Цифровое государство академика Глушкова

Можно ли полностью избавиться от бумажной бюрократии и обеспечивать все функции государства исключительно с помощью передачи информации в электронном виде? Этот вопрос звучит чрезвычайно современно, но впервые его поставил основатель Института кибернетики НАН Украины Виктор Глушков. Еще в 1962 году он предложил создать первую в мире компьютерную сеть, которая связала бы между собой десятки тысяч машин.

Математик, ставший кибернетиком

Ровно 100 лет назад, 24 августа 1923 года, в Ростове-на-Дону, в семье выходцев из украинского Донбасса родился человек, который сделал Киев одним из центров мировой компьютерной науки, когда она еще только зарождалась. С раннего детства он проявлял незаурядные способности к математике, и уже к 8 классу знал ее не только в рамках школьной программы, но и многое из того, что изучали в университете.

В старших классах он увлекся физикой. Как раз началась Вторая мировая война. Парню чудом удалось пережить ее и поступить в местный университет. В московский, несмотря на все способности, по словам самого Виктора, его бы не взяли.

Виктор Глушков
Виктор Глушков. Источник: www.facebook.com/InstituteOfCybernetic

В СССР как раз разворачивалась ядерная программа, и Глушков по окончании университета получил направление ехать на Урал, где мог и остаться на всю жизнь в одном из закрытых городов. Однако советская бюрократическая машина дала сбой, в результате чего он оказался без денег в населенном пункте, где его никто не ждал.

Однако Глушков нашел себе место преподавателя в каком-то училище и вскоре все же добрался до Москвы, где навсегда оставил физику и занялся математикой. В 1951 году, когда ему было всего 28, он получил степень кандидата наук, а в 32 — докторскую степень. При этом занимался он чисто математическими вопросами, но светилом московской математики так и не стал. Вместо этого ученый снова поменял свой жизненный путь и отправился в Киев, где одними из первых в Советском Союзе начали строить компьютеры.

На заре вычислительной техники

Людям, которые знакомы лишь с современным состоянием информационных технологий, достаточно трудно представить себе, какими они были, когда только зарождались. Сейчас нам чаще всего приходится иметь дело со смартфонами, помещающимися в кармане. Чуть более громоздкими считаются планшеты, еще реже люди пользуются ноутбуками, и уже совсем нечасто сейчас можно увидеть персональный компьютер.

В 1956 году, когда Виктор Глушков приехал в Киев, чтобы возглавить лабораторию вычислительной техники, типичная электронно-вычислительная машина представляла собой набор шкафов, занимавших целую комнату, и выполняла несколько десятков или сотен операций в секунду.

Первый в мире программируемый компьютер ENIAC работал в США до 1955 года
Первый в мире программируемый компьютер ENIAC работал в США до 1955 года. Источник: Википедия

Причиной таких гигантских размеров было то, что вычислительные модули строились на основе тысяч электронных ламп, каждая из которых имела немалый размер. И даже это уже было огромным шагом вперед, ведь всего за 10–15 лет до того вычислительные машины были лишь механическими, еще более громоздкими и медленными.

Взглянув на то, с чем начинал работать Глушков, трудно было бы узнать хотя бы один знакомый элемент. Ведь тогдашние компьютеры просто не имели мониторов, а ввод информации в них осуществлялся с помощью перфокарт с дырочками.

Но то, что эти машины могут решать задачи, недоступные человеку, было понятно уже тогда. Ведь еще во время Второй мировой британская вычислительная машина Colossus смогла расшифровать немецкий шифр «Лоренц». СССР и США как раз начали ядерную гонку, требовавшую большого количества расчетов, и готовились к космическим полетам, для которых их требовалось еще больше.

Малая электронно-счетнаяная машина
Малая электронно-вычислительная машина (МЭВМ) — первый советский компьютер, созданный в Киеве в 1951 году. Источник: www.interesniy.kiev.ua

Именно поэтому компьютеры развивались бешеными темпами. Лампы уже отживали свое время. На замену им приходили значительно более компактные полупроводниковые элементы — транзисторы. Один квадратный метр электрической платы мог их содержать в сотни раз больше, чем электрических ламп.

Компьютеры Виктора Глушкова

Именно над одной из таких машин и работали в столице УССР, когда туда приехал Глушков. Называлась она по месту расположения — «Киев». Как и все компьютеры того времени, это был набор шкафов с оборудованием, занимавший целую комнату. Однако скорость его уже была достаточно большой — 15 тыс. операций в секунду. Кроме того, машина имела библиотеку программ, которая хранилась на магнитных барабанах.

