Ісаак Брук

Фотографія Ісаак Брук (photo Isaak Brook)

Isaak Brook

  • День народження: 08.11.1902 року
  • Вік: 72 роки
  • Рік смерті: 1974
  • Громадянство: Росія

Біографія

У 1939 В. С. Брук побудував аналогову обчислювальну машину — те, що на заході називається «диференційним аналізатором Буша». Брук значно удосконалив аналізатор Буша, сконструювавши ряд моделей, у тому числі і повністю електронну аналогову машину ЕДА (1947), яка дозволяла вирішувати диференціальні рівняння до 20-го порядку.

Паралельно з С. В. Лебедєвим в Москві свої оригінальні ідеї в області обчислювальної техніки почав реалізовувати член-кореспондент Академії наук СРСР Ісаак Семенович Брук, чудовий вчений, дуже цікавий і своєрідний людина.

Як і Лебедєв, він почав свою наукову діяльність в електроенергетиці. Працюючи в Енергетичному інституті АН СРСР (ЕНІН), Брук ще в 1939 році створив механічний інтегратор для вирішення диференціальних рівнянь, по суті, представляв собою аналогову цифрову обчислювальну машину. А в 1948 році спільно з Б. В. Рамеевым розробив проект цифрової обчислювальної машини з жорстким програмним управлінням, у якому вчені дуже близько підійшли до ідеї, що зберігається в пам’яті програми.

В 1950-51 роках в лабораторії ЕНІН (фактично в напівлегальних умовах) Брук і кілька його талановитих учнів розробили і реалізували першу малогабаритну лампову електронну обчислювальну машину М-1. Така машина порівняно невеликих розмірів могла використовуватися в наукових лабораторіях для вирішення різних завдань. М-1 виконувала операції над 20-розрядними двійковими числами зі швидкістю 15-20 оп/з і мала пам’ять на магнітному барабані, ємністю 256 чисел. Елементну базу становили близько 500 електронних ламп, а також кілька тисяч напівпровідникових пристроїв, вперше використаних при конструюванні обчислювальної машини. Це були трофейні німецькі випрямлячі.

Перша машина Брука була дійсно першою у багатьох відносинах — в оригінальності ідеї малої ЕОМ, використанні нового типу елементів — напівпровідників, нарешті, в тому, що це була перша діюча машина в Москві. БЕСМ і «Стріла» перебували ще на стадії монтажу, коли на М-1 почали вирішуватися реальні завдання. Хоча ця машина, подібно «МЭСМ», фактично була створена в макетному виконанні, на ній робилися серйозні розрахунки, наприклад, для відомства академіка Курчатова і для завдань ракетобудування, розв’язуваних у КБ під керівництвом Корольова Відразу після завершення робіт над своєю першою машиною Брук задумує М-2, головним конструктором якого стає Михайло Олександрович Карцев, який увійшов в команду Брука будучи ще студентом МЕІ.

М-2 була значно потужнішою і конструктивно досконалою системою в порівнянні зі своєю попередницею, хоча і її класифікують як малогабаритну ЕОМ. Робота над нею була проведена в рекордно короткий термін — з квітня по грудень 1952 року. М-2 діяла зі швидкістю 2 тис. операцій в секунду і включала понад півтори тисяч радіоламп. Машина експлуатувалася довго, 15 років, і в перші роки свого існування ділила обчислювальне навантаження тільки з двома реально діючими ЕОМ в Союзі — БЕСМ і «Стрілою». Завдання для М-2 пропонували досить серйозні організації, в тому числі сам ЕНІН, Інститут експериментальної і теоретичної фізики, Інститут прогнозів погоди, МАІ, Курчатовський Інститут, Інститут економіки, Інститут механіки АН СРСР та інші. У червні 1956 року заробила М-3, чергова машина лабораторії Брука

Нове дітище лабораторії електросистем ЕНІН — М-3 — втілило в собі остаточно сформульоване Бруком концепцію малогабаритної машини. Ідея Брука полягала в тому, щоб розширити спектр застосування ЕОМ, зробивши їх доступними обчислювальним лабораторій, наукових інститутів, конструкторських бюро, яким потрібні були цифрові обчислювальні машини, але завдання яких не вимагали рекордного швидкодії.

У 1957 році в лабораторії Брука (ЛУМС) почалася розробка ЕОМ для радіолокаційної станції — М-4. Завдання управління РЛС висувала дуже серйозні вимоги до обсягів інформації, швидкості обробки, ємності пам’яті, надійності машини. Карцев володів неабияким інженерним талантом, розробники за роки роботи з Бруком стали справжніми професіоналами в новій області, і машина вийшла вдалою і багато в чому первопроходческой. Вперше внутрішня пам’ять була розділена на оперативну пам’ять даних і ПЗУ програм і констант. У результаті підвищувалася стійкість до відмов і збоїв, надійність машини. В М-4 з’явилися спецпроцесорів введення/виведення, завдяки чому распараллеливались обробка даних і обмін із зовнішніми пристроями, і М-4 працювала швидше. Апаратно реалізували витяг квадратного кореня — у задачах такого роду ця операція займає близько 30% загального рахунку.

Але головне, М-4 була однією з перших машин на принципово нової елементної бази — напівпровідникових транзисторах (крім пам’яті, яка раніше реалізовувалася на ферритах). Брук звернув увагу на перспективні можливості напівпровідникових елементів ще в самому початку робіт над обчислювальними машинами, а коли в 1957 році в країні почався промисловий випуск транзисторів, ЛУМС активно зайнялися вивченням їх властивостей. І прийшли до висновку, що на транзисторах вдасться побудувати надійні машини з швидкодією не нижче 10 тис. операцій у секунду. М-4 вважала зі швидкістю 20 тис. операцій в секунду.

Наступного ЕОМ з цієї серії стала М-5. М-5 замислювалася як мультипрограммная і багатотермінальна ЕОМ — також дуже передові для того часу ідеї. Мультипрограммность означала, що машина може працювати одночасно з декількома, до восьми, програмами, так що коли йде виконання операцій з однією з них, зовнішні пристрої ведуть обмін інформацією для інших. Крім того, можна було запускати рахунок по вже готових програм і одночасно вести налагодження декількох програм з термінальних пультів. Робота з безліччю програм могла йти як у пакетному режимі, так і з поділом часу, і для ефективної підтримки багатозадачності розробники реалізували сторінкову організацію оперативної пам’яті. У результаті М-5 забезпечувала продуктивність 50 тис. операцій в секунду.

В кінці 50-х В. С. Брук висунув ідею використання малих ЕОМ в якості керуючих машин. Вперше пропонувалося застосовувати обчислювальну техніку не тільки для великих математичних, фізичних або технічних розрахунків, але і у вирішенні завдань управління технологічними об’єктами і навіть економічними процесами. Ідеї Брука послужили поштовхом до створення в кінці 50-х ряду науково-дослідних організацій по керуючим машинам. Зокрема, на базі бруковской лабораторії в ЕНІН в 1958 році з’явився Інститут електронних керуючих машин (ИНЭУМ АН СРСР). Його першим директором став сам Брук. В інституті у 60-х роках розроблялися нові моделі машин серії М для керуючих застосувань в різних галузях народного господарства. У 70-х ИНЭУМ став головною організацією зі створення серії малих керуючих ЕОМ — СМ ЕОМ.

У 1958 році АН СРСР у серії «Питання радянської науки» опублікувала його проблемну записку «Розробка теорії, принципів побудови та застосування спеціалізованих обчислювальних і керуючих машин». У цій роботі Брук систематизує пропозиції щодо застосування ЕОМ в автоматизації промисловості. Він формулює основні напрями наукових досліджень з управління технологічними об’єктами з допомогою обчислювальних машин і створення систем управління, які включають в себе як необхідної ланки людини — оператора керуючої ЕОМ.

В. С. Брук був людиною видатною і дуже своєрідним. За стилем своєї діяльності це був, швидше, вчений-одинак, генератор ідей, які підхоплювали і реалізовували його учні та соратники. А він перемикав свою творчу енергію і талант на щось нове. Рекламу собі і своїм науковим досягненням робити не вмів, тому напрямок по розробці малих ЕОМ звучало, бути може, не так голосно, як досягнення творців суперпродуктивних машин першого і другого покоління.

В останній період свого життя вчений зацікавився проблемами економіки та можливостями застосування ЕОМ для управління економічними процесами. Цей інтерес виник на початку 60-х, коли в країні з’явилися ознаки економічних змін, намічалося проведення господарської реформи. Проте активне втручання Брука в рішення економічних проблем не віталося, і в 1964 році його фактично вийшли на пенсію. Але і після цього вчений продовжував займатися дослідницькою роботою, залишався науковим консультантом і керівником науково-технічної ради ИНЭУМ.