120 лет со дня рождения И. С. Брука

Исаак Семёнович Брук родился 8 ноября 1902 года в семье бедного фабричного служащего в Минске. В 1925 году закончил электротехнический факультет МВТУ им. Баумана и всю свою жизнь связал с энергетикой и вычислительной техникой.

Будучи студентом, он изучал новые способы регулирования асинхронных двигателей. После учёбы поступил на работу во Всесоюзный электротехнический институт им. В. И. Ленина (ВЭИ), где принял участие в создании новой серии асинхронных двигателей. Опубликовал научные труды о теории асинхронных двигателей с массивным ротором, занимался ликвидацией крупных аварий из‑за неустойчивой работы двигателей большой мощности, налаживал параллельную работу генераторов на электростанциях в Донбассе.

Затем с 1930 по 1934 год на Харьковском электромеханическом заводе проектировал первые в Советском союзе крупные турбогенераторы, в том числе взрывобезопасные. Вернувшись в Москву, был направлен в Энергетический институт Академии наук (ЭНИН), где организовал лабораторию и начал исследования в области расчёта режимов мощных энергосистем, для моделирования которых создал расчётный стол переменного тока — аналоговую ЭВМ. За эти работы Бруку в 1936 году была присвоена степень кандидата технических наук без защиты диссертации. В том же году он защитил докторскую диссертацию.

Занимаясь моделированием энергосистем, Брук убеждается в необходимости автоматизации вычислительных работ. Он первым создает механический интегратор для решения линейных дифференциальных уравнений до 6‑го порядка (в то время в мире существовали лишь две аналогичные установки в США и Великобритании). В дальнейшем в лаборатории И. С. Брука был построен электронный дифференциальный анализатор для интегрирования уравнений до 20‑го порядка. После доклада о практическом применении интегратора в 1939 году Брук был избран членом-корреспондентом Академии наук.

Продолжая работы по энергетике, в годы Великой Отечественной войны И. С. Брук работает над системами управления зенитным огнем, изобретает синхронизатор авиационной пушки. В 1947 году его избирают действительным членом Академии артиллерийских наук.

В послевоенные годы под руководством Брука ведутся работы по статической устойчивости энергосистем, создается аппаратура регулирования частоты и активной мощности, которая устанавливается на крупнейших советских ГЭС того времени: Днепровской, Рыбинской и Цимлянской. На линии электропередачи «Куйбышев – Москва» в 1957 году была включена крупнейшая в мире установка продольной ёмкостной компенсации, расчёты которой были выполнены той самой лабораторией электросистем ЭНИН, которую организовал Брук.

Начало работы И. С. Брука над цифровыми вычислительными машинами относится к 1948 году, когда он совместно с Б. И. Рамеевым разработал проект цифровой ЭВМ с хранимой программой.

Первое в СССР авторское свидетельство на изобретение цифровой ЭВМ датировано 4 декабря — этот день считается днем рождения советской информатики. Под руководством Брука в ЭНИН была разработана автоматическая ЦВМ «М‑1», которая введена в эксплуатацию в 1952 году - несколькими месяцами позже, чем машина «МЭСМ», разработанная С. А. Лебедевым в Киеве. На машине «М‑1» были рассчитаны таблицы для проектирования защитного покрытия ракет, создаваемых в ОКБ‑1 под руководством С. П. Королёва.

Группой выпускников МЭИ в лаборатории И. С. Брука в 1952 году была разработана машина «М‑2», содержавшая в 4 раза меньше электронных ламп и потреблявшая в 7–8 раз меньше энергии, а также занимавшая в 10 раз меньшую площадь, чем ближайший аналог. На «М‑2» выполнялись расчеты для многих научных и промышленных организаций, таких как Институт атомной энергии акад. И. В. Курчатова, Институт теоретической и экспериментальной физики акад. А. И. Алиханова и др.

На основе опыта эксплуатации «М‑1» и «М‑2», Брук сформулировал концепцию малых ЭВМ для научных и инженерных расчётов, не требующих предельной производительности, — таким образом Брук предвосхитил тенденцию разделения компьютерного парка на малые и суперЭВМ.

С созданием первых цифровых ЭВМ основное направление своей деятельности И. С. Брук переносит на вычислительную технику. Его лаборатория электросистем ЭНИН в 1956 году выделяется в самостоятельную Лабораторию управляющих машин и систем (ЛУМС) при АН СССР. Совместно с ВНИИЭМ и КБ Королёва разрабатывается малая ЭВМ «М‑3»: площадь, занимаемая её шкафами, — около 3 м² (для сравнения, стойки механического интегратора 1939 года занимали зал площадью около 60 м²).

Исаак Семёнович всегда интересовался новыми областями применения вычислительной техники: когда в Москве было всего три ЭВМ, он нашёл возможность отдать все воскресные дни на «М‑2» для программирования игр — эти работы позволили в дальнейшем победить на мировом первенстве по игре в шахматы между компьютерами.

 Доклад И. С. Брука «Перспективы применения управляющих машин в автоматизации» стал толчком к созданию первой национальной программы автоматизации народного хозяйства на основе ЭВМ для решения задач экономики: расчётов межотраслевого баланса, оптимальных перевозок, ценообразования. Под руководством Брука в 1958 году была начата разработка универсальной ЦВМ «М‑5» для задач экономического планирования и статистики — мультипрограммной многотерминальной ЭВМ, реализующей режимы пакетной обработки и разделения времени.

Тогда же в 1958 году был создан Институт электронных управляющих машин АН СССР (ИНЭУМ), директором которого стал Брук, и в котором началась разработка одной из первых транзисторных машин — «М‑4» для управления комплексом радиолокационных станций в реальном времени. Другой разработкой стала «М‑7» для систем управления теплоэнергетическими блоками электростанций («котел-турбина-генератор») с целью минимизации расхода топлива.

В 1965 г. ИНЭУМ возглавил работы Минприбора СССР по созданию Агрегатной системы средств вычислительной техники на микроэлектронной базе (АСВТ-М), предназначенной в первую очередь для автоматизации технологических процессов в промышленности и автоматизированных системах управления предприятиями и входящей в состав Государственной системы промышленных приборов и средств автоматизации. В составе АСВТ разрабатывались: в первой очереди разработки -  модели М-1000, М-2000, М-3000. Во второй очереди на технической базе третьего поколения – М-4000/М-4030, М-5000, М-6000, М-7000, М-400, М-40. При этом для моделей верхнего уровня предусматривалась программная совместимость с моделями ЕС ЭВМ. Также при разработке программного обеспечения АСВТ был решен вопрос совместимости близких архитектур на уровне операционных систем.

Созданная в ИНЭУМ машина М-400 предусматривала систему команд и способы адресации, обеспечивающие программную совместимость с семейством мини-ЭВМ  PDP-11 фирмы Digital Equipment Corp., наиболее распространенных за рубежом в то время, а также магистральный системный интерфейс ОШ – «Общая шина». К «Общей шине» подключались контроллеры периферийных устройств (внешней памяти, ввода-вывода), а также контроллеры, связывающие центральное вычислительное устройство с устройствами связи с объектом (УСО) из номенклатуры УСО М-6000/М-7000, и с машинами централизованного контроля М-40.

Возможность подключения к «Общей шине» контроллеров, позволяющих управлять аппаратурой, связанной с приборными интерфейсами, позволяла создавать на базе М-400 проблемно-ориентированные измерительные комплексы(ИВК) с использованием средств, отвечающим международным стандартам САМАС, и Агрегатного комплекса электроизмерительной техники (АСЭТ) ГСП. Это обеспечило применение АСВТ-М не только в области промышленной автоматизации, но и в области автоматизации научных исследований и экспериментов.

В 1974 г. в ИНЭУМ была начата разработка Системы малых ЭВМ (СМ ЭВМ). СМ ЭВМ была построена как агрегатная система технических и программных средств вычислительной техники, нормативного, методического и эксплуатационного обеспечения и стандартов, обеспечивающая совместимость и унификацию системных, архитектурных, схемотехнических и конструктивных решений.

Появление СМ ЭВМ позволило принципиально повысить эффективность и массовость применений автоматизированных рабочих мест в САПР. Также ИВК, созданные на базе СМ ЭВМ, позволили осуществить автоматизацию сложных экспериментов в реальном времени в различных областях науки и техники.

Дальнейшее развитие СМ ЭВМ осуществлялось путем создания широкой номенклатуры модификаций, включающей различные внешние устройства, устройства связи с объектом, сетевые средства, адаптеры различных интерфейсов. СМ ЭВМ нашло широкое применение в АСУ ТП в самых разных областях промышленности.

В 90-е годы был создан вычислительный комплекс СМ 1820. С самого начала модель СМ1820 разрабатывалась и развивалась как обширное семейство технических и программных средств, обладающее функциональной полнотой, обеспечивающее создание централизованных и распределенных систем управления.

В настоящее время СМ 1820 широко используются в отечественной промышленности. Тесное взаимодействие ИНЭУМ с АО МЦСТ привело к переходу на отечественную компонентную базу – возможности использования в составе СМ 1820 отечественных микропроцессоров «Эльбрус».

Среди основных компонент СМ 1820 следующие:

-  Серверные комплексы семейства СМ1820М - высоконадежные резервируемые вычислительные комплексы. Серверы и АРМы, выпускаемые ПАО «ИНЭУМ им. И.С.Брука» могут быть построены как на основе микропроцессоров Intel, так и на базе отечественных микропроцессоров Эльбрус-4С, Эльбрус-8С.

-    ПЛК-Эльбрус. SIL-2 резервированный промышленный программируемый логический контроллер на базе микропроцессора Эльбрус-1С+ (ПЛК-1) и контроллера периферийных интерфейсов КПИ-2, включает комплекты модулей УСО.

 

Так продолжается дело И.С. Брука. И. С. Брук опубликовал более 100 научных работ, получил более 50 авторских свидетельств на изобретения. За заслуги в области отечественной науки и техники награждён 4 орденами Трудового Красного Знамени и медалями СССР. Имя И. С. Брука присвоено Институту электронных управляющих машин.

Научно-инженерная школа И. С. Брука породила ряд самостоятельных коллективов, сыгравших важную роль в становлении и развитии отечественной вычислительной техники — это научно-исследовательские институты Вычислительных комплексов (НИИВК) им. М. А. Карцева (возглавлявшего работы по созданию «М‑2» и «М‑4» под руководством И. С. Брука), Электронных вычислительных машин (НИИЭВМ), одно из отделений института Автоматической аппаратуры (НИИАА) им. В. С. Семенихина. Поэтому не вызывает сомнения, что идеи и изобретения И. С. Брука и впредь будут находить применение в науке и технике.