Когда 1974 году в Ленинграде был создан научно-исследовательский вычислительный центр (ныне — СПИИРАН: Санкт-Петербургский институт информатики и автоматизации Российской академии наук), в группу математического обеспечения ЭВМ вошел Владимир Воробьев. В 1978 году на ее базе образовалась одноименная лаборатория, и Владимир Иванович руководил ей в течение 30 лет.

Воробьев — доктор физико-математических наук, профессор. Сейчас он занимает должность главного научного сотрудника, а место его работы называется «Лаборатория информационно-вычислительных систем и технологий программирования».

Мы продолжаем дополнять музейную коллекцию DataArt интервью об истории ИТ. Ранее нашими собеседниками становились Сергей Зонов, Евгений Каневский и Александр Ламден.

О погоде

— Когда вы поняли, что вычислительная техника — это ваше?

— Еще студентом. В 1963 году я окончил Гидрометеорологический институт, у нас была экспериментальная группа программистов для расчета прогноза погоды. Дипломную работу я писал в Новосибирском вычислительном центре, который возглавлял последний президент Академии наук СССР Гурий Иванович Марчук. В его группе я разрабатывал модель пограничного слоя атмосферы.


Институт вычислительной математики и математической геофизики (ИВМиМГ) был основан в 1964 году как Вычислительный центр Сибирского отделения Академии Наук СССР

— Почему именно пограничного?

— Здесь самые большие проблемы — турбулентные течения, которые очень трудно описываются. Когда меня подключили к этой работе, ошибки в прогнозах пограничного слоя были самые большие — порядка 200 процентов. Потому что не учитывалось взаимодействие с подстилающей поверхностью, а она очень неоднородна: вода, леса, пашни… Это существенно влияет на погоду.

— Программа, которую вы писали, помогла снизить процент ошибок?

— Мы довели его до разумных цифр, порядка 70-60 процентов. Сейчас оправдываемость прогноза (не ошибка, а оправдываемость) — 80-90 процентов. Всё зависит от того, что мы прогнозируем. Если температуру, то она весьма изменчива по пространству и времени, нужно выбирать репрезентативные точки для измерений.

— Как в 1960-е составляли прогноз погоды?

— Синоптики вручную обрабатывали прогностические карты. Сейчас это делает компьютер. Без вычислительной техники невозможно освоить гигантское количество информации, получаемой со спутников и с помощью наблюдений. Это серьезная работа. В мире есть огромная сеть станций — их тысячи. Часть — автоматические. Данные с них и со спутников стекаются в региональные центры, а потом передаются во всемирную метеорологическую организацию. Информация аккумулируется в мировых центрах погоды. Один из них находится в Обнинске.

Далее данные поступают в региональные организации для оперативной работы. Там составляются синоптические карты, где вся информация о погоде размечается в специальном коде. С помощью этой карты и карты прогноза погоды, которую рассчитывает компьютер, синоптик принимает решение и окончательно формулирует прогноз — максимум на трое суток.

— То есть долгосрочные прогнозы недостоверны?

— Это теоретически доказанный факт. Атмосфера и океан взаимосвязаны, без них рассматривать погоду нельзя. Система нелинейна, через трое суток мы теряем данные о начальном состоянии.

CYBER 170

— Как после Новосибирска вы вновь оказались в Ленинграде?

— После защиты диплома я поступил в аспирантуру, что в то время сделать было нелегко. Требовалась отработка, но мне удалось убедить руководство. Параллельно я продолжал трудиться в Новосибирске — летал туда в командировки. Защитив в 1969-м диссертацию, я стал сотрудником института Океанологии академии наук. Там занимался тем же самым плюс рядом других задач. Поскольку уже начались полеты в космос, я рассчитывал излучение на Марсе, солярные климаты планет Солнечной системы.

— Каково практическое значение этих исследований?
— Погода на Земле полностью зависит от энергии, которая приходит к нам от Солнца. Когда мы сравниваем разные планеты, лучше понимаем физические процессы, происходящие у нас. Кроме того, в институте занимались общей циркуляцией атмосферы океана. Это была одна из главных тем.


Центральные стойки БЭСМ-6. Слева буферные регистры и устройство связи, затем УУ (устройство управления), далее — АУ (арифметическое устройство). Справа виден край УВУ (управления внешними устройствами).

— Почему в 1975-м вы перешли в Вычислительный центр?

— Возникли проблемы во взаимоотношениях с руководством, кроме того, мне предложили повышение по службе. Если там я работал младшим научным сотрудником (даже доктора наук на этой должности сидели), здесь — сразу старшим. Карьерный рост.


Машинный зал: накопители на магнитной ленте, на переднем плане (желтый) телетайп

— Что теперь входило в ваши обязанности?

— Частично я занимался и моделированием, но главной задачей было математическое обеспечение компьютеров. Основной рабочей лошадкой тогда была БЭСМ-6. На ней выполнено большинство научных исследований в СССР. У нас таких машин было две. В 1978-м купили американскую CYBER 170 фирмы CDC. Очень дорогую — около 5 млн золотом за нее заплачено. Это больше 5 млн долларов. Всего в СССР таких машин было штук 6-7.


Магнитные барабаны внешней памяти. Вес барабана — около 300 кг, объем памяти — 32 килослова БЭСМ-6.

Поставлялась она вместе с программным обеспечением фирмы-изготовителя — Control Data Corporation. Оно было на порядок лучше, чем для БЭСМ-6. Ничего лишнего, всё очень сбалансированное, с мощными библиотеками научных программ, которые позволяли облегчить решение многих научных задач.


Машинный зал Вычислительного центра Академии Наук на Менделеевской линии в Ленинграде. Источник фото

— В чем еще американская машина превосходила отечественную?

— В скорости, эффективности и удобстве сервиса. Например, у нее был готовый алгоритм решения дифференциальных уравнений. Мы только поставляли начальные данные и интегрировали уравнение. На БЭСМ-6 это нужно было программировать вручную.
В некоторых отраслях — геофизике, расчете ядерных реакторов — от вычислительной техники требовалась высокая производительность. У CYBER 170 она была выше. На Сахалине такие машины стояли для исследования недр.


CYBER 170 в Вычислительном центре. Фотография конца 1980-х годов. Источник фото

— С какими проблемами в работе машин приходилось сталкиваться?

— Когда начинаешь решать задачу, в 90 процентах случаев она не идет. Очень редко программисты готовят алгоритм, подходящий сразу. Мы помогали им находить ошибки. Чаще всего машина не понимает языка программирования, когда нарушаются его правила. Бывают ошибки матобеспечения, иногда сбоит аппаратура, например, при повышении температуры. У машины было три цикла охлаждения: воздух, фреон и вода. Во дворе стояла градирня. Видели такие у электростанций, откуда пар идет? У нас она тоже была, только поскромнее. Так вот, на входе температура должна быть 17 градусов. Иногда при жаре или плохой работе аппаратуры она повышалась, и машина сбоила.

Старовойтова, Ботвинник и космонавты

— Сколько вычислительных центров было в СССР в те годы?

— Первый — в Москве. Это институт Дородницына (Вычислительный центр им. А.А. Дородницына Российской академии наук — Прим. ред.). Был центр в Новосибирске — Гурия Ивановича Марчука туда пригласили. Свои вычислительные центры создавались в серьезных учреждениях. Например, Институт прикладной математики академии наук, где выполнялись расчеты траекторий космических аппаратов. У Гидрометцентра вычислительный центр был.
Поскольку машины дорогие, а для обслуживания нужны высококвалифицированные специалисты, позволить их себе мог не каждый институт. Поэтому стали создавать центры коллективного пользования. Сейчас мы, кстати, тоже наблюдаем систему коллективного пользования, но на новом витке развития — это облачные вычисления.


Машинный зал Cyber 170. Оператор работает за терминалом

— Сколько специалистов работало в вашем вычислительном центре?

— Порядка десяти электронщиков, примерно столько же специалистов матобеспечения. Плюс холодильщики, электрики… Это на весь парк машин, которыми могли пользоваться ленинградские учреждения академии наук.

— С какими задачами к вам приходили?

— Мы выясняли потребности учреждений. Институт Океанологии занимался моделированием океана, атмосферы и климата. Физико-технический институт — физикой твердого тела. У него были собственные машины, но мы были интересны библиотеками научных программ. Кстати, на CYBER 170 можно было считать не все задачи, потому что американцы наши расчеты контролировали. И в те времена также были санкции. Нам поставили машину мощностью не больше, чем у БЭСМ-6. Но мы убрали перемычки, понижающие быстродействие.

— Бывали случаи, когда кто-то пытался влезть к вам без очереди?

— Да. Например, Галина Старовойтова. Она приходила ко мне и настоятельно требовала посчитать ее задачу. Говорила: «Мне директор разрешил». Галина Васильевна тогда работала в Кунсткамере и занималась каким-то социологическим исследованием. Для решения ее задачи нужен был алгоритмист, чтобы перевести всё это на язык математики, а затем найти численный алгоритм, который бы ложился на архитектуру конкретного компьютера. Задача оказалась неподъемной.

— Пришлось отказать?

— Да, хоть это было и нелегко. Галина Васильевна требовала настойчиво и энергично. Но мы были готовы предоставить только консультацию по решению задачи.


Магнитофонные шкафы Cyber 170

— Взятки предлагали, чтобы вы посчитали без очереди?

— Как-то я заметил, что у группы, занимающейся обслуживанием пