Как в России создавали первый в мире полупроводниковый компьютер

4 декабря в России отмечается День информатики. Дата выбрана совершенно не случайно, именно в этот день изобретателями Бруком и Рамеевым было получено авторское свидетельство на отечественный компьютер. До него ЭВМ создали англичане и американцы, и даже в СССР сделали и представили десятью днями позже. Но он стал первым в мире полупроводниковым, то есть настоящим, компьютером и случилось это ровно 75 лет назад – 4 декабря 1948 года.

Авторское свидетельство за № 10475 было выдано Государственным комитетом СССР по внедрению передовой техники в народное хозяйство. В нем указывалось, что зарегистрировано изобретение И. Брука и Б. Рамеева цифровой вычислительной машины с общей шиной. Свидетельство стало первым в области вычислительной техники в Советском Союзе.

Идея создать отечественную полноценную ЭВМ зародилась, по все видимости, у Башира Рамеева. Он родился в 1918 году в татарском селе Баймак в Оренбургской области. Учился в Московском энергоинституте, но в 1938 году, после ареста отца, был отчислен из него как сын врага народа.

Два года мыкался, выживая случайными заработками. Но в 1940 году сумел устроиться на работу в ЦНИИ Связи техником – взяли благодаря тому, что был радиолюбителем и заметили склонность к изобретательству. С началом войны ушел добровольцем на фронт, записался в батальон связи, прошел практически всю войну, участвовал в освобождении Украины.

В 1944 году способного связиста отозвали с фронта и направили во ВНИИ-108, которое занималось методами радиолокации. Его основал и возглавил контр-адмирал и академик Аксель Берг. Именно Рамеев предлагает способ обнаружения с самолетов затемненных объектов по инфракрасному излучению.

В 1947 году, слушая радио ВВС, а оно тогда транслировалось вполне легально, еще не глушилось, Рамеев узнал об американской вычислительной машине ENIAC. И загорелся идеей создать такую же отечественную. Поделился своими мыслями с Бергом и тот познакомил своего сотрудника с Исааком Бруком, который как раз тоже увлекся этой мыслью.

Брук был энтузиастом электротехники. Многие коллеги считают его не самым великим изобретателем, но зато выдающимся организатором с впечатляющими пробивными способностями. Прошибать советскую бюрократическую систему – тут действительно нужен был незаурядный талант.

Родился он в 1902 году в Минске, закончил МВТУ им. Баумана, диплом писал по асинхронным двигателям. Практически сразу после института стал занимать руководящие должности, участвовал в реализации плана электрификации страны – ГОЭЛРО. Но еще до Великой Отечественной войны увлекся вычислительными машинами.

Перед войной создал ЭНИН – такой, с позволения сказать, прибор, для решения систем дифференциальных уравнений. Как руководитель группы он представлял его в Академии наук, впечатлил академиков и тут же, в 1939 году, был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР. Кстати, приборчик занимал 60 квадратных метров. Чтобы ввести задачу требовалось от нескольких дней до нескольких недель.

Брук уже тогда понял, что впереди будет эпоха «умных машин» и начал активно думать о путях их создания. Его поиски в годы войны решили одну важную задачу – он изобрел синхронизатор авиационной пушки, который позволял стрелять сквозь диск вращающегося винта самолета.

Ученый всегда внимательно следил за работами коллег за рубежом. Разрешение на работу с секретной информацией позволяло ему получать сведения от разведки. Но и открытых данных вполне было достаточно. Так подробности об американской ENIAC он узнал из научного журнала Nature, в котором была напечатана большая статья. Много думал.

И тут к нему приходит Рамеев со своими идеями не аналоговой, а полупроводниковой вычислительной машины. В мае 1948 года того принимают в лабораторию электросистем Брука инженером-конструктором. К октябрю они подготовили 16-страничный документ из которых чертежи составляли лишь четыре листа, который детально описывал новую машину. Вот на нее-то они и получили авторское свидетельство 4 декабря 1948 года.

Но самой машины еще не было. Ее строительство затянулось из-за того, что Рамеева зимой 1949 года снова призвали в армию и отправили на Дальний Восток преподавать подводникам. Пришлось вмешиваться аж министру машиностроения и приборостроения СССР А. Паршину. Он даже подписал документ о личной ответственности и Рамеева вернули в институт. Несколько месяцев были потеряны.

Но потом за год Брук и Рамеев подготовили и отправили более 50 заявок на изобретение отдельных узлов ЭВМ. Некоторые так и остались незарегистрированными, поскольку Госкомитет не смог найти специалистов, которые смогли бы оценить их – ученые были первыми. Среди революционных идей стоит отметить их способ перевода чисел десятичной системы в двоичную.

К декабрю 1951 года первая советская ЭВМ была собрана и запущена. Она получила название М-1. Через десять дней будет представлена ЭВМ (МЭСМ), созданная киевскими учеными под руководством академика Сергея Лебедева. Но она будет ламповой.

Как были ламповыми созданная в 1943 году в Великобритании для дешифровки Mark I и в 1945 г. американская ENIAC, которая вдохновила Рамеева и Брука. Американская машина весила 27 тонн, в ней было 17468 ламп. Какая-то из ламп каждый день сгорала, поэтому для больших и «длинных» задач она не годилась.

М-1 работала на миниатюрных диодах, использовала двоичную систему исчисления и выполняла 15–20 команд в секунду. Сейчас это кажется очень мало, но тогда было чудом техники. Занимаемая площадь – 4 кв. метра, что в десятки раз меньше любого лампового.

Вот так и появился первый в мире полупроводниковый компьютер Рамеева-Брука. Впрочем, так ЭВМ прозовут позже, а в то время компьютерами называли женщин, которые занимались вычислениями на механических арифмометрах. А термин «информатика» появится только в 1962 году, когда его предложит советский ученый Александр Харкевич.

М-1 использовал И. Курчатов при создании атомной бомбы. Были созданы и другие, более совершенные машины серии М. Но затем советская вычислительная наука забросила свои разработки и пошла по пути копирования западных технологий.

Хотя какие-то исследования продолжались, как в Казанском авиационном институте. Их разработки впоследствии использовал Стив Джобс, когда его «Макинтош» в какой-то момент признали тупиковым. Не исключено, что именно они позволили найти выход из того самого тупика и мы получили макбуки и айфоны. И кто знает, может быть прорывной процессор М1, который, как говорят, задумал еще сам Джобс, и был им назван в честь того первого полупроводникового компьютера Рамеева-Брука с таким же названием.