Главная » 2018 » Ноябрь » 8 » В 1902 году в Минске родился Исаак Семенович Брук (1902–1974), один из основоположников отечественной вычислительной техники
11:17
В 1902 году в Минске родился Исаак Семенович Брук (1902–1974), один из основоположников отечественной вычислительной техники

Член-корреспондент АН СССР (1939 г.), ученый в области электротехники и вычислительной техники, изобретатель первой цифровой ЭВМ, один из основоположников отечественной вычислительной техники.

 

Исаак Семенович Брук (Isaak Brook) родился 8 ноября 1902 г. в Минске в бедной семье служащего табачной фабрики. В 1920 г. он окончил реальное училище, а в 1925 г. - электротехнический факультет МВТУ им. Н. Э. Баумана.

“Способности и интерес к технике он унаследовал от отца, - вспоминает его сестра, Мирра Семеновна Брук. Учась в Минском реальном училище, он особенно увлекался точными науками - математикой, физикой, техникой. В учебных лабораториях ему иногда отдавали отработанные старые приборы. На заводе “Энергия”, куда стал приходить Исаак, мастера, видя исключительную любознательность мальчика к технике, объясняли ему устройство машин и станков, отдавали некоторые старые детали. Брат много читал, любил произведения Жюля Верна, Джека Лондона, Фенимора Купера. Увлекался астрономией. Он хорошо рисовал, собирал репродукции картин. Любил слушать сочинения Бетховена, Чайковского, Грига”.

Еще, будучи студентом, И. С. Брук занялся научными исследованиями. Его диплом был посвящен новым способам регулирования асинхронных двигателей. По окончании МВТУ И. С. Брук работал во Всесоюзном электротехническом институте им. В. И. Ленина, где участвовал в создании новой серии асинхронных двигателей и решении задач параллельной работы электрогенераторов.

В 1930-1935 гг. под руководством И. С. Брука на Харьковском электротехническом заводе были разработаны и построены несколько электрических машин новой конструкции, в том числе взрывобезопасные асинхронные двигатели. В 1935 г. И. С. Брук возвратился в Москву и по рекомендации академика К. И. Шенфера, крупнейшего специалиста в области электрических машин, был направлен в Энергетический институт АН СССР (ЭНИН). В ЭНИН И. С. Брук организовал Лабораторию электросистем и начал исследования в области расчета режимов мощных энергетических систем. Для моделирования таких систем он создал расчетный стол переменного тока - аналоговую вычислительную машину. За эти работы в 1936 г. И. С. Бруку была присвоена ученая степень кандидата технических наук без защиты диссертации, а в октябре 1936 г. он защитил докторскую диссертацию на тему "Продольная компенсация линий электропередач". В конце 30-х годов XX века И. С. Брук занялся созданием механического дифференциального анализатора для решения систем дифференциальных уравнений до 6-го порядка включительно. Анализатор занимал площадь 60 кв. м, и одних только зубчатых колес в нем было более тысячи.

В 1939 г. на одном из заседаний Президиума АН СССР И. С. Брук сделал доклад о созданном под его руководством механическом интеграторе для решения дифференциальных уравнений до 6-го порядка: В 1939 г. И. С. Брук был избран членом-корреспондентом АН СССР по Отделению технических наук.

В годы Великой Отечественной войны, продолжая исследования в области электроэнергетики, И. С. Брук успешно работал над системами управления зенитным огнем, изобрел синхронизатор авиационной пушки, которая стреляла через вращающийся пропеллер самолета. В 1947 г. И. С. Брук был избран действительным членом Академии артиллерийских наук.

В первые послевоенные годы под руководством И. С. Брука проводились исследования статической устойчивости энергосистем, разрабатывалась аппаратура регулирования частоты и активной мощности для крупнейших электростанций страны. В Лаборатории электросистем ЭНИН был создан электронный дифференциальный анализатор ЭДА (ведущий разработчик - Н. Н. Ленов), позволяющий интегрировать уравнения до 20-го порядка. Решая задачи в области электроэнергетики с помощью аналоговой вычислительной техники, И. С. Брук пришел к выводу о необходимости создания электронных цифровых вычислительных машин (ЭЦВМ) и их применения для получения необходимой точности вычислений.

В 1948 г. И. С. Брук совместно с Б. И. Рамеевым составил отчет о принципах действия ЭЦВМ.

Первое в СССР авторское свидетельство на изобретение цифровой ЭВМ на имя И. С. Брука и Б. И. Рамеева датировано 4 декабря 1948 гЭтот день отмечается как день советского программирования.

В 1949 году Б. И. Рамеева призвали в армию. И. С. Брук лишился единственного исполнителя. Составленный проект цифровой электронной ЭВМ так и остался на бумаге.

В марте 1950 года отдел кадров МЭИ направил к нему в лабораторию Николая Яковлевича Матюхина, получившего диплом с отличием за блестящую учебу и участие в научных исследованиях еще на студенческой скамье, но не прошедшего кадровую комиссию при поступлении в аспирантуру.

О том, сколь удачным для лаборатории было такое пополнение, говорит тот факт, что уже в апреле, т. е. всего через два месяца И. С. Брук, уверовавший в талант нового помощника, оформляет постановление Президиума АН СССР о создании цифровой вычислительной машины.

Меньше чем через полтора года М-1 заработала! А ведь ее созданием занимались всего девять сотрудников лаборатории, не имевших ученых степеней (за исключением И. С. Брука) и надлежащих условий для работы. Это можно оценить как замечательный творческий порыв молодого коллектива. У разработчиков М-1 сохранился отчет “Автоматическая вычислительная машина М-1″, утвержденный директором Энергетического института АН СССР академиком Г. М. Кржижановским 15 декабря 1951 г.

Говоря об истории отечественной вычислительной техники, важно отметить, что ведущие разработчики обоих коллективов - и МЭСМ, и М-1 - пришли к классическому построению цифровой вычислительной машины с хранимой программой независимо друг от друга и от работ американских ученых (в то время эти работы велись под грифом "секретно").

Само название отчета о разработке М-1, составленного в 1951 г. И. С. Бруком и Н. Я. Матюхиным, "Автоматическая цифровая вычислительная машина (АЦВМ) М-1" говорит о глубоком понимании его авторами принципиального значения этой работы. Классическая архитектура компьютера, называемая сейчас архитектурой фон Неймана, была разработана И. С. Бруком и Н. Я. Матюхиным самостоятельно. Отчет Принстонского университета (США) Burks A.W., Goldstine H.H., Neuman J. "Preliminary discussion of the logical design of an electronic computing instrument" был известен в США с 1946 г., но опубликован впервые в сокращенном виде в 1962 г., а полностью - в 1963 г. Его русский перевод появился в Кибернетическом сборнике № 9 за 1964 год. Декабрь 1951 г. по праву считается датой рождения отечественной вычислительной техники, которая развивалась затем по классическим архитектурным направлениям, благодаря тому, что классическая архитектура фон Неймана была «переоткрыта» нашими основоположниками И. С. Бруком и С. А. Лебедевым. В М-1 был реализован также ряд важнейших решений по выбору логики и схемотехники компьютеров первого поколения, сыгравших весьма значительную роль в дальнейшем развитии отечественной вычислительной техники:

- двухадресная система команд (вместо казавшейся тогда естественной трехадресной);

- построение логических схем арифметики и управления машины на основе полупроводниковых диодов;

- применение в качестве элементов оперативной памяти электронно-лучевых трубок от обычных осциллографов (вместо потенциалоскопов);

- применение телетайпа в качестве устройства ввода-вывода.

М-1 стала выполнять в полуавтоматическом режиме основные арифметические операции. Комплексная отладка машины завершилась к концу года. Со слов разработчиков, эксплуатация М-1 началась в январе 1952 г., практически одновременно с МЭСМ, созданной С. А. Лебедевым в Киеве.

В M-I впервые вместо электронных ламп (диодов) были использованы полупроводниковые (купроксные) выпрямители, рулонный телетайп, рассчитанный на печать длинной строки (вместо ленточного, на одно число в строке), впервые была применена двухадресная система команд, она содержала 730 электронных ламп (вместо 6000 в МЭСМ).

Первые задачи, которые решались на ЭВМ М-1, ставились академиком Сергеем Львовичем Соболевым, который в то время был заместителем по научной работе у академика Курчатова. На это чудо техники, которое давало 15-20 не тысяч, не миллионов, а 15-20 операций в секунду над 23-разрядными числами и имело память емкостью в 256 слов, приезжали смотреть и президент Академии наук СССР А. Н. Несмеянов и многие видные советские ученые, и государственные деятели”.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В апреле 1952 г. лаборатория И. С. Брука приступила к созданию более совершенной цифровой вычислительной машины М-2. Коллектив разработчиков возглавил М. А. Карцев. Начали работы весной 1952 г. а к 10 октября 1952 г., к открытию XIX съезда КПСС, были включены первые две стойки - устройство управления и арифметическое устройство, к 7 ноября был включен шкаф питания и магнитный барабан, к 5 декабря, ко Дню Конституции СССР, был включен последний шкаф машины - шкаф электронной памяти. И уже в январе 1953 г. машина работала с магнитным барабаном, а к лету того же года и с электронной памятью.

Машина М-2 осталась в единственном экземпляре, ее попробовали повторить в Китае, но сведений о том, что она там заработала, не было. Но это была машина серьезная. На ней велись очень большие и очень важные расчеты. Собственно говоря, в течение нескольких лет в Советском Союзе было две работающих машины: М-2 и машина БЭСМ Института точной механики и вычислительной техники АН СССР. Большие расчеты вел Сергей Львович Соболев для Курчатова. Считались расчеты прочности плотин строившихся тогда Куйбышевской и Волжской гидроэлектростанций и многие-многие другие.

Машина М-2 не была запущена в серию, несмотря на ее превосходные характеристики и отличное конструктивное исполнение. Время подтвердило ее высокие качества: в Энергетическом институте АН СССР она бессменно проработала 15 лет, обеспечив решение множества задач в различных областях науки и техники. В отличие от малой ЭВМ М-1, машина М-2 имела ту же производительность, что и ЭВМ “Стрела” (2000 операций в секунду) и БЭСМ в первый период эксплуатации.

Когда М-2 еще находилась на стадии отладки, в лаборатории И. С. Брука началось проектирование малой электронной вычислительной машины М-3. Главным конструктором был назначен Н. Я. Матюхин.

Как и предыдущие машины М-1 и М-2, машина М-3 также осталась бы в единственном экземпляре, если бы не проявил к ней заинтересованность директор ВНИИЭМа - А. Г. Иосифьян.

В это время организовался Ереванский институт математических машин, и по документации на ЭВМ М-3 этот институт построил свои первые ЭВМ. В те же годы построили завод им. С. Орджоникидзе в Минске. Было принято решение - передать документацию на М-3 из ВНИИЭМ и работа по созданию ЭВМ М-3 малой серией стала основой для развития математического машиностроения в Ереване и Минске.

До начала серийного выпуска три организации в кооперации на паях изготавливали образцы М-3 для себя: КБ академика С. П. Королева, ВНИИЭМ (акад. А. Г. Иосифьян) и Институт математики АН Армянской СССР (акад. С. Н. Мергелян), из которого потом выделился Ереванский институт математических машин. Таким образом, М-3 послужила прообразом для двух промышленных серий ЭВМ - "Минск" (Г. П. Лопато, В. В. Пржиялковский) и "Раздан" (Б. Б. Мелик-Шахназаров).

В Китае и Венгрии по этой документации были построены первые машины. Во ВНИИЭМ эти работы явились толчком к дальнейшему интенсивному развитию комплекса крупномасштабных исследований и конструкторских работ, связанных с созданием управляющих вычислительных машин и систем”.

В 1956 г. И. С. Брук выступил с докладом на сессии Академии наук СССР по автоматизации, где изложил главные направления промышленного применения ЭВМ. В 1958 г. под его руководством была разработана проблемная записка “Разработка теории, принципов построения и применения специализированных вычислительных и управляющих машин”.

Проблемная записка И. С. Брука явилась толчком к организации в стране ряда научно-исследовательских и конструкторских бюро по управляющим машинам и системам.

На базе лаборатории электросистем ЭНИНа в 1956 году была создана Лаборатория управляющих машин и систем (ЛУМС) АН СССР, а в 1958 году - Институт электронных управляющих машин (ИНЭУМ) АН СССР, первым директором которого стал И. С. Брук. В это же время И. С. Брук был утвержден Президиумом АН СССР научным руководителем по проблеме “Разработка теории, принципов построения и применения управляющих машин”.

В ИНЭУМ АН СССР под руководством И. С. Брука были созданы управляющие машины: М-4 (1957—1960 гг.) для решения специальных задач в системах Радиотехнического института АН СССР (главный конструктор - М. А. Карцев); М-5 (1959-1960 гг.) - для решения экономических задач, планирования и управления народным хозяйством (главный конструктор - В. В. Белынский); М-7-200 и М-7-800 (1966-1969 гг.) - для задач управления мощными энергоблоками (Конаковская ГРЭС, Славянская ГРЭС) и технологическими процессами (главный конструктор - Н. Н. Ленов).

Будучи директором института, И. С. Брук уделял много внимания нуждам растущего института, созданию здорового работоспособного коллектива, воспитанию высокой научной требовательности у своих учеников. Выйдя на пенсию в 1964 г., Исаак Семенович оставался научным консультантом и руководителем научно-технического совета ИНЭУМ.

За заслуги в области отечественной науки и техники И. С. Брук был награжден четырьмя орденами Трудового Красного Знамени и медалями СССР.

И. С. Брук опубликовал более 100 научных работ. Ученый широкой эрудиции, И. С. Брук имел талант изобретателя и экспериментатора. Он получил более 50 авторских свидетельств на изобретения, из них 16 за последние 5 лет жизни, будучи уже в преклонном возрасте.

Инженерную школу разработки вычислительных и управляющих машин, созданную И. С. Бруком, отличали:

- тщательный баланс характеристик производительности, надежности и стоимости, принципиально важный для машин малого и среднего класса;

- безошибочный выбор схемотехнических и конструктивных решений при создании ЭВМ, основанный на блестящем знании самим И. С. Бруком теоретических основ электротехники, импульсной техники (того же И. С. Брук требовал и от своих учеников);

- смелость в принятии технических решений при проведении крупных разработок;

- умение сотрудников обходиться без больших макетов, но зато тщательно считать и обосновывать свои проекты;

- ориентация архитектуры создаваемых ЭВМ на классы задач, для решения которых предназначены эти ЭВМ;

- тесное сотрудничество инженеров и программистов в создании ЭВМ, выборе и разработке архитектуры и программного обеспечения.

Ученики и коллеги И. С. Брука (Б. И. Рамеев, Н.Я. Матюхин, М. А. Карцев, Г. П. Лопато, Б. Н. Наумов), продолжая традиции его школы, создали свои коллективы и научные школы, сыгравшие значительную роль в становлении и развитии отечественной вычислительной техники:

Традиции школы И. С. Брука продолжает коллектив ИНЭУМ, которым с 1984 г. руководит Н. Л. Прохоров.

Наряду с широкой эрудицией, проницательностью и предвидением, свойственными крупному ученому, в характере И. С. Брука было что-то от любознательного мальчишки, который все хочет знать и все подвергает сомнению. Эти мальчишеские черты характера - любопытство и бесстрашие - вместе с талантом изобретателя и экспериментатора, определили жизненный путь И. С. Брука, его добрые отношения с учениками и коллегами сохранились до последних дней его жизни.

"Надо постараться понять, как устроено то, с чем вы имеете дело, как это можно было бы сделать лучше, и не мириться с замеченными недостатками", - такой совет И. С. Брук давал своим ученикам. Изобретательность, научную добросовестность И. С. Брук оценивал объективно и очень высоко независимо от того, рассматривал ли он работы собственной школы или работы других школ.

Вклад И. С. Брука в развитие отечественной вычислительной техники не был в достаточной степени оценен при его жизни.

Исаак Семенович Брук умер 6 октября 1974 г. и был похоронен в Москве на Введенском кладбище.

 

Просмотров: 7 | Добавил: Администратор | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar