Жизнь в XXI веке невозможно представить без компьютера и производных от него устройств. Впервые упоминание о компьютере появилось в 1642 году, когда Паскаль изобрел прототип калькулятора, который отнесли к компьютерам. С каждым столетием таких изобретений становилось всё больше и больше, пока в 1943 году Джон Преспер Эккерт, Джон Уильям Мокли, Джон фон Нейман не изобрели компьютер в том виде, в котором мы видим его сейчас. Один из прототипов современного компьютера создал и ученый Сергей Лебедев в Киеве. Об истории изобретения — далее на ikyyanyn.com.
Краткая биографическая справка Сергея Лебедева
Сергей Алексеевич Лебедев родился 2 ноября 1902 года. Его отец, Алексей Иванович Лебедев, был учителем и литератором, а мать, Анастасия Петровна Манрина, происходила из богатой семьи дворян.
Образование он получил в высшем техническом институте в Москве. После 10 лет работы во Всесоюзном техническом институте, он переехал в Киев. Феофания в столице стала местом рождения новых изобретений ученого.
Зарождение идеи создания первого компьютера
Работа над проектом создания первой компьютерной машины началась еще в 30-х годах XX века. Именно тогда Сергей Алексеевич Лебедев активно занимался изучением потенциальных способов для создания компьютера. Предварительно, во время обучения в институте, он написал исследование на тему устойчивости энергосистем. Еще молодому ученому приходилось проводить множество расчетов, и именно тогда он задумался о создании машины, которая бы могла ускорить и автоматизировать этот процесс.
Вторая мировая война внесла свои коррективы, так что несколько лет подряд Сергей Лебедев думал, как можно воплотить идею с созданием вычислительной машины. Его законная жена, Алиса Григорьевна Лебедева, вспоминает, как Сергей ходил в ванную комнату и писал набор из нулей и единиц при свете газовой лампы — это была практика с освоением двоичной системы записи чисел.
В 1944 году он переехал в Киев, где стал директором Института энергетики. Через 6 месяцев учреждение решили разделить на две части: Институт теплотехники и Институт электротехники. Разделение научно-исследовательской базы на два филиала можно объяснить тем, что в те годы приоритетными направлениями было создание ракетной техники, совершенствование атомной энергетики и исследование космических объектов, но Лебедев был решительно настроен воплотить свою довоенную идею.
Поскольку Институт электротехники не пользовался большим спросом, ему выделили аварийную часть здания монастырского отеля в Феофании, где ранее был один из филиалов столичной психиатрической больницы.
Появление первой МЭВМ в мире благодаря С. А. Лебедеву
Здание бывшей психиатрической больницы было отремонтировано, и сразу на первом этаже Сергей начал оборудовать помещение для реализации идеи создания вычислительной машины. Кроме мастерских источников электропитания, отдельную и самую большую комнату ученый выделил для своих детей.
Над созданием машины работали три года, в проекте приняли участие 12 инженеров, 15 техников и монтажниц. Для сравнения, при создании первого компьютера в Америке было привлечено 13 основных исполнителей и около 200 техников. Такие цифры дают понять, что команда академика Лебедева совершила почти невозможное. Ключевыми персонажами в реализации проекта также стали:
- Лев Наумович Дашевский — старший научный сотрудник;
- Лидия Михайловна Абалашникова — инженер-акустик;
- Валентина Алексеевна Шкабара — старшая научная сотрудница.
Г. Л. Гладыш и С. Б. Погребинский занимались настройкой работы калькулятора. В реализации проекта участвовали не только мужчины, но и ряд научных сотрудниц. В частности, Валентина Шкабара была ответственна за управление устройством управления МЭВМ.
Внешний вид первого компьютера и прохождение «экзаменов»
Вычислительная машина занимала самую большую комнату в левом крыле дома — ее площадь была 60 м2. Калькулятор Лебедева мог провести всего 3000 операций в минуту, для сравнения, современный компьютер может провести миллион операций за секунду. Его изобретение было настоящим флагманом в науке и могло выполнять следующие операции:
- Вычитание;
- Сложение;
- Умножение;
- Деление;
- Перестановки;
- Передача управлений и чисел магнитного барабана;
- Составление команд.
Первый запуск машины стал торжественным событием, особенно для студентов, которым выпала возможность помочь научному составу. В МЭВМ было использовано около 6000 лампочек с мощностью 25 кВт, и во время первого включения комната превратилась в тропики, а чтобы избежать перегрева, механикам даже пришлось разбирать потолок.
Уникальный случай на «экзаменах» калькулятора Лебедева
Сотрудники лаборатории в Феофании вспоминают, что на первой проверке вычислительной машины Сергея Лебедева произошла интересная ситуация. Математики С. Г. Крейн и С. А. Авраменко написали для МЭВМ алгебраическую задачу из области баллистики с целью проверить работу на правильность расчетов. Полученные от расчетов ученых ответы не совпали с результатом машины, и тогда математики решили, что изобретение Лебедева не справилось с задачей и требует усовершенствования.
Тогда, Сергей Алексеевич решил провести расчеты самостоятельно и на следующий день доказал, что оба математика сделали одну и ту же ошибку при расчетах. Зимой 1951 года в лабораторию Лебедева прибыла комиссия из Москвы. Десятки ученых подготовили сотни «каверзных» задач, с которыми калькулятор Лебедева справился без проблем.
Самой важной задачей на экзаменах было проведение расчетов устойчивости параллельной работы агрегатов Куйбышевской гидроэлектростанции с нелинейными дифференциальными уравнениями второго порядка. Основной задачей стало определение максимально возможной мощности, которая могла передаваться в город без нарушения устойчивости системы.
Калькулятор Лебедева легко справился с любой задачей — он прошел все экзамены, и его разрешили использовать официально. Расчеты с помощью него велись до 1957 года, после чего машину частично разобрали и отправили в КПИ для проведения лабораторных работ.
Параллельная работа над компьютером в Европе
Параллельно с Сергеем Лебедевым, в Соединенных Штатах Америки ученые на секретных условиях пытались создать подобную машину. Джон фон Нейман осветил основные принципы работы ЭВМ, а в Англии Алан Тьюринг пытался доказать, что любую задачу можно вычислить механическим путем. «Baby» Фредерика Уильямса и Тома Килбурна стал первым компьютером в мире с оперативной памятью.
Каждый ученый имел свой взгляд на то, как должен выглядеть компьютер и какие алгоритмы для расчетов там должны быть применены. Но, безусловно, изобретение Лебедева, в свое время, было одним из самых прогрессивных компьютеров.
Создание ЭВМ «Днепр» под руководством В. Глушкова и последователи Лебедева
В 1958 году Виктор Глушков выдвинул идею создания универсальной управляющей машины, которая бы могла защитить данные. Машину «Днепр» построили за три года — это изобретение стало толчком для дальнейшего развития кибернетики и компьютеров. Сергей Лебедев также принимал участие в строительстве ЭВМ, а его ученики продолжили дело, и на свет появилась ЭВМ «Киев».
Для дальнейшего развития ниши возникла острая потребность в теории программирования вычислительных машин.