Цифрова держава академіка Глушкова

Чи можна повністю позбутися паперової бюрократії й забезпечувати всі функції держави виключно за допомогою передачі інформації в електронному вигляді? Це питання звучить надзвичайно сучасно, але вперше його поставив засновник Інституту кібернетики НАН України Віктор Глушков. Ще 1962 року він запропонував створити першу у світі комп’ютерну мережу, що пов’язала б між собою десятки тисяч машин.

Математик, який став кібернетиком

Рівно 100 років тому, 24 серпня 1923-го, в Ростові-на-Дону, в родині вихідців з українського Донбасу народилася людина, яка зробила Київ одним із центрів світової комп’ютерної науки, коли вона ще тільки зароджувалася. З раннього дитинства він проявляв неабиякі здібності до математики, й уже до 8 класу знав її не тільки у межах шкільної програми, а й багато з того, що вивчали в університеті.

Проте у старших класах він захопився фізикою. Саме розпочалася Друга світова війна. Хлопцеві дивом вдалося пережити її та вступити до місцевого університету. До московського, попри всі здібності, за словами самого Віктора, його б не взяли.

Віктор Глушков
Віктор Глушков. Джерело: www.facebook.com/InstituteOfCybernetic

В СРСР саме розгорталась ядерна програма, і Глушков після закінчення університету отримав направлення на Урал, де міг і залишитися на все життя в одному із закритих міст. Проте радянська бюрократична машина дала збій, унаслідок чого він опинився без грошей у населеному пункті, де на нього ніхто не чекав.

Глушков знайшов собі місце викладача у якомусь училищі та незабаром все ж дістався Москви, де назавжди полишив фізику і зайнявся математикою. У 1951 році, коли йому було лише 28, він здобув ступінь кандидата наук, а у 32 — докторський ступінь. При цьому займався чисто математичними питаннями, але світилом московської математики так і не став. Замість цього вчений знову змінив свій життєвий шлях і поїхав до Києва, де одними з перших у Радянському Союзі почали будувати комп’ютери.

Світанок обчислювальної техніки

Людям, які знайомі лише з сучасним станом інформаційних технологій, достатньо важко уявити, якими вони були, коли тільки зароджувалися. Зараз нам найчастіше доводиться мати справу зі смартфонами, що вміщуються в кишені. Трохи громіздкішими вважаються планшети, ще рідше люди користуються ноутбуками, й уже зовсім нечасто нині можна побачити персональний комп’ютер.

У 1956 році, коли Віктор Глушков приїхав до Києва, щоб очолити лабораторію обчислювальної техніки, типова електронно-обчислювальна машина являла собою набір шаф, які займали цілу кімнату, і виконувала кілька десятків або сотень операцій на секунду.

Перший в світі програмований комп'ютер ENIAC
Перший у світі програмований комп’ютер ENIAC працював у США до 1955 року. Джерело: Вікіпедія

Причиною таких гігантських розмірів було те, що обчислювальні модулі будувалися на основі тисяч електронних ламп, кожна з яких мала чималий розмір. І навіть це вже було велетенським кроком уперед, адже всього за 10–15 років до того обчислювальні машини були лише механічними, ще громіздкішими й повільнішими.

Поглянувши на те, з чим починав працювати Глушков, важко було б упізнати хоча б один знайомий елемент. Адже тодішні комп’ютери просто не мали моніторів, а введення інформації у них здійснювалося за допомогою перфокарт із дірочками.

Але те, що ці машини можуть розв’язувати задачі, недоступні людині, було зрозуміло вже тоді. Адже ще під час Другої світової британська обчислювальна машина Colossus змогла розшифрувати німецький шифр «Лоренц». СРСР і США саме розпочали ядерні перегони, що вимагали великої кількості розрахунків, і готувалися до космічних польотів, для яких їх треба було ще більше.

Мала електронно-обчислювальна машина
Мала електронно-обчислювальна машина (МЕОМ) — перший радянський комп’ютер, створений у Києві 1951 року. Джерело: www.interesniy.kiev.ua

Саме тому комп’ютери розвивалися шаленими темпами. Лампи вже відживали свій час. На заміну їм приходили значно компактніші напівпровідникові елементи — транзистори. Один квадратний метр електричної плати міг їх містити в сотні разів більше, ніж електричних ламп.

Комп’ютери Віктора Глушкова

Саме над однією з таких машин і йшла робота у столиці УРСР, коли туди приїхав Глушков. Називалася вона за місцем розташування — «Київ». Як і всі комп’ютери того часу, це був набір шаф із обладнанням, що займав цілу кімнату. Проте швидкість його вже була достатньо великою — 15 тис. операцій за секунду. Крім того, машина мала бібліотеку програм, яка зберігалася на магнітних барабанах.

Важливо зазначити, що програмування тих часів дуже сильно відрізнялося від того, до чого звикли сучасні комп’ютерники. Жодних текстових редакторів ще не було. ЕОМ реагували тільки на послідовність числових кодів, зрозуміти яку могли лише математики. Й оперативна пам’ять машини «Київ» вміщувала лише 1024 таких коди.

Електрична друкарська машинка використовувалася на комп'ютері «Київ» замість клавіатури
Електрична друкарська машинка використовувалася на комп’ютері «Київ» замість клавіатури. Джерело: dev.ua

Щоправда, саме на «Києві» чи не вперше у світі була застосована звична нам мова програмування високого рівня, працювати з якою було значно простіше. Вона називалася «Адресна мова програмування» і була розроблена видатною кібернетикинею Катериною Ющенко.

Попри такі достатньо скромні показники, Віктор Глушков зміг застосувати «Київ» для розв’язання низки надзвичайно складних задач. Другий екземпляр машини був встановлений у центрі ядерних досліджень у місті Дубно. А на її оригіналі, що залишився у столиці УРСР, були проведені одні з перших у світі експериментів із розпізнавання друкованого тексту та найпростіших образів у вигляді геометричних фігур. Виконання комп’ютером таких операцій стало звичною справою тільки у 1990-ті роки.

А 1960 року Віктор Глушков провів за допомогою «Києва» низку експериментів із дистанційного управління. Тільки машина керувала не авіамоделлю і не дитячою машинкою, а цехом сталеплавильного заводу, що розташовувався на відстані 500 км від неї.

Комп'ютер «Дніпро» в музеї
Комп’ютер «Дніпро» в музеї. Джерело: ua.uacomputing.com

Проте одним лише «Києвом» Глушков не обмежився. Наступним комп’ютером, створеним під його керівництвом, став «Дніпро», розроблення якого завершили 1961 року. У порівнянні з «Києвом», його розмір зменшився на третину, а швидкодія, навпаки, зросла до 20 тис. операцій на секунду. Найголовнішим було те, що це був достатньо масовий продукт — загалом їх випустили близько 500 одиниць.

Паралельно Глушков розробив значно менший за розміром комп’ютер «Промінь», якому хоч і було далеко до того, аби вміщуватися на столі, проте їх уже можна було поставити кілька в одній кімнаті. Основною задачею цього пристрою, попри його досить скромну швидкодію у 1000 операцій на секунду, були інженерні розрахунки.

По суті, «Промінь» і його наступники — «МІР» (Машина інженерних розрахунків) та «МІР-2» — були персональними комп’ютерами, оскільки користуватися ними мали безпосередньо інженери, а не спеціально навчені програмісти. Остання зі згаданих модифікацій, створена 1969 року, мала вже не тільки подобу клавіатури у вигляді електричної друкарської машинки, а й екран на основі електронно-променевої трубки.

Комп'ютер «МІР-2», збудований Віктором Глушковим у 1969 році
Комп’ютер «МІР-2», збудований Віктором Глушковим у 1969 році. Джерело: ua.uacomputing.com

Загальнодержавна автоматизована система

Однак самі лише ЕОМ не були метою Глушкова. Ще 1962 року він замислився над тим, аби створити комп’ютерну мережу, що об’єднала б тисячі машин по всьому Радянському Союзу. Спочатку ця система називалася ЕГСВЦ (Единая государственная система вычислительных центров), однак після того, як проєкт був представлений керівництву держави, він отримав назву ОГАС (Общегосударственная система сбора и обработки информации). Система ця була попервах абсолютно секретною, а потім її проєкт загубився.

Коли вже наприкінці 1990-х про нього згадали, відомостей знайшлося вкрай мало, і ця тема виявилася сильно міфологізованою. Хтось бачив у ОГАС повний аналог інтернету, який могли створити на 10 років раніше, ніж перші західні мережі. Інші наполягають на тому, що то була всього лише невдала спроба тоталітарної держави контролювати абсолютно все, і з сучасною Всесвітньою павутиною вона нічого спільного не мала.

Більше інформації про ЗДАС (саме так мала б звучати абревіатура ОГАС українською) можна дізнатися з книги Віктора Глушкова «Основи безпаперової інформатики», виданої відразу після його смерті у 1982 році. З неї випливає, що ця система дійсно замислювалася саме для радянської планової економіки, однак її можна було б застосувати й для боротьби з надмірною бюрократизацією у будь-якій державній системі управління.

