационным оборудованием. Это был четырехмоторный супердальний стратегический бомбардировщик. С таких самолетов были сброшены атомные бомбы на Хиросиму и Нагасаки. Это была действительно "летающая крепость", поскольку самолет имел пять стрелковых установок (турелей), снабженных пулеметами. Две турели стояли сверху на фюзеляже, две находились внизу, под фюзеляжем. Была еще кормовая установка. Стрелки находились в "блистерах" с хорошим обзором, а наведение оружия на цели и слежение за ними осуществлялось дистанционно посредством прицелов, снабженных сельсинами, и сельсинно-амплидных следящих систем, заставляющих пулеметы воспроизводить с высокой точностью движения прицелов. В системе использовались аналоговые компьютеры для повышения точности стрельбы.
Сталин потребовал воспроизвести такой самолет. Выполнение этого задания было возложено на КБ А. Н. Туполева. Многие министерства, институты и предприятия были привлечены к участию в этой работе. ВНИИЭМ поручили создание систем дистанционного управления пушечными (замечу, не пулеметными) установками туполевской "летающей крепости" Ту-4.
Во ВНИИЭМ руководство этими работами было возложено на меня. А мне еще не стукнуло двадцати восьми лет, я только пять лет назад кончил институт. Хорошо, что я был подготовлен в части понимания принципов работы системы. Надо было создать летающую дистанционно управляемую зенитную батарею. При этом все должно быть создано на совершенно новых материалах и конструкциях – новые провода, новые штыревые разъемы, новые электронные лампы, новые электромагнитные реле, которых в моем комплексе было несколько сотен, новые сельсины, серводвигатели, электромашинные усилители (амплидины), которые в нашей стране вообще никогда не производились. Надо было испытать образцы отдельных элементов системы, определить характеристики, сформулировать технические условия, разработать чертежи и другую техническую документацию, взаимодействовать с организациями, которым можно было поручить подготовку серийного производства. В общем, это была гигантская работа.
Надо было изготовить и испытать опытные образцы отдельных устройств и системы в целом. Каждый прибор, каждое устройство должны были пройти отдельные государственные испытания в НИИ ВВС в Чкаловском. Моя лаборатория была превращена в отдел. Причем, как это было заведено Иосифьяном, отдел помимо лабораторий имел собственные конструкторское бюро и макетную мастерскую, т. е. представлял собой как бы миниатюрное НИИ.
Такая организация работ имела принципиальное значение для создания условий эффективной и динамичной работы коллектива. Одной из лабораторий, которая занималась испытанием и исследованием системы в целом, руководил будущий академик Николай Шереметьевский, который до этого был начальником опытного цеха ВНИИЭМ.
Замечу здесь, что такая эффективная структура отдела, впоследствии сыграла положительную роль, когда мой отдел переключился на работы в области электронной вычислительной техники.
Изготовленные опытные образцы отдельных электронных и электромеханических устройств после испытаний в лабораториях успешно прошли Государственные испытания в НИИ ВВС.
Параллельно на авиационных заводах и привлеченных предприятиях готовилось серийное производство этих самолетов, в том числе нашего оборудования. Во ВНИИЭМ нам предоставили большой зал, в котором были установлены полученные от КБ Генерального конструктора самолетного вооружения И. И. Торопова механические части пушечных установок. Были смонтированы на них электрические приборы и машины. В общем был собран весь комплекс, состоящий из пяти пушечных башен со всем электронным и электромеханическим оборудованием.
После того как прошли в нашем зале испытания комплекса в целом, мы отправились на авиационный завод № 22 в Казани и длительное время там работали по наладке нашего комплекса на первых образцах самолета Ту-4.
Наконец начались летные испытания Ту-4 в Летно-испытательном институте в Жуковском. После их завершения настала очередь Государственных испытаний самолета в целом. Во время испытаний я находился в Жуковском, мои сотрудники тоже были там, и я неоднократно встречался с А. Н. Туполевым, а также с его заместителем – известным авиаконструктором Архангельским. Государственные летные испытания Ту-4 закончились успешно. Весной, я уже сейчас не помню какого года, 1947-го или 1948-го, мы увидели во время парада на Красной площади пролетающую эскадрилью стратегических бомбардировщиков Ту-4. В 1949 г. закрытым постановлением правительства мне и Н. Шереметьевскому одновременно с Туполевым, были присвоены звания Лауреатов Сталинской премии и выданы соответствующие премии. Значение работ по созданию комплексов бортового оборудования Ту-4 далеко выходило за рамки конкретного самолета. Произошла техническая революция в бортовом оборудовании самолетов. Это сопровождалось освоением в серийном производстве всего, что было создано для Ту-4. Многие годы после прекращения производства Ту-4 это оборудование использовалось при создании новых самолетов разных типов.
Э. П.: С академиком А. Г. Иосифьяном я познакомился году в 1982-м. Он тоже получил Сталинскую премию и, кстати говоря, хвастался, что не поменял ее медаль на медаль Государственной премии.
Б. К.: Сталинскую он получил позже за создание амплидинов для промышленных систем. Еще позднее он стал лауреатом Ленинской премии и Героем Социалистического Труда.
Опыт, полученный при выполнении этой работы, и сопровождавшие ее теоретические исследования позволили мне в соавторстве с А. Г. Иосифьяном написать монографию по теории и технологии следящих систем, которая многие годы использовалась в качестве учебного пособия в вузах и военных академиях. Книга была переведена и издана в Китае.
В самом начале 50-х мне удалось найти оригинальное решение (изобретение) поставленной правительством проблемы повышения точности работы регуляторов бортовых источников питания. Точность работы регуляторов удалось увеличить более чем в 100 раз. Это имело принципиальное значение для повышения точности траекторий баллистических ракет.
Соответствующие электронные бортовые приборы были разработаны и началось их производство. Они использовались, в частности, при запуске первого спутника и корабля Юрия Гагарина. За эту работу по представлению группы академиков ВАК в 1958 г. присвоил мне ученую степень доктора технических наук без защиты диссертации. Я был награжден орденами за вклад в обеспечение полетов первого спутника Земли и корабля Ю. А. Гагарина.
Э. П.: Давайте вернемся к работам ВНИИЭМ в области вычислительной техники. Хотя в Музее размещена ваша подробная статья об истории вычислительной техники во ВНИИЭМ, уверен, вы можете добавить некоторые интересные сведения.
Б. К.: С 1953 г. мои интересы сосредотачиваются вокруг проблем вычислительной техники и ее применения для инженерных расчетов и управления. В начале нашей встречи было сказано о соглашении И. С. Брука и А. Г. Иосифьяна о совместной работе по созданию одной из первых электронных цифровых вычислительных машин М-З.
Я договорился с А. Г. Иосифьяном о перепрофилировании моего отдела на разработку вычислительной техники и методов ее применения в работах ВНИИЭМ. При этом сохранялась отмеченная выше весьма эффектная структура отдела с собственным конструкторским бюро и макетной мастерской. Это обеспечивало сокращение сроков выполнения принятых на себя ВНИИЭМ работ. Отдел пополнялся молодыми специалистами: Г. Лопато, В. Долкарт, Г. Новик, М. Каневский, В. Адасько, Федосеев и др., подавляющее число которых не имели специальной подготовки в области вычислительной техники, но оказались очень способными людьми.
Еще будучи студентом-практикантом в ВЭИ, я видел, как с утра по понедельникам ученые бежали в институтскую библиотеку знакомиться с новыми зарубежными журналами. С тех пор у меня развился аппетит к новой зарубежной научно-технической информации.
Я требовал от своих сотрудников, если не уметь говорить по-английски, то уметь свободно читать американские журналы по вычислительной технике. Это стало привычкой, и я думаю, что наш коллектив разработчиков, возможно, был одним из самых образованных, и не только в отношении современных архитектур вычислительных машин, но и по вопросам современной технологии изготовления вычислительной техники, в том числе внешних устройств. Наш отдел, с помощью опытного цеха ВНИИЭМ, произвел изготовление и отладку (с участием сотрудников И. С. Брука) опытных образцов МЗ, разработку для нее необходимого программного обеспечения, технической документации, пригодной для заводского выпуска машин, подготовил и провел в 1956 г. Государственные испытания машины М-З, по результатам которых ЭВМ М-З была рекомендована для серийного производства. И тут она повисла бы в воздухе, как созданная не в профильных ведомствах, а совместно лабораторией ЭНИН АН СССР и ВНИИЭМ электропромышленности. Но оказалось, что в Минске заканчивается строительство завода ЭВМ и его нечем загрузить. Состоялось решение Госплана о передаче ЭВМ М-З на серийное производство на Минский завод вычислительных машин.
Машина М-З стала прародительницей серии ЭВМ "Минск". По технической документации и с технической помощью ВНИИЭМ была построена первая ЭВМ в созданной в 1956 г. Ереванском НИИММ. Таким образом, создание ЭВМ М-З сыграл важную роль в становлении создаваемых баз разработки и производства электронной вычислительной техники в Белоруссии (Минск) и Армении (Ереван).
В начале 60-х отдел вычислительной техники начал по заказу Уралмашзавода разработку высокопроизводительной управляющей машины (УВМ), впоследствии получившей название ВНИИЭМ-3.
Общее руководство комплексом работ по этой машине было возложено на меня, назначенного главным конструктором ВНИИЭМ-3. Машина была разработана группой сотрудников нашего отдела под непосредственным руководством В. М. Долкарта. Универсальная полупроводниковая высокопроизводительная управляющая вычислительная машина ВНИИЭМ-3 имела оригинальную архитектуру. Впервые в отечественной вычислительной технике использовались такие архитектурные решения, как оперативная память с автоматической коррекцией ошибок, многоуровневая система прерывания для управления асинхронными процессами, унифицированные каналы с возможностью реализации межмашинного обмена данными, программно-управляемая система профилактических испытаний. Впервые в стране был использован надежный монтаж накруткой вместо пайки. В 1966 г. УВМ ВНИИЭМ-3 успешно прошла Государственные испытания и была рекомендована для серийного производства.
В то время, несомненно, УВМ ВНИИЭМ-3 была единственной в стране УВМ с хорошо сбалансированными для управления сложными технологическими и информационными процессами.
ВНИИЭМ имел заказы на эту УВМ на несколько миллионов рублей. Можно было даже построить специальный завод для выпуска этих машин. Но несмотря на ряд постановлений Правительства и Госплана, началась бюрократическая межведомственная волокита, и в результате вопрос о серийном проиводстве ВНИИЭМ-3 не был решен. Производство этих машин в небольшом объеме продолжалось только в Истринском филиале ВНИИЭМ, Вспоминаю, как однажды министр Электропрома Оболенский привел ко мне в лабораторию Председателя Госкомитета по науке и технике Кирилина и второго секретаря МК КПСС Дементьева. Я показал им УВМ ВНИИЭМ-3, объяснил ее возможности и ситуацию с серийным производством: "Я простой профессор и могу резать правду-матку. Вы считаете министра Руднева с его Министерством приборостроения передовиками в экономической перестройке потому, что они учинили в главках хозрасчет. А я скажу вам, как специалист, что их техническая политика абсолютно неграмотная. Руднев затрачивает десятки миллионов на технически и экономически нелепую попытку создать в своих организациях ЭВМ с архитектурой IBM-360 на простых транзисторах На самом деле он должен был разориться и стоять на паперти с протянутой рукой". Секретарь МК Дементьев, уходя, сказал мне: "Вы хорошо выступили, но почему вы сказали, что только профессор может говорить правду. Я попрошу зав. отделом машиностроения Фролова вас принять". Я был на приеме у Фролова, но вопрос так и не удалось решить.
А вот когда возникла необходимость в УВМ высокой производительности для государственно важных объектов, в том числе для Ленинградской атомной станции и подобных станций в Курске, Смоленске, Чернобыле и других местах, то оказалось, что ни в Минприборе, ни в Минрадиопроме ничего подходящего нет, и пришлось комиссии министров с участием упомянутого министра Руднева рекомендовать ЭBM ВНИИЭМ-3 для этой цели. Системы сбора и обработки данных атомных станций на основе двух-машинных комплексов ВНИИЭМ-3 были изготовлены в Истринском филиале ВНИИЭМ. В связи со сказанным, мне вспомнилось знаменательное предпусковое совещание на Ленинградской атомной станции, на которое я сопровождал Иосифьяна как главный конструктор ВНИИЭМ-3. Совещание вел знаменитый министр Средмаша Славский, присутствовал директор Института атомной энергии академик А. П. Александров.
В это время наши сотрудники из Истринского филиала заканчивали на реакторе отладку ВНИИЭМ-3 в комплексе с датчиками. Кстати, на Чернобыльской станции УВМ ВНИИЭМ-3 зафиксировала все происходящее в реакторе во время дьявольского эксперимента авантюристов, которые отключили цепи воздействия машины на реактор.
Э. П.: Хотелось бы услышать историю, как в МИИТе создавалась ваша кафедра, как она развивалась.
Б. К.: В 1962 г. правительство специальным постановлением предписало ряду вузов – МЭИ, МИФИ, МВТУ и некоторым другим, в том числе МИИТ, организовать подготовку специалистов по электронной вычислительной технике, а немногих из них, включая МИИТ, и по программному обеспечению. Тогда же была создана соответствующая кафедра.
Хотя МИИТ – транспортный институт, но эти специальности были общесоюзными и готовили специалистов по тем же учебным планам, как МЭИ, МВТУ и др. В МИИТе был создан факультет технической кибернетики, в который входила эта кафедра.
До меня там заведующим был специалист по энергетике, далекий от вычислительной техники. В 1966 г. сотрудники кафедры потребовали, чтобы им дали другого заведующего. Присутствующий здесь Алексей Вольдемарович Шилейко (с которым лично я не был знаком) рекомендовал меня ректору в качестве зав. кафедры. Я в это время уже был доктором и профессором по специальности вычислительная техника, автором нескольких монографий. Ректор МИИТа проф. Ф. П. Кочнев пригласил меня занять кафедру "Электронные вычислительные машины и системы", выпускавшую специалистов по двум специальностям – инженеров-системотехников по специальности "ЭВМ и системы" и инженеров-математиков по специальности, получившей неудачное название "Прикладная математика", хотя речь шла о подготовке специалистов по программному обеспечению ЭВМ и систем управления.
Предложение ректора меня заинтересовало, я хорошо понимал чему и как надо учить студентов. С 1966 г. я семь лет руководил кафедрой по совместительству, а затем перешел в штат МИИТа. Кафедра освобождалась от неспециалистов и пополнялась выпускниками своими и из МИФИ. Приглашались для чтения лекций бывшие мои сотрудники из ВНИИЭМ (Г. Новик и В. Долкарт), а также профессор М. Карцев. Большую помощь оказал мне будущий профессор Алексей Шилейко, руководивший созданной при кафедре научной лабораторией "Системы программного обеспечения". Постоянно обновлялось содержание лекционных курсов и дипломных проектов, модернизировались учебные лаборатории. Например, были созданы одни из первых в стране учебные лаборатории: "Интерфейсы ЭВМ" и "Микропроцессоры и микропроцессорные устройства". Уделялось большое внимание обеспечению учебного процесса методическими руководствами. Кафедра являлась автором государственных учебных программ по ряду дисциплин. Шла активная подготовка аспирантов. За время моей работы во ВНИИЭМ и на кафедре я подготовил около 40 кандидатов наук. Кафедра стала одной из ведущих по своему профилю. Этому способствовали и написанные мной (многие в соавторстве с моими аспирантами) монографии и учебные пособия по актуальным проблемам вычислительной техники, которые использовались в учебном процессе во многих вузах.
Э. П.: Мне недавно подарили вашу со Сташиным книгу по микропроцессорным устройствам, которая была очень популярна в 80-х годах. Спасибо за беседу. Еще раз разрешите поздравить вас с 80-летием!
