ЭВМ МИР-3

Развитие архитектуры ЭВМ идет особым путем, потому что новые идеи (первоначальный замысел) пока исходят от человека. Система машинного проектирования позволяет лишь уточнять, оптимизировать схемы ЭВМ по тому или иному критерию, чаще всего комбинированному, что вручную не удается даже при хороших архитектурных идеях.

В основу нашей дальнейшей работы по архитектуре машин я положил последовательный отказ от хорошо известных принципов фон Неймана (последовательная структура языка, т. е. выполнение команд одна за другой; командно-адресный принцип, т. е. в команде содержатся адреса операндов, и команды хранятся так же, как и операнды в памяти; максимальная простота системы команд, т. е. максимальная простота машинного языка. Можно говорить и о других принципах, но эти главные). Появление именно таких принципов не удивительно. В эпоху ламповых машин, когда каждый разряд арифметического устройства — это минимум один триод, необходима простая машина с простыми командами.

Однако я уже тогда предвидел развитие микроэлектроники и то, что конструктивные элементы будут изготовляться в едином технологическом процессе и будут стоить очень дешево. Еще тогда я сформулировал такую цель для физиков: композиционное конструирование твердого тела для создания машинной среды. В этом случае принципы фон Неймана не приемлемы. В качестве одного из новых принципов я предложил усложненный машинный язык, потому что компилирующие системы усложнялись и надо было упрощать программирование с двух концов — с точки зрения языков и компиляторов, т. е. приближать машинный язык к входному. Реализовав частично эту идею в ЭВМ серии МИР, мы стали развивать ее дальше в соответствии с принципом постепенного усложнения машинного языка, причем не просто усложнения, а приближения к человеческому языку. Пределом я поставил разговор с машиной на естественном языке (и выдачу заданий).

Для того, чтобы выполнить эту задачу, т. е. вести разговор с машиной на естественном языке, надо, конечно, прежде всего автоматизировать логические рассуждения, что проще всего, поскольку какие-то формализмы уже были известны. Но анализ этих формализмов показал, что классическая математическая логика многого не учитывает. И поэтому была выдвинута задача построения практической математической логики. Она успешно решается. Это стержневая линия. Основная идея состоит в том, что математическое доказательство может строиться как программа, на основе языка. Когда мы ее осуществим, то станем внедрять такой язык в архитектуру машин. Автоматизация доказательства теорем — это моя голубая мечта, она составляет основу в моих размышлениях об архитектуре новых ЭВМ, способных осуществить сложные творческие процессы, в том числе построение дедуктивных теорий.

Именно отсюда вытекают новые идеи построения ЭВМ. И понять, как строить такие машины, может только человек, занимающийся не только машинами, но и искусственным интеллектом. В этом наша сила.

В конце 60-х годов в институте под руководством В.М. Глушкова была начата разработка ЭВМ „Украина“. Главным конструктором был назначен З.Л. Рабинович, заместителями — А.А. Стогний и И.Н. Молчанов. Это был следующий шаг в отступлении от неймановских принципов в развитии интеллектуализации ЭВМ, связанный на этот раз с разработкой высокопроизводительной универсальной ЭВМ.

После завершения эскизного проекта Министерство радиопромышленности предложило провести научно-технический совет с докладом по проекту новой ЭВМ. Председательствовал на совете заместитель министра М.К. Сулим. Присутствовали главные конструкторы средств вычислительной техники, директора институтов Министерства радиопромышленности, представители военных и промышленных структур и др. Среди участников были академики Глушков (руководитель докладываемой работы), Дородницын, Лебедев. Равнодушных не было. Были сторонники работы и ее противники, точнее — скептики. Одним словом, интерес был огромный. По поручению Виктора Михайловича доклад сделал Рабинович. Он вспоминает: „После доклада состоялась жаркая дискуссия, страсти разгорелись. Был такой момент, когда три академика вскочили одновременно и бросали свои аргументы в зал. Я отвечал на вопросы слишком осторожно и спокойно, чем заслужил упрек от Виктора Михайловича. Главным оппонентом оказался Лебедев — это же была его родная сфера, а мы вторгались в чужую вотчину. В ходе дискуссии было видно, как постепенно изменяется настроение зала по мере осознания сущности работы — от скепсиса к активному одобрению. Решение совета оказалось положительным. Глушков, получив его через несколько дней, даже удивился, — у него создалось впечатление об отрицательном отношении совета к нашей работе, хотя Лебедев, взяв его и меня в свою машину после заседания, успокоил нас. Более того, он даже советовал, как проще сделать макет машины. Я говорю об этом, чтобы развеять сомнения в положительном отношении Лебедева к „интеллектуальному“ развитию ЭВМ. В своем отзыве на мой „докторский“ цикл работ, представленных на защиту, Лебедев именно эту часть выделил как наиболее важную, хотя „удельный вес“ ее в докладе был относительно небольшим. Уже после совета был выполнен технический проект машины „Украина“, но она не была построена. Одной из причин, имевшей даже психологический характер, было то, что мы боялись скомпрометировать идею из-за отсутствия в то время необходимой для такой машины элементной базы. Позже в одном из американских журналов я обнаружил прогнозную таблицу, в которой были указаны наиболее важные направления развития архитектуры и структур ЭВМ и предполагаемый год реализации. В строке о внедрении языков высокого уровня в, структуры ЭВМ (не помню формулировки, но сущность была именно такова) вместо даты реализации был вопрос, а в комментариях отмечено, что для реализации этого очень сложного направления нет еще соответствующей элементно-технологической базы (это у них-то нет!), и когда она будет, неизвестно“.

Разработка проекта машины „Украина“ явилась важной вехой в развитии научной школы В.М. Глушкова в области вычислительной техники. Идеи, заложенные в проекте, предвосхитили многие идеи, использованные в американских универсальных ЭВМ 70-х годов.

По материалам разработки была подготовлена монография „Вычислительная машина с развитыми системами интерпретации“, изданная в 1970 году, т. е. примерно всего через два года после окончания работ по „Украине“, авторами которой являются В.М. Глушков, А.А. Барабанов, С.Д. Калиниченко, С.Д. Михновский, З.Л. Рабинович. В книге по истории мировой вычислительной техники (подготовленной Институтом истории техники АН СССР) она была упомянута как теоретическое обоснование развития ЭВМ в направлении реализации языков высокого уровня. В 1987 году, когда уже не стало Виктора Михайловича, в Министерстве радиопромышленности состоялось представительное совещание по вопросу дальнейшего развития вычислительной техники. От нашего института на нем присутствовал З.Л.Рабинович. В конце, когда совещание практически завершалось, совершенно неожиданно выступил академик B.C. Семенихин и сказал, что тот путь, на который сейчас все становятся, был предложен Украинской академией наук еще 15 лет назад. Раздались возгласы: „Институт кибернетики! Глушков!“ Затем один за другим выступили известные ученые тех лет — Б.А. Бабаян, Н.Я. Матюхин, М.К. Сулим. Звучала искренняя признательность В.М. Глушкову и Институту кибернетики АН Украины за большой вклад в развитие отечественной вычислительной техники.

Кроме усложнения машинного языка мы стремились перейти от последовательного принципа исполнения команд, предложенного Нейманом, к мультикомандному. Пришлось много потрудиться, пока не пришла в голову идея макроконвейера, и удалось, если не для каждого арифметического устройства, то для всей системы в целом сделать мультикомандную машину со многими потоками команд и данных.