Важно отметить, что программирование тех времен очень сильно отличалось от того, к чему привыкли современные компьютерщики. Никаких текстовых редакторов еще не существовало. ЭВМ реагировали только на последовательность числовых кодов, понять которую могли лишь математики. И оперативная память машины «Киев» вмещала всего 1024 таких кода.

Електрична друкарська машинка використовувалася на комп'ютері «Київ» замість клавіатури
Электрическая пишущая машинка использовалась на компьютере «Киев» вместо клавиатуры. Источник: dev.ua

Правда, именно на «Киеве» едва ли не впервые в мире был применен привычный нам язык программирования высокого уровня, работать с которым было значительно проще. Он назывался «Адресный язык программирования» и был разработан другим выдающимся кибернетиком — Екатериной Ющенко.

Несмотря на такие достаточно скромные показатели, Виктор Глушков смог применить «Киев» для решения целого ряда чрезвычайно сложных задач. Второй экземпляр машины был установлен в центре ядерных исследований в городе Дубно. А на ее оригинале, оставшемся в столице УССР, были проведены одни из первых в мире экспериментов по распознаванию печатного текста и простейших образов в виде геометрических фигур. Выполнение компьютером таких операций стало привычным делом только в 1990-е годы.

А в 1960-м Виктор Глушков провел с помощью «Киева» целый ряд экспериментов по дистанционному управлению. Только машина управляла не авиамоделью и не детской машинкой, а цехом сталелитейного завода, который находился на расстоянии 500 км от нее.

Компьютер «Днепр» в музее
Компьютер «Днепр» в музее. Источник: ua.uacomputing.com

Однако одним только «Киевом» Глушков не ограничился. Следующим компьютером, созданным под его руководством, стал «Днепр», который закончили разрабатывать в 1961 году. По сравнению с «Киевом», его размер уменьшился на треть, а быстродействие, наоборот, выросло до 20 тыс. операций в секунду. Самым главным было то, что это был достаточно массовый продукт — всего их выпустили около 500 единиц.

Параллельно Глушков разработал значительно меньший по размеру компьютер «Проминь», которому хоть и было далеко до того, чтобы помещаться на столе, однако их уже можно было поставить несколько в одной комнате. Основной задачей этого устройства, несмотря на его довольно скромное быстродействие в 1000 операций в секунду, были инженерные расчеты.

По сути, «Проминь» и его преемники — «МИР» (Машина инженерных расчетов) и «МИР-2» были персональными компьютерами, поскольку пользоваться ими должны были непосредственно инженеры, а не специально обученные программисты. Последняя из упомянутых модификаций, созданная в 1969 году, имела уже не только подобие клавиатуры в виде электрической пишущей машинки, но и экран на основе электронно-лучевой трубки.

Комп'ютер «МІР-2», збудований Віктором Глушковим у 1969 році
Компьютер «МИР-2», созданный Виктором Глушковым в 1969 году. Источник: ua.uacomputing.com

Общегосударственная автоматизированная система

Однако одни только ЭВМ не были целью Глушкова. Еще в 1962 году он задумался над тем, чтобы создать компьютерную сеть, которая объединила бы тысячи машин по всему Советскому Союзу. Сначала эта система называлась ЕГСВЦ (Единая государственная система вычислительных центров), однако после того, как проект был представлен руководству государства, он получил название ОГАС (Общегосударственная система сбора и обработки информации). Система эта была поначалу совершенно секретной, а затем ее проект потерялся.

Когда уже в конце 1990-х о нем вспомнили, сведений нашлось крайне мало, и эта тема оказалась сильно мифологизированной. Кто-то видел в ОГАС полный аналог интернета, который могли создать на 10 лет раньше, чем первые западные сети. Другие настаивают на том, что это была всего лишь неудачная попытка тоталитарного государства контролировать абсолютно все, и с современной Всемирной паутиной она ничего общего не имела.

Больше информации об ОГАС можно узнать из книги Виктора Глушкова «Основы безбумажной информатики», изданной сразу после его смерти в 1982 году. Из нее следует, что эта система действительно задумывалась именно для советской плановой экономики, однако ее можно было бы применить и для борьбы с чрезмерной бюрократизацией в любой государственной системе управления.

Советский Союз критиковал собственную бюрократию, но сделать с ней ничего не мог
Советский Союз критиковал собственную бюрократию, но сделать с ней ничего не мог. Источник: back-in-ussr.com

Исходной точкой для Глушкова стало огромное количество государственных бумаг, которыми вынуждены обмениваться различные учреждения для того, чтобы что-то узнать друг от друга, а затем получить необходимый отклик. Насколько частыми и неприятными могут быть ошибки в такой системе, ученый знал из собственного опыта.

А поскольку подавляющее большинство запросов было однотипным, он предложил простое решение: пусть информация, необходимая для их удовлетворения, хранится и обновляется в электронном виде, но будет доступна с любого другого компьютера в сети. Фактически он говорил о создании баз данных и удаленного доступа к ним.

Кроме того, система должна была давать пользователям возможность совместной работы над проблемой — например, планированием. Это немного напоминает современные облачные сервисы вроде Google Docs. А управлять этим всем могла бы настоящая служба системных администраторов, которая не только обеспечивала бы общее функционирование и доступ пользователей к определенным сервисам, но и распределяла мощности незадействованных компьютеров между теми, кому они были действительно нужны.

Последнее было совершенно нелишним, поскольку вычислительная мощность у тогдашних машин была небольшой. Таким образом ОГАС в целом должна была бы стать чем-то отдаленно похожим на «государство в смартфоне», но с той разницей, что технологии тогда позволяли компьютеру с соответствующей мощностью помещаться не в кармане, а в большой комнате.

Виктор Глушков обсуждает автоматизированные сисемы управления
Виктор Глушков обсуждает автоматизированные системы управления. Источник: commons.com.ua

Именно поэтому сеть ОГАС, по замыслу Глушкова, должна была опираться на более 200 базовых опорных вычислительных центров, к которым бы присоединялись вычислительные центры предприятий, уже предоставляющих доступ пользователям.

Все это многим дает основание утверждать, что ОГАС не была интернетом, и для того, чтобы ею воспользоваться, надо было идти на вычислительный центр, бороться с советской бюрократией, чтобы тебе разрешили подать сообщение, которое бы долго пересылалось в опорный вычислительный центр, а оттуда — в главный центр сети, где его пересылали бы на другой центр, и все это не имело бы никакого смысла.

Однако на самом деле ОГАС собирались устроить немного не так. Во-первых, между опорными вычислительными центрами обязательно должны были быть прямые каналы передачи информации. Глушков был одним из первых, кто заговорил о важности горизонтальных связей в управлении государством. И сам же предложил способ непосредственного их включения в систему благодаря цифровым технологиям.

Схема ОГАС
Схема ОГАС. Источник: Википедия

Во-вторых, каждый вычислительный центр предприятия, согласно замыслу, должен был иметь большое количество терминалов — устройств, которые обеспечивали бы доступ к общей памяти и вычислительным мощностям. То есть фактически эта архитектура мало чем отличалась от офисной локальной сети с выходом на сеть высшего уровня. И сервис, аналогичный привычной нам электронной почте, был вполне доступен для каждого пользователя, которых в ней было много.

Как бы то ни было, а ОГАС в Советском Союзе в итоге не была реализована. Сначала яростное сопротивление ей оказывали чиновники разных уровней, которым она угрожала тем, чем угрожает их нынешним коллегам, то есть мешала заниматься коррупцией и бездействием. Затем оказалось, что в СССР просто не производится достаточного количества компьютеров, и пришлось налаживать их выпуск.

Наконец, когда уже в первой половине 1970-х программу строительства ОГАС таки приняли, то оказалось, что технологии ушли далеко вперед и она начинает стремительно морально устаревать.

Компьютерное отставание Советского Союза

С тем, насколько реальной была ОГАС Виктора Глушкова, тесно связан вопрос об отставании советской электронной промышленности, который обычно формулируется так: «Когда в США уже были персональные компьютеры, в СССР еще были перфокарты и лампы». Однако на самом деле ситуация выглядела несколько сложнее.

Когда Глушков в 1950-х пришел в кибернетику из математики, Советский Союз имел примерно такой же уровень вычислительной техники, что и США. И там, и там машины занимали целую комнату и использовали лампы и транзисторы. При этом тогда уже существовала идея следующего шага — размещение большого количества транзисторов на одном кристалле. Это называется интегральной схемой, или микросхемой, и все современные электронные устройства работают на них.

Электровакуумные лампы
Электровакуумные лампы. Источник: Википедия

Реализовали микросхему на Западе в 1959-м, уже когда Глушков создал свои первые компьютеры. В СССР ее аналог появился достаточно быстро — в 1961-м. Все 1960-е годы переход на новую элементную базу продолжался по обе стороны «железного занавеса». И там, и там компьютеры все еще имели вид шкафов с присоединенными к ним терминалами. СССР немного отставал, но отставание это было еще незначительным.

Прорыв на Западе произошел в 1971 году, когда корпорация Intel сумела уместить весь процессор на одну микросхему. Правда, получился он тогда не очень мощным и подходил больше для калькуляторов. Однако уже в 1974-м были созданы его более производительные варианты, что позволило создать персональный компьютер, способный выполнять программы и обрабатывать данные, при этом умещаясь на одном столе.

И именно эти компьютеры сначала постепенно, а затем все быстрее начали завоевывать мир, и электронные сети стали базироваться именно на них, а не на вычислительных центрах. В СССР аналоги разработанных Intel процессоров смогли освоить в конце 1970-х и даже создали на их основе компьютер. Однако советская промышленность уже не успевала за конкурентами. Почти каждый год в мире количество транзисторов в микросхеме стремительно росло, и компьютеры устаревали почти мгновенно. Все это Глушков прекрасно понимал, но сделать уже ничего не мог.

Intel 4004 — первый серийный процессор, который помещался на одной микросхеме
Intel 4004 — первый серийный процессор, который помещался на одной микросхеме. Источник: Википедия

Вице-президент АН УССР был человеком, который едва ли не лучше всех в СССР разбирался в вещах, понятных для большинства украинцев в 1990-х, а то и в 2000-х годах. Так, вполне привычным для него делом были безналичные банковские переводы и бесконтактная оплата картой. Интересовался он также компьютерным редактированием текста и подготовкой материалов для печати в электронной форме, когда файл просто посылается на печатающее устройство.

Чрезвычайно интересной для Глушкова всю его жизнь была тема искусственного интеллекта. В тех же «Основах безбумажной информатики» он описывает интеллектуальные системы распознавания печатной и устной речи. Он совершенно правильно указывает на путь построения системы, способной справиться с этой задачей благодаря применению статистического анализа. И его утверждение, что реализовать этот принцип сможет система, известная как перцептрон, было абсолютно точным. Уже в 1990-х годах, через десятилетие после смерти академика Глушкова, многослойные перцептроны стали называть нейросетями.

Возможно ли «цифровое государство» в Украине

Всю свою жизнь Глушков боролся с советской бюрократией. Боролся несмотря на то, что сам был не просто членом КПСС, но и депутатом Верховного Совета СССР. Просто он 25 лет посвятил кибернетике — науке о передаче, хранении и преобразовании данных в системах управления, независимо от того, чем они являются: машиной, живым существом или обществом.

В СССР до 1955 года, то есть за год до того, как Глушков переехал в Киев, кибернетику считали псевдонаукой. Да и после ее «реабилитации» абсолютное большинство населения и советской номенклатуры продолжало относиться к идеям Глушкова враждебно.

В это трудно поверить, но сторонники идеи государственного управления экономикой и социумом и научного подхода ожесточенно сопротивлялись применению этого же подхода в государственном управлении. То, что в гигантской системе информация передается крайне неэффективно, понимали все. Но доверять машинам то, что делала целая армия чиновников, не собирались.

Виктор Глушков объясняет, что такое программирование
Виктор Глушков объясняет, что такое программирование. Источник: kpi.ua

Проблема эта актуальна и для нас сегодняшних. Ведь везде, где мы вместо цифровых сервисов вынуждены идти в государственное учреждение и там заполнять бумажку, которая потом будет путешествовать по неизвестным коридорам с неизвестными последствиями, мы сталкиваемся с тем же, с чем боролся Глушков.

Он прекрасно понимал, что в самой совершенной системе компьютерного управления всегда останется человеческий элемент, который должен быть готов адекватно воспринимать то, что выдает ему машина. Именно поэтому поздние годы своей жизни Глушков посвятил популяризации вычислительной техники в обществе, которое все еще жило бумажной информатикой, пытаясь приучить людей к мысли, что компьютер является их другом.

О том, насколько это на самом деле трудно, свидетельствует тот факт, что запустить что-то, хоть немного похожее на «безбумажную информатику» Глушкова, в Украине удалось только через три десятилетия после того, как у нас появились персональные компьютеры и их сети. Остается только надеяться, что из все еще продолжающейся битвы с бюрократией они выйдут победителями.

Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!

Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine