Создателю компьютеров советской ПРО исполняется 80 лет

Обсуждение материалов раздела сайта.
Ответить
Аватара пользователя
Силантий
Сообщения: 3016
Зарегистрирован: 27 дек 2004, 04:42
Откуда: Ленинград
Контактная информация:

Создателю компьютеров советской ПРО исполняется 80 лет

Сообщение Силантий » 16 фев 2007, 02:00

http://rnd.cnews.ru/math/reviews/index_ ... /08/234886

Создателю компьютеров советской ПРО исполняется 80 лет

08.02.07

Исполняется 80 лет со дня рождения выдающегося ученого, главного конструктора высокопроизводительных комплексов специального назначения и создателя знаменитого «Эльбруса».
Одной из основ национальной безопасности и экономической независимости страны являются высокопроизводительные вычислительные системы, с помощью которых решаются задачи оборонного, научного и хозяйственного характера. Способность державы самостоятельно разрабатывать и производить такие системы определяют ее статус на мировой арене. Советский Союз имел сильные позиции в разработке суперЭВМ, ведь именно наши ученые создали первый в мире компьютер «миллионник», смогли разработать многопроцессорные системы. Многие из сформулированных тогда идей актуальны до сих пор.
Сегодня в силу различных обстоятельств Россия сдала позиции в этой области, но, по мнению многих экспертов, у нас есть шанс к возрождению отечественных компьютерных школ и достойному включению их в мировое сообщество компьютеростроителей. В мировой компьютерной индустрии нарастает кризисное явление под названием "архитектурный голод" и наш опыт в создании высокопараллельных архитектур может быть востребован.
К сожалению, общество забывает имена тех, кто добился независимости и лидерства нашей страны в области вычислительной техники. Но их заслуги продолжают жить в поступках и сердцах последователей и учеников. Одним из выдающихся отечественных разработчиков ЭВМ является Всеволод Сергеевич Бурцев - главный конструктор первых (и фактически единственных) советских суперкомпьютеров и вычислительных комплексов для систем управления реального времени.
В стенах ИТМиВТ В.С. Бурцев прошел все ступени инженерной работы последовательно от инженера до начальника инженерно-конструкторского отдела и заместителя директора по научной работе. В мае 1973 года после смерти С.А. Лебедева Всеволод Сергеевич был назначен директором института. Коллектив ИТМиВТ бережно хранит память о выдающемся ученом, талантливом руководителе, заботливом наставнике.
Творческое наследие В.С. Бурцева очень многогранно и требует отдельного исследования. В данной статье остановимся на наиболее ярких моментах.
Жизнь и научная судьба В.С. Бурцева во многом связана с Институтом точной механики и вычислительной техники АН СССР, в который он пришел в 1950 году в качестве студента-дипломника и проработал 36 лет.

Учителем В.С. Бурцева стал С.А. Лебедев, увидевший в нем талантливого конструктора и доверивший ему ответственное дело – разработать систему управления первой советской быстродействующей электронной машины БЭСМ. Это стало основой его дипломной работы. В процессе работы В. С. Бурцев настолько проявил себя, что стал одним из ведущих разработчиков БЭСМ. За эту работу Всеволод Сергеевич в возрасте 29 лет был награжден орденом Ленина.
В 1953 - 1956 гг. В. С. Бурцев разработал принцип селекции и оцифровки радиолокационного сигнала, что позволило впервые в мире осуществить автоматический съем данных с обзорной радиолокационной станции для наведения истребителей на воздушные цели. Успешно проведенный натурный эксперимент по одновременному сопровождению нескольких целей послужил основой для создания систем автоматического наведения на цель.
Системы строились на базе вычислительных машин «Диана-1» и «Диана-2», разработанных коллективом под руководством В.С. Бурцева. На основе данной работы В. С. Бурцев подготовил кандидатскую диссертацию. На ее защите, состоявшейся в 1962 году, члены совета единогласно проголосовали за присуждение ему степени доктора технических наук.
В 1956 - 1961 гг. под непосредственным руководством В.С. Бурцева были разработаны принципы построения вычислительных средств противоракетной обороны (ПРО) - на базе дискретных ЭВМ удалось построить радиолокационные станции точного наведения. В результате был создан высокопроизводительный вычислительный комплекс, решающий задачи высококачественного автоматического управления сложными, разнесенными в пространстве объектами, работающими в масштабе реального времени.
Комплекс был оснащен самой быстродействующей на тот момент машиной М-40/М-50 (с быстродействием 40 – 50 тыс. оп/с). В ЭВМ М-40 были реализованы впервые предложенные В.С. Бурцевым принципы распараллеливания вычислительного процесса за счет аппаратных средств - все основные устройства машины (арифметическое, управления, ОЗУ, управления внешней памятью и т.д.) имели автономные системы управления и работали параллельно во времени.
Впервые был использован принцип мультиплексного канала, благодаря которому без замедления вычислительного процесса удалось осуществить прием и выдачу информации с десяти асинхронно работающих направлений с общей пропускной способностью 1 млн бит/с.

В марте 1961 года успешно прошли государственные испытания противоракетного комплекса – неоднократно удавалось сбить реальную баллистическую боеголовку практически прямым попаданием. Американцы смогли повторить этот успех спустя 23 года.
В этой истории есть еще знаменательный факт, обросший легендами – достижение наших ученых спровоцировало рождение интернета. История гласит, что во время испытаний противоракетного комплекса на полигоне Сары-Шаган в конце 60-х годов Сергей Алексеевич Лебедев и Всеволод Сергеевич Бурцев объединили между собой несколько вычислительных комплексов, что стало прообразом первых компьютерных сетей. Соответствующие данные разведки привели в панику американское военное командование, и одним из результатов этого стало создание сети ARPANET, основы будущего интернета.
Высокая точность поражения баллистических ракет, обеспеченная ПРО, заставила США искать пути заключения договора с СССР об ограничении ПРО, который появился в 1972 году.
В 1966 году на боевое дежурство заступили первые комплексы противоракетной обороны, - над Москвой была развернута полноценная система противоракетной обороны на базе более скоростной ЭВМ 5Э92б, которая создавалась под непосредственным руководством В.С. Бурцева. В ней обеспечивалась повышенная структурная надежность и достоверность выдаваемой информации, основанная на полном аппаратном контроле вычислительного процесса.
В этой ЭВМ впервые был реализован принцип многопроцессорности, внедрены новые методы управления внешними запоминающими устройствами, позволяющие осуществлять одновременную работу нескольких машин на единую внешнюю память. Все это дало возможность по-новому строить вычислительные управляющие и информационные комплексы для систем ПРО, управления космическими объектами, центров контроля космического пространства и другие. Многомашинные вычислительные комплексы с автоматическим резервированием хорошо зарекомендовали себя на боевых дежурствах, благодаря чему наша система противоракетной обороны считается самой неуязвимой в мире. Также этими машинам был оснащен центр контроля космического пространства, многие информационные и научные центры военного профиля.
В 1969 - 1972 гг. для нужд возимых комплексов противоздушной обороны В.С. Бурцев создает первую вычислительную трехпроцессорную ЭВМ 5Э261 – 5Э265, построенные по модульному принципу. Каждый модуль (процессор, память, устройство управления внешними связями) полностью охвачены аппаратным контролем, благодаря чему осуществлялось автоматическое скользящее резервирование на уровне модулей в случае их отказов и сбоев, практически без прерывания вычислительного процесса. Производительность ЭВМ составляют рекордную для тех времен 1 млн оп/с при очень малых размерах – менее 2 кубических метров. Эти комплексы в системе С-300 и до настоящего времени стоят на боевом дежурстве и продаются в другие страны.
Следующим важным этапом стало создание второго поколения противоракетного комплекса. В 1969 году была поставлена задача разработать вычислительную систему с производительностью 100 млн оп./с. Для тех времен это были очень серьезные скорости. Поэтому возникла идея многопроцессорного вычислительного комплекса «Эльбрус». Главным конструктором темы был назначен В. С. Бурцев.
Основная идея нового комплекса – использовать многопроцессорную архитектуру не только для повышения надежности, как это было до сих пор, но и в целях увеличения производительности. Машину заложили в 1970 году. В целом «Эльбрус» является полностью оригинальной отечественной разработкой. Была создана многопроцессорная структура, где при увеличении числа процессоров производительность практически не падает.
В те времена в зарубежных аналогах уже четвертый процессор не давал прибавки производительности. Но в «Эльбрусе» были заложены такие схемотехнические, архитектурные и конструкторские решения, благодаря которым производительность МВК практически линейно возрастала при увеличении числа процессоров до 10.

В 1980 году "Эльбрус-1" с общей производительностью 15 млн опер./с успешно прошел государственные испытания. МВК "Эльбрус-1" стала первой в Советском Союзе ЭВМ, построенной на базе ТТЛ-микросхем. В программном отношении ее главное отличие - ориентация на языки высокого уровня (языки класса Ассемблер в системе отсутствуют). Поэтому была разработана собственная операционная система, система файлов и система программирования «Эль-76».
«Эльбрус-1» имел самостоятельное значение, работая во многих системах военного назначения – в системе ПРО, Центре контроля космического пространства и многих других.
В.С. Бурцев был всегда верен принципу своего учителя С.А. Лебедева – «вести работу шаг за шагом». Поэтому следующим этапом стал перенос архитектурных решений «Эльбруса-1» на новую элементную базу - так появился «Эльбрус-2», основанный на базе ЭСЛ интегральных схем.
В качестве главного конструктора машины Бурцев В.С. наряду с принципиальными схемотехническими вопросами большое внимание уделял конструктивно-технологическим вопросам, принципиальным вопросам системы охлаждения и повышения интеграции элементной базы, а также вопросам автоматизации проектирования. В процессе создания МВК "Эльбрус-2" по его инициативе и при непосредственном участии были созданы новые быстродействующие интегральные схемы, высокочастотные групповые разъемы, многокристальные и большие интегральные схемы, микрокабели, прецизионные многослойные печатные платы. Это было большим продвижением технологий микроэлектроники в нашей стране.
Спустя пять лет в 1985 году прошли были успешно завершены Государственные испытания десятипроцессорного МВК "Эльбрус-2" производительностью 125 млн оп/с.
Дальнейшим развитием «Эльбруса-2» по замыслу В.С. Бурцева должно было стать введение векторных процессоров. Разработанный им векторный процессор имел быстродействие порядка 200 – 300 млн оп./с. Три-четыре таких процессора в составе МВК обеспечивали оптимальное сочетание скалярных и векторных операций. На тот момент это была бы одна из наиболее высокопроизводительных машин в мире - около 1 млрд оп/с.
Но обстоятельства заставили В.С. Бурцева покинуть в 1985 году Институт и перейти в Вычислительный центр коллективного пользования (ВЦКП), где он продолжил развивать идеи высокоскоростных параллельных вычислений вначале в должности заместителя директора (1985 – 1992 гг.), а затем и в качестве директора (1992 – 1995 гг). После закрытия центра В.С. Бурцев организовал Институт высокопроизводительных вычислительных систем и с 1995 по 1998 являлся его директором.
В эти годы коллективом под его руководством была разработана структура суперЭВМ, основанная на новом «не Фон-Неймановском принципе», и обеспечивающая существенное распараллеливание вычислительного процесса на аппаратном уровне. Принципиальной особенностью предлагаемой архитектуры является автоматическое динамическое распределение ресурсов вычислительных средств между отдельными процессами и операторами. Так был заложен проект оптической сверхвысокопроизводительной вычислительной машины (ОСВМ) РАН.
В.С. Бурцев придавал большое значение подготовке научных кадров и обучению студентов. Под его руководством успешно защитили диссертации на соискание ученой степени кандидата и доктора технических наук более 40 человек. В 1965 году ему присваивается ученое звание профессора по кафедре «Электронно-вычислительных машин». Почти тридцать лет он преподавал в Московском физико-техническом институте со дня его основания, в том числе заведовал базовой кафедрой «Электронно-вычислительные машины» (1973 - 1985 гг.). В 1976 году он был избран членом-корреспондентом АН СССР, а в 1998 году стал действительным членом Российской академии наук.
В. С. Бурцеву принадлежит более 200 научных трудов. За свой труд Всеволод Сергеевич был удостоен Ленинской (1966 г.) и Государственных премий (1971 г., 1985 г.), награжден орденами и медалями СССР и Российской Федерации.
Всю свою жизнь В.С. Бурцев отстаивал важный принцип: суперЭВМ нужны государству, так как они определяют его национальную безопасность и экономическую независимость. Без них невозможны передовые исследования во многих областях, например в самолетостроении, фармакологии, атомной энергетики, биологии, генетики и т.д. Передовая держава не может развиваться, не имя собственного парка суперЭВМ, даже несмотря на отставание в элементной базе.
Стоит вспомнить, что С-300 до сих пор успешно конкурирует с более современным американским ЗРК «Патриот», несмотря на то, что управляющая ЭВМ отечественного комплекса построена на интегральных схемах 70-х годов, а уже тогда СССР отставал от американцев по элементной базе более чем на десять лет.
ИТМиВТ продолжает развивать идеи В.С. Бурцева и вести исследования перспективных вычислительных архитектур. Однако такую задачу государственного масштаба институту не "вытянуть" в одиночку. Необходимы объединение передовых творческих коллективов - и государственная поддержка.

Экспертная группа / R&D.CNew

Аватара пользователя
Силантий
Сообщения: 3016
Зарегистрирован: 27 дек 2004, 04:42
Откуда: Ленинград
Контактная информация:

Сообщение Силантий » 20 мар 2007, 21:11

http://rnd.cnews.ru/reviews/index_scien ... /20/241211

ПРО СССР и роль личности в высоких технологиях

20.03.07

Первая конференция памяти академика Всеволода Сергеевича Бурцева, прошедшая в Институте точной механики и вычислительной техники 14 февраля 2007 года, позволила заново, в условиях новой эпохи осознать характерные черты личности ученого, обеспечившего разработку и ввод в строй компьютерных комплексов первой в мире советской системы ПРО, а также оценить масштаб кадровых и мотивационных проблем, стоящих перед Россией сегодня.

Все познается в сравнении. Непредвзятая оценка нынешнего состояния российской науки дает возможность оценить масштаб достижений советских ученых минувших лет. Одним из таких достижений явилось создание первой в мире системы противоракетной обороны и вычислительных комплексов, способных обеспечить ее работу в единственно возможном реальном масштабе времени. Сложность проблем, решенных в СССР полвека назад, сегодня воспринимается как беспрецедентная. А беспрецедентные задачи, как хорошо известно из истории, способны решать лишь экстраординарные личности.

Как советским ученым удавалось сделать, казалось бы, невозможное? Почему они не боялись браться за сверхсложные задачи и, как правило, успешно решали их? Что скрывается за такими, уже ставшими штампами, формулировками – «масштабная фигура», «основатель научной школы»?

Ряд ответов на эти вопросы прозвучал на конференции в выступлениях друзей и соратников В.С. Бурцева, десятилетия работавших с ним. За рассказом о научном наследии Всеволода Сергеевича участники смогли увидеть личность ученого, руководителя и конструктора, многогранность которой не позволяет полно описать ее в узких рамках стереотипных формулировок.
Ценность анализа личности успешного отечественного ученого особенно полезна для молодого поколения специалистов – в нем можно черпать знания и опыт для возрождения научно-технического потенциала страны. Героизм ученых-энтузиастов прошлых лет характеризовался их фанатичной увлеченностью работой, научным бесстрашием в решении сложнейших задач, изначально казавшихся не выполнимыми, бескорыстном служении Родине, заботливом отношении к сотрудникам – во многом эти качества утеряны ныне, а их возрождение является серьезной и, в том числе, воспитательной задачей.

«Абсолютная научная смелость и нацеленность на результат»

В.С. Бурцев брался за решение таких задач, которые многие мастистые академики считали невыполнимыми. Как: «Всеволода Сергеевича характеризовала абсолютная научная смелость, – вспоминает заведующий кафедрой АСВК МГУ им. М.В. Ломоносова Л.Н. Королев, под руководством которого разрабатывалось математическое и программное обеспечение для всех ЭВМ, созданных в ИТМиВТ. – Он брался за очень сложные задачи, вполне возможно не осознавая до конца всех трудностей, но, тем не менее, успешно их преодолевая. То, что удалось ему – на машинах малой производительности за счет уникальной многопроцессорной архитектуры и логики создать передовые вычислительные комплексы, принесшие огромную пользу государству, – не иначе как подвигом не назовешь».

Уникальной характеристикой В.С. Бурцева являлась его исключительная нацеленность на результат. По словам главного конструктора ОАО «НПО «Алмаз» В.С. Селиванова, В.С. Бурцев умело вовлекал в работу специалистов: в самом начале работы над архитектурой привлекались схемотехники, начинали работать системные программисты, а на заводе приступали к наладке технологического процесса производства. И это служило залогом успеха и доведения всех вычислительных комплексов, разработанных в ИТМиВТ, до серийного производства.

Генеральный конструктор ОАО «Концерн ПВО «Алмаз-Антей» А.И. Савин поделился воспоминаниями о совместной работе с В.С. Бурцевым над созданием системы предупреждения о ракетном нападении (СПРН). Для 60-х годов, при том уровне развития техники – это было немыслимой задачей: необходимо было по снимкам из космоса отслеживать возможный пуск ракеты из любой точки земного шара. Основная тяжесть ложилась на вычислительный комплекс, который в реальном масштабе времени должен был обработать цифровой снимок, очистить его от шумов, проанализировать на предмет наличия на нем вспышек от запуска ракет и т.д. И все требовалось сделать с высочайшим уровнем точности, при нулевой вероятности ложного срабатывания.

Стоит отметить, что в те времена никто не верил, что можно разработать такую систему. Но коллективу ИТМиВТ под руководством В.С. Бурцева удалось с блеском выполнить поставленную задачу. Создание СПРН позволило обеспечить мирное развитие международной обстановки. Система продолжает служить и сегодня на ЭВМ, разработанных 30 - 40 лет назад.

Как отметил А.И. Савин: «Мы трудились настолько самозабвенно, что сегодня сложно понять, как мы смогли выдержать такой темп работы. Необходимо постараться воспитать молодежь в том же духе, и жизненный путь В.С. Бурцева является лучшим для этого примером».

«Большие знания сочетались с отменной конструкторской интуицией»

В.И. Рыжов, заместитель директора ИТМиВТ по науке и специальной тематике (1975 – 1993 гг.) отметил важную черту В.С. Бурцева, заключающуюся в сочетании большого багажа знаний с отменной конструкторской интуицией. Он великолепно владел инженерным искусством и разбирался во всех тонкостях построения ЭВМ. Ведь в разработке машин очень было непросто выдержать баланс: сделать ее максимально быстродействующей в рамках допустимого инженерного решения.

Это с блеском удавалось В.С. Бурцеву. Ведь недаром, когда в конце 1960-х годов ему поставили сложнейшую по тем временам задачу – создать вычислительный комплекс с быстродействием 100 млн. операций в секунду, он решил ее в два этапа: вначале была разработана машина с меньшей производительностью (10 млн. операций в секунду, названная «Эльбурс-1»), на ней отработали архитектуру, отладили взаимодействие всех блоков, разработали необходимы программы, а затем, перейдя на новую элементную базу, добились нужного быстродействия, создав следующую версию ЭВМ «Эльбрус-2» с производительностью 125 млн. операций в секунду.

«Окружающих шокировали его действия»

Ветеран ИТМиВТ, руководитель отдела системных коммуникаций И.М. Лисовский дал очень яркую характеристику личности В.С. Бурцева. «В нем стремление к научному самоутверждению и совершенству в исследованиях сочеталось с добрым отношением к сотрудникам, - отметил он. – Все действия Всеволода Сергеевича были подчинены железной логике, но окружающие иной раз были шокированы его действиями, на первый взгляд, лишенными логики – но это только на первый взгляд.

Главной движущей силой В.С. Бурцева была любознательность. Он считал, что скрыто, то интересно. Терпеть не мог всяческих рамок и ограничений. Был кристально честен, не любил лицемерия и ханжества, был чужд предрассудков.

Мы как-то вместе попытались определить черты настоящего ученого и сошлись во мнении, что настоящего ученого отличает светлый ум, неуемное честолюбие, неиссякаемое трудолюбие, бесконечная любовь к умственному труду, особые способности к анализу и интуиции. Я уверен, что Всеволод Сергеевич был создан по такой благородной отливке».

В.С. Бурцев являлся главным конструктором практически всех вычислительных комплексов ИТМиВТ специального назначения. Единица измерения деятельности главного конструктора является количество завершенных проектов. Как рассказал Ю.С. Рябцев, много лет проработавший заместителем у В.С. Бурцева (ныне трудится в ИЭУМ РАН) «Должностей «главных конструкторов» - много, а истинных главных конструкторов было очень мало, и Всеволод Сергеевич был как раз истинным главным конструктором. Его послужной список очень достойный – 10 завершенных проектов, из них 5 принципиально новых».

Нечто трудно вообразимое в «эпоху Куршавеля»

Большой заслугой В.С. Бурцева является формирование и сплочение большого и талантливого коллектива ИТМиВТ. По признанию всех собравшихся В.С. Бурцев очень заботился о своем коллективе. Он много требовал с сотрудников, но когда видел, что люди самоотверженно работают, не было предела его заботы. В суровых условиях работы на полигоне Сары-Шаган ни В.С. Бурцев, ни С.А. Лебедев не требовали к себе привилегий – жили и работали наравне со всеми, что очень сплачивало и поддерживало коллектив. В итоге в Институте удалось создать неповторимую атмосферу творчества и энтузиазма. Атмосфера была настолько искренней, что ею «заражались» и в других организациях.

Несмотря на высокое должностное положение и строгость руководителя в В.С. Бурцеве отсутствовал командный диктат. «Всеволод Сергеевич никогда не требовал абсолютного подчинения его воли, отмечал В.И. Рыжов. – Он доверял сотрудникам, помогал исправить ошибки и всегда объяснял свою позицию, что не часто встречается у руководителей».

По мнению Ю.С. Рябцева, В.С. Бурцеву удалось создать команду на подвиге, совершенном при создании прототипа системы ПРО. Первый подвиг сплотил коллектив ИТМиВТ и вдохновил на последующие.

«Без собственных компьютеров Россия обречена»

Талант ученого сочетался в В.С. Бурцеве с мудростью политика, утверждавшего, что сильное государство должно разрабатывать вычислительные средства своими силами. И если Россия претендует на статус развитой державы, то нужно изыскать ресурс на создание отечественных ЭВМ, Даже если они будут сперва уступать по характеристикам зарубежным аналогам, но это должна быть полностью отечественная оригинальная архитектура и на отечественной элементной базе.

В.С. Селиванов поделился интересным наблюдением. Когда В.С. Бурцев вернулся из командировки в США, где ему показали персональный компьютер, он сказал: «Человечество создало самую лучшую игрушку для взрослого человека». Сейчас эти «игрушки» имеются и у первоклассника, и у академика. Но, к сожалению, их стали внедрять и в военные системы. Если Россия не сможет разрабатывать вычислительные комплексы военного назначения своими силами, то она обречена.

«Не работа, а страсть!»

После ухода из ИТМиВТ В.С. Бурцев продолжил трудиться над разработкой перспективных вычислительных архитектур, условно называемых dataflow. Как рассказал А.М. Степанов, старший научный сотрудник ИТМиВТ, главный архитектор проекта, которым в последние годы занимался В.С. Бурцев: «Всеволод Сергеевич работал буквально до последних дней жизни. Вообще слово «работа» - слишком скучное понятие для В.С. Бурцева. Это не работа, а страсть, не отпускающая ни днем, ни ночью, это постоянное осмысление проблем и генерация новых идей - такой был стиль ИТМиВТ, заложенный С.А. Лебедевым. Всеволод Сергеевич его всецело поддерживал и увлекал собою других».

Коллектив ученых, работавших над проектом новой суперЭВМ под руководством В.С. Бурцева, практически в полном составе перейдя в ИТМиВТ, продолжает развивать его идеи и надеется в обозримой перспективе довести их до воплощения в «железе».

В заключение участники конференции отметили, что ИТМиВТ переживает сегодня второе рождение. Новому директору, следуя заветам С.А. Лебедева и В.С. Бурцева, удалось сформировать талантливый коллектив, создать творческий климат для развития новых идей. Стоит вспомнить, что Всеволоду Сергеевичу было всего 26 лет, когда он совершил серьезное научное открытие: осуществил оцифровку радиолокационного сигнала и разработала первую специализированную ЭВМ «Диана» (за что через три года получил орден Ленина). Этот пример, а также вся его жизнь и жизнь других ученых-энтузиастов должен вдохновить молодых специалистов Института на свершения.

Экспертная группа / R&D.CNews

Ответить