Алгоритм жизни

Когда я переехал в Киев, института еще, правда, не существовало. Тогда это была всего лишь лаборатория, через год она преобразовалась в вычислительный центр. И только в 1962 году был организован тот самый Институт кибернетики, который, как я надеюсь, знают сейчас во всем мире.

Развитие нашего института все это время проходило в тесном контакте с математиками и кибернетиками из союзных Академий наук и прежде всего с учеными из Москвы. Очень большую роль в развитии нашего института как на первых, так и на последующих этапах сыграли Вычислительный центр АН СССР и его руководитель академик А. А. Дородницын. Мы часто смеялись с ним над таким парадоксом: главное кибернетическое учреждение на Украине возглавляю я – русский по национальности, а Вычислительный центр АН СССР в Москве – Дородницын, украинец.

Трудно нам было бы, когда мы зарождались, без такой надежной дружеской помощи. Но и сейчас, когда мы выросли и окрепли, дружба наша продолжается, мы всегда готовы помочь друг другу, если это требуется, и всегда радуемся общим успехам.

Я приехал в Киев не с пустыми руками. У меня было немало идей, которым позже суждено было воплотиться в жизнь. В то время у нас начала проектироваться новая электронно-вычислительная машина «Киев». Позже она была сделана в двух экземплярах. Одну установили в нашем вычислительном центре, а вторая некоторое время трудилась в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне.

Мне пришлось возглавить работы по созданию этой машины. Взявшись за дело, я убедился в несовершенстве тех методов, которыми в то время проектировались подобные машины. Нам стало ясно, что по мере усовершенствования, усложнения компьютеров разрабатывать их старыми методами просто невозможно. Проектирование начинало занимать столько времени, что машины, еще не выйдя из стен завода-изготовителя, устаревали. Мы понимали, что проблема автоматизации процессов проектирования компьютеров становится все более насущной.

Взялся я тогда за это дело довольно активно, зная, что программа работ предстоит весьма широкая. Приходилось заниматься и развитием математической логики, и развитием аппарата программирования, и частично даже методами расчета электронных схем. То есть занимался я и чисто электротехническими работами.

Примерно к 1963 году на базе развитых и разработанных нами разделов теории автоматов мы создали так называемую малую систему автоматизации проектирования ЭВМ.Были разработаны некоторые методы, с помощью которых можно было формально подходить к синтезу машин. То есть сначала не формально спроектировать структуру машины в виде блоков, а уж потом к каждому блоку применять методику формального проектирования. Теперь я или кто-то другой мог только дать команду, что этот блок должен делать, какую информацию он должен получать и что с ней производить, что выдавать. Все же остальное машина автоматически выполняла сама. Она строила схемы, решала, как нужно соединить между собой все элементы для того, чтобы получился именно такой преобразователь информации, который нужен.

Закончилось все тем, что мы внедрили систему в целом ряде проектных организаций. В 1964 году данная работа по теории автоматов и ее применение для автоматизации проектирования машин была удостоена Ленинской премии.

В отзывах, которые писались тогда рядом конструкторских бюро, говорилось, что, если раньше аппаратура, занимавшая большой шкаф, проектировалась бригадой в двадцать – тридцать человек в течение года, то после применения наших методов все это проделывали три сотрудника за полторы-две недели. Кроме того, аппаратура занимала в полтора-два раза меньше места, чем раньше, она становилась более надежной и эффективной.

Ну, а как же происходит сам процесс проектирования, как рождаются новые компьютеры? Естественная последовательность этого процесса такая. Сначала задумываем конфигурацию систем и применяем метод имитационного моделирования. После этого начинается этап так называемого логического или алгоритмического проектирования. Я начинаю уже влезать в крупные блоки и говорить, что эти блоки будут, скажем, центральным процессом, большой памятью или еще чем-то, и объясняю компьютеру-проектировщику, как лучше всего организовать системы команд. Я «втолковываю» ему, какие команды должен выполнять каждый блок, как он должен преобразовывать информацию. Математическое обеспечение для всего этого впервые в мире было разработано нашим институтом.

Когда и этот этап заканчивается, я начинаю заниматься связями отдельных элементов. Этот этап, основы которого были заложены еще в теории автоматов, называется функциональным проектированием. И, наконец, последний уровень – технологический, или заводской, при котором надо, чтобы фактически были изготовлены интегральные схемы, монтажные таблицы и многое другое.

Автоматизированная система прекрасно справляется с проектированием компьютеров. Сейчас человек делает первичный замысел на первом уровне имитационного моделирования. После того, как результат моделирования получен из машины, человек обдумывает результат и, если необходимо, дает соответствующие рекомендации. Вполне понятно, что это должен быть очень квалифицированный специалист.

Я уверен, что дальнейшее развитие автоматизации проектирования, как и применение компьютеров в других областях, будет идти к тому, чтобы человеку приходилось делать как можно меньше – только давать общий замысел и оценивать полученные результаты. То есть конечный результат любой автоматизации будет таким, что человеку достаточно просто дать задание типа: «А хорошо было бы, если б удалось сделать машину, способную сделать то-то и то-то».

И вмешиваться он будет только, так сказать, на входе и выходе. Но честно говоря, до этого пока очень далеко. И дело не только в несовершенстве нашей системы. Просто все мы, высказывая то или иное желание, очень редко даем точное условие. Как правило, формулируя его, мы не можем предусмотреть точно, как оно будет исполнено. Поэтому одна из главных задач, которая стоит и будет стоять перед человеком при любом уровне автоматизации, – правильно сформулировать задание. Мы должны точно выражать, что хотим от автоматизированной системы, а уж потом проверять полученные результаты и придавать им, так сказать, юридическую силу.

Пока же еще роль человека заключается и в том, чтобы на всех этапах вносить творческий элемент, то есть делать то, что сейчас еще плохо поддается автоматизации. И в этом ему помогают интуиция, опыт, то, чего компьютер, как правило, не имеет. Мы сейчас уже начали изготовлять ЭВМ, накапливающие опыт, но одно дело длительная история человечества, а другое – история развития компьютеров. Это, мягко сказать, чуть-чуть меньше.

Сегодня мы уже достигли такого этапа, что сейчас, например, у меня в отделе стоит обычный телетайп. Если мне нужно приступить к проектированию, я сажусь за телетайп и принимаюсь работать. Компьютер же, который стоит совершенно в другом месте, подсказывает что-то мне, я – ему, и таким образом рождается новая вещь. Видно, что уже сейчас система автоматизированного проектирования выглядит чем-то не совсем реальным, как будто сошедшим со страниц научно-фантастического произведения.

Как правило, пользуясь этой системой, мы, несмотря на резкое усложнение проектируемых компьютеров, нередко в десятки, сотни раз не только не увеличиваем срок разработок, но, напротив, уменьшаем его. Я думаю, что с ее помощью сроки проектирования сократились по сравнению с прежними в 7 – 10 раз, повысилось качество и значительно снизилась себестоимость рождающихся машин.

Но автоматизация проектирования – это было только одно из направлений, которое я начал развивать сразу же после переезда в Киев. Вторым было применение электронно-вычислительных машин для управления различными процессами. Сначала это были только процессы несколько специфического характера, но довольно скоро мы занялись изучением возможности применения компьютеров для управления технологическими производственными процессами. Причем сразу же нами были выбраны такие важные аспекты применения, как автоматизация плавки стали, управление химическими реакторами, выкройка и вырезка из стальных листов деталей корпусов в судостроительной промышленности...

До этого у нас в стране для автоматизации каждого технологического процесса пытались создавать специализированные машины. Но это и долго, и нерационально, и дорого. В конце 1958 года мы высказали идею создания универсальной управляющей машины. Одни снисходительно улыбались, другие просто восприняли ее в штыки, а третьи говорили, что этого не может быть, потому что не может быть никогда.

Надо сказать, что хотя мы работали совершенно независимо, американцы примерно в то же время пришли к такой же идее. И первые универсальные управляющие машины были созданы одновременно и в США и у нас. Наш институт выпустил тогда машину «Днепр», отлично себя зарекомендовавшую.