Исаак Брук

И. С. Брук (1902−1974)

И. С. Брук (1902−1974)

Исаак Семенович Брук родился 8 ноября 1902 г. в Минске. В 1920 г. он окончил реальное училище, а в 1925 г. – электротехнический факультет МВТУ им. Н.Э. Баумана.

Ещё 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 (ВЭИ), где он получил большой практический опыт: участвовал в разработке новой серии асинхронных двигателей, выезжал в Донбасс для налаживания параллельной работы электростанций.

В 1930 г. Брук переехал в Харьков, где на одном из заводов под его руководством были разработаны и построены несколько электрических машин новой конструкции. В 1935 г. он возвратился в Москву и поступил на работу в Энергетический институт АН СССР (ныне ЭНИН им. Г.М. Кржижановского). В организованной им лаборатории электросистем он разворачивает исследования по расчету режимов мощных энергосистем. Для моделирования сложных электросетей в лаборатории создается расчетный стол переменного тока – своеобразное специализированное вычислительное устройство. За эти работы в мае 1936 г. Бруку была присвоена ученая степень кандидата технических наук, а в октябре того же года он защитил докторскую диссертацию на тему «Продольная компенсация линий электропередач».

В 1939 году, на одном из заседаний Президиума Академии наук СССР, был заслушан доклад доктора технических наук Исаака Семеновича Брука о механическом интеграторе, позволяющем решать дифференциальные уравнения до 6-го порядка, созданном под его руководством. Доклад вызвал большой интерес,–

подобных вычислительных машин в СССР ещё не было. Ученый решил сложную техническую задачу,– одних зубчатых колес в интеграторе имелось более тысячи! По современной классификации механический интегратор И.С. Брука – аналоговая вычислительная машина.

В том же году Брука избрали членом-корреспондентом АН СССР.

В годы Великой Отечественной войны И.С. Брук продолжал эти исследования. Но он также успешно работал над системами управления зенитным огнем, изобрел синхронизатор авиационной пушки, который позволил стрелять через вращающийся пропеллер самолета.

Интерес к автоматизации вычислений возник у И.С. Брука не случайно. Решая задачи в области электроэнергетики с помощью аналоговой вычислительной техники, он, как и С.А. Лебедев, пришел к выводу о необходимости создания цифровых вычислительных машин для обеспечения достаточно высокой точности сложных расчетов.

Схожесть биографий этих двух замечательных ученых поразительна! Оба родились в один год, учились в одном институте, «становились на ноги» как ученые в одной научной организации, оба занимались вопросами энергетики, от неё шли к вычислительной технике, оба стали руководителями ведущих научных школ в области цифровых вычислительных машин.

И.С. Брук первым в СССР (совместно с Б.И. Рамеевым) разработал проект цифровой электронной вычислительной машины с жестким программным управлением (август 1948 г.). В это время машина подобного типа имелась лишь в США («Эниак», 1946 г.). Они же с Рамеевым получили первое в СССР авторское свидетельство об изобретении цифровой ЭВМ (с общей шиной), датируемое декабрем 1948 г. К сожалению, и проект, и изобретение не были своевременно реализованы на практике.

И.С. Брук первым выдвинул и осуществил идею создания малых вычислительных машин для использования в научных лабораториях. В 1950–1951 гг. под руководством И.С. Брука была разработана малогабаритная электронная автоматическая цифровая машина М-1 (с хранимой программой). Основные идеи построения М-1 были предложены И.С. Бруком и Н.Я. Матюхиным, тогда молодым инженером, окончившим радиотехнический факультет МЭИ, впоследствии членом-корреспондентом АН СССР. М-1 была запущена в опытную эксплуатацию в начале 1952 г., примерно одновременно с МЭСМ, созданной С.А. Лебедевым в Киеве.

Впоследствии М.А. Карцев вспоминал: «Первые задачи, которые решались на машине 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 ёмкостью в 256 слов, приезжали смотреть и президент Академии наук СССР А.Н. Несмеянов, и многие видные советские ученые, и государственные деятели».

В 1952 г. лабораторией И.С. Брука была выпущена машина М-2. Её разработку выполнила группа выпускников МЭИ, возглавляемая М.А. Карцевым. Производительность М-2 составляла в среднем 2 тыс. оп/с. В ней были применены обычные осциллографические электроннолучевые трубки в качестве элементов запоминающего устройства и полупроводниковые диоды в логических схемах, что значительно сократило число электронных ламп, потребляемую мощность и стоимость.

Летом 1953 г. М-2 была введена в эксплуатацию. На ней проводились расчеты для Института атомной энергии и многих других научных и промышленных организаций. В то время в СССР такие задачи можно было решать только на трёх машинах – БЭСМ, М-2 и «Стрела».

Опираясь на опыт работ по М-1 и М-2, И.С. Брук в 1955–1956 гг. сформулировал концепцию малых ЭВМ и их отличия от машин предельной производительности (нынешних суперЭВМ). Эта концепция отражалась им в термине «малогабаритная машина», который, конечно, не исчерпывал всех свойств малых ЭВМ. Первым решением задачи создания малых ЭВМ, поставленной И.С. Бруком, была разработка М-3, проведенная Лабораторией управляющих машин и систем АН СССР и НИИЭП в 1956–1957 гг. М-3 оперировала 30-разрядными двоичными числами с фиксированной точкой, имела двухадресный формат команд, память емкостью 2048 чисел на магнитном барабане и производительность 30 операций в секунду. При работе с ферритовой памятью той же емкости производительность М-3 возрастала до 1,5 тыс. оп/с. Машина имела всего 770 электронных ламп и 3 тыс. купроксных диодов и занимала площадь 3 кв. м.

М-3 предназначалась для проектных и исследовательских институтов и выпускалась серийно в Минске. М-3 послужила прототипом для двух промышленных серий ЭВМ – «Минск» и «Раздан». В появившихся позже ЭВМ «Минск-2», «Минск-3» и других машинах, выпускавшихся в Белоруссии и Армении, а также в первых венгерских и китайских ЭВМ были заметны гены М-1 и М-3.

В 1957 г. И.С. Брук поставил научную проблему «Разработка теории, принципов построения и применения электронных управляющих машин». Для её решения в 1958 г. был создан Институт электронных управляющих машин АН СССР (ИНЭУМ), директором которого стал И.С. Брук. Постановка проблемы содержала систематизированное изложение основных направлений фундаментальных и прикладных исследований в области автоматизации производства и управления объектами с помощью электронных цифровых управляющих машин, создания систем управления, включающих в качестве звена человека-оператора, взаимодействующего с машиной, решения задач управления объектами.

В 1957 г. в ИНЭУМ коллектив, руководимый М.А. Карцевым, начал разработку электронной управляющей машины М-4, одной из первых транзисторных машин, предназначенных для управления в реальном масштабе времени экспериментальным комплексом радиолокационных станций.

Другой разработкой ИНЭУМ, выполненной под руководством  И.С. Брука,  была управляющая машина М-7. Эта машина предназначалась для систем управления мощными теплоэнергетическими блоками электростанций. Она выполняла функции поддержания нормальных режимов работы энергоблока. Ориентация архитектуры машины на ожидаемые алгоритмы задач позволила выбрать технические решения, наилучшим образом отвечающие требованиям по быстродействию и надежности.

Выйдя на пенсию, И.С. Брук продолжал работать в ИНЭУМ в качестве научного консультанта. В то время, на рубеже 60-х – 70-х годов, его чрезвычайно беспокоили пути развития отечественной вычислительной техники. Исторический интерес представляют неопубликованные комментарии И.С. Брука по докладу Межведомственной комиссии о разработке системы «Ряд» (ЕС ЭВМ), сделанные им в 1971 г. Он писал:

«Если только не поставить перед собой цель выйти на внешний рынок и частично вытеснить западные фирмы, то при выборе структуры „Ряда“ следовало бы больше ориентироваться на существующие у нас условия с учетом их изменения вследствие роста применения вычислительной техники. Доклад ориентирует на повторение или ускорение прохождения пути развития вычислительной техники за рубежом, т. е. в США. И это представляется ошибочным. Главные рекомендуемые в докладе мероприятия – увеличить капиталовложения, значительно увеличить подготовку кадров, довести все составляющие примерно до уровня США, а „остальное приложится“. Конечно, вложения дадут результаты. Но это верно лишь отчасти. Предпосылкой является, по мнению составителей доклада, то, что, если в США применение вычислительной техники и средств автоматической обработки информации даёт значительный экономический эффект, то тем более это даст эффект в условиях социалистического планового хозяйства ввиду его бесспорных преимуществ. Нужно, однако, считаться с тем, что никакого „автоматизма“ здесь в действительности нет. Экономические выгоды не лежат на поверхности, и их извлечение требует больших усилий и умения. В этом суть дела. Многолетний опыт разработки, производства и различных применений вычислительной техники в СССР показывает, что, несмотря на значительные вложения в эту область и наличие мощной производственной базы, продолжается выпуск оборудования, отстающего по своим характеристикам от зарубежного уровня примерно на 12 лет. Это отставание неравномерно по всему фронту. Например, разработанная ИТМиВТ машина БЭСМ-6 несомненно ближе других к современным ЭВМ по своей логике и производительности. Для всех разработок и выпускаемых устройств характерен низкий уровень технологии, заложенный в конструкциях. Сам по себе тот факт, что при незначительном годовом выпуске в несколько сот вычислительных машин, они выпускаются более десяти различных типов, не имеющих ничего общего по конструкциям, логике, языку и т. п., свидетельствует об отсутствии сколько-нибудь разумного регулирования и планирования. Поэтому, введение, вместо многочисленных выпускаемых или намечаемых к выпуску „проталкиваемых“, премированных и т. п. машин, ограниченного числа программно совместимых моделей безусловно прогрессивно. Практически невозможно скопировать вычислительную машину по общему описанию, списку команд, описанию конструкции и эксплуатационным документам. Нет нужды доказывать, что наилучшим и экономичным по затрате времени решением проблемы освоения того, что уже достигнуто за рубежом, было бы использование лицензий, т. е. готовой документации и технологии. В противном случае – трудно устранимое отставание. Главным средством сокращения длительности разработок и освоения их в производстве является уменьшение объема самих разработок за счет сокращения номенклатуры до разумного минимума. Надо ориентироваться на массовое производство моделей, имеющих наибольшее применение – малых и средних моделей семейства. На начальном этапе следует ограничиться одной–двумя моделями с соотношением их производительности в 4–5 раз (а не в 3 раза как у семейства 360)».

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

6 октября 1974 г., спустя три месяца и три дня после смерти Сергея Алексеевича Лебедева, не стало и Исаака Семеновича Брука.

Страница 12 из 25 Все страницы