Радянський союз критикував власну бюрократію, але зробити із нею нічого не міг
Радянський Союз критикував власну бюрократію, але зробити з нею нічого не міг. Джерело: back-in-ussr.com

Вихідною точкою для Глушкова стала величезна кількість державних паперів, якими вимушені обмінюватися різні установи для того, аби щось дізнатись одна від одної, а потім отримати необхідний відгук. Наскільки частими й неприємними можуть бути помилки у такій системі, вчений знав із власного досвіду.

А оскільки переважна більшість запитів була однотипною, він запропонував просте рішення: нехай інформація, що потрібна для їхнього задоволення, зберігається й оновлюється в електронному вигляді, але буде доступною з будь-якого іншого комп’ютера у мережі. Фактично він говорив про створення баз даних і віддаленого доступу до них.

Крім того, система мала давати користувачам можливість спільної роботи над проблемою — наприклад, плануванням. Це трохи нагадує сучасні хмарні сервіси на кшталт Google Docs. А керувати цим усім мала справжня служба системних адміністраторів, яка мала б не тільки забезпечувати загальне функціонування та доступ користувачів до певних сервісів, а й розподіляла б потужності незалучених комп’ютерів між тими, кому вони були справді потрібні.

Останнє було абсолютно незайвим, оскільки обчислювальна потужність у тогочасних машин була невеликою. Таким чином ЗДАС у цілому мала б стати чимось віддалено подібним на «державу в смартфоні», але з тією різницею, що технології тоді дозволяли комп’ютеру з відповідною потужністю вміщуватися не в кишені, а у великій кімнаті.

Віктор Глушков обговорює автоматизовані сисеми управління
Віктор Глушков обговорює автоматизовані системи управління. Джерело: commons.com.ua

Саме тому мережа ЗДАС, за задумом Глушкова, мала спиратися на понад 200 базових опорних обчислювальних центрів, до яких би приєднувалися обчислювальні центри підприємств, які б уже надавали доступ користувачам.

Усе це багатьом дає підставу стверджувати, що ЗДАС не була інтернетом узагалі, й для того, щоб нею скористатися, треба було йти на обчислювальний центр, боротися з радянською бюрократією, аби тобі дозволили подати повідомлення, яке б довго пересилалося в опорний обчислювальний центр, а звідти — у головний центр мережі, де його пересилали б на інший центр, і все це не мало б жодного сенсу.

Проте насправді ЗДАС збиралися влаштувати трохи не так. По-перше, між опорними обчислювальними центрами обов’язково мали б бути прямі канали передавання інформації. Глушков був одним із перших, хто заговорив про важливість горизонтальних зв’язків в управлінні державою. І сам же запропонував спосіб безпосереднього їхнього включення до системи завдяки цифровим технологіям.

Схема ЗДАС
Схема ЗДАС. Джерело: Вікіпедія

По-друге, кожен обчислювальний центр підприємства, згідно із задумом, повинен був мати велику кількість терміналів — пристроїв, що забезпечували б доступ до загальної пам’яті та обчислювальних потужностей. Тобто фактично ця архітектура мало чим відрізнялася від офісної локальної мережі з виходом на мережу вищого рівня. І сервіс, аналогічний звичній нам електронній пошті, був цілком доступним для кожного користувача, яких у ній було багато.

Хай там як, а ЗДАС у Радянському Союзі врешті не була реалізована. Спочатку шалений опір їй чинили чиновники різних рівнів, яким вона загрожувала тим, чим загрожує їхнім теперішнім колегам, тобто заважала займатися корупцією та бездіяльністю. Потім виявилося, що в СРСР просто не виробляється достатньої кількості комп’ютерів, і довелося налагоджувати їхній випуск.

Нарешті, коли вже у першій половині 1970-х програму будівництва ЗДАС таки прийняли, то виявилося, що технології пішли далеко вперед і вона починає стрімко морально застарівати.

Комп’ютерне відставання Радянського Союзу

Із тим, наскільки реальною була ЗДАС Віктора Глушкова, тісно пов’язане питання про відставання радянської електронної промисловості, яке зазвичай формулюють так: «Коли у США вже були персональні комп’ютери, у СРСР ще були перфокарти й лампи». Проте насправді ситуація виявилася трохи складнішою.

Коли Глушков у 1950-х прийшов у кібернетику з математики, Радянський Союз мав приблизно такий самий рівень обчислювальної техніки, що і США. І там, і там машини займали цілу кімнату й використовували лампи та транзистори. При цьому тоді вже існувала ідея наступного кроку — розміщення великої кількості транзисторів на одному кристалі. Це називається інтегральною схемою, або ж мікросхемою, й усі сучасні електронні пристрої працюють на них.

Електровакуумні лампи
Електровакуумні лампи. Джерело: Вікіпедія

Реалізували мікросхему на Заході у 1959-му, вже коли Глушков створив свої перші комп’ютери. У СРСР її аналог з’явився достатньо швидко — в 1961-му. Всі 1960-ті роки перехід на нову елементну базу тривав по обидва боки «залізної завіси». І там, і там комп’ютери все ще мали вигляд шаф із приєднаними до них терміналами. СРСР трохи відставав, але відставання це було ще незначним.

Прорив на Заході стався 1971 року, коли корпорація Intel зуміла вмістити весь процесор на одну мікросхему. Щоправда, вийшов він тоді не дуже потужним і підходив більше для калькуляторів. Проте вже у 1974-му створили його перспективніші варіанти, що дозволило зробити персональний комп’ютер, здатний виконувати програми й обробляти дані, та при цьому вміщуватися на одному столі.

І саме ці комп’ютери спочатку поступово, а потім дедалі швидше почали завойовувати світ, і електронні мережі стали базуватися саме на них, а не на обчислювальних центрах. У СРСР аналоги розроблених Intel процесорів змогли опанувати наприкінці 1970-х і навіть створили на їхній основі комп’ютер. Проте радянська промисловість вже не встигала за конкурентами. Майже кожен рік у світі кількість транзисторів у мікросхемі стрімко зростала, і комп’ютери застарівали миттєво. Усе це Глушков чудово розумів, але зробити вже нічого не міг.

Intel 4004 — перший серійний процесор, що вміщувався на одній мікросхемі
Intel 4004 — перший серійний процесор, що вміщувався на одній мікросхемі. Джерело: Вікіпедія

Віцепрезидент АН УРСР був людиною, яка чи не найкраще в СРСР розумілася на речах, що для більшості українців увійшли у побут вже у 1990-х, а то й у 2000-х роках. Так, цілком звичною для нього справою були безготівкові банківські перекази й безконтактна оплата картою. Цікавився він також комп’ютерним редагуванням тексту і підготовкою матеріалів для друку в електронній формі, коли файл просто посилається на друкувальний пристрій.

Надзвичайно цікавою для Глушкова все його життя була тема штучного інтелекту. У тих самих «Основах безпаперової інформатики» він описує інтелектуальні системи розпізнавання друкованої та усної мови. Він абсолютно правильно вказує на шлях побудови системи, що здатна впоратись із цією задачею завдяки застосуванню статистичного аналізу. І його твердження, що реалізувати цей принцип зможе система, відома як перцептрон, було абсолютно влучним. Уже у 1990-х роках, за десятиліття після смерті академіка Глушкова, багатошарові перцептрони почали називати нейромережами.

Чи можлива «цифрова держава» в Україні

Усе своє життя Глушков боровся з радянською бюрократією. Боровся попри те, що сам був не просто членом КПРС, а й депутатом Верховної Ради СРСР. Просто він 25 років присвятив кібернетиці — науці про передавання, зберігання та перетворення даних у системах керування, незалежно від того, чим вони є: машиною, живою істотою чи суспільством.

У СРСР до 1955 року, тобто за рік до того, як Глушков переїхав до Києва, кібернетику вважали псевдонаукою. Та й після її «реабілітації» абсолютна більшість населення та радянської номенклатури продовжувала ставитися до ідей Глушкова вороже.

У це важко повірити, але прихильники ідеї державного управління економікою та соціумом і наукового підходу запекло опиралися застосуванню цього самого підходу в державному управлінні. Те, що у велетенській системі інформація передається вкрай неефективно, розуміли всі. Але довіряти машинам те, що робила ціла армія чиновників, не збиралися.

Віктор Глушков пояснює, що таке програмування
Віктор Глушков пояснює, що таке програмування. Джерело: kpi.ua

Проблема ця актуальна і для нас сьогоднішніх. Адже всюди, де ми замість цифрових сервісів змушені йти до державної установи й там заповнювати папірець, який потім мандруватиме невідомими коридорами з невідомими наслідками, ми стикаємося з тим самим, із чим боровся Глушков.

Він чудово розумів, що у найдосконалішій системі комп’ютерного управління завжди залишиться людський елемент, який має бути готовим адекватно сприймати те, що видає йому машина. Саме тому пізні роки свого життя Глушков присвятив популяризації обчислювальної техніки у суспільстві, яке все ще жило паперовою інформатикою, намагаючись привчити людей до думки, що комп’ютер є їхнім другом.

Про те, наскільки це насправді важко, свідчить той факт, що запустити щось, хоч трохи схоже на «безпаперову інформатику» Глушкова, в Україні вдалося тільки за три десятиліття після того, як у нас з’явилися персональні комп’ютери та їхні мережі. Лишається тільки сподіватися, що з битви з бюрократією, яка все ще триває, вони вийдуть переможцями.

Тільки найцікавіші новини та факти в нашому Telegram-каналі!

Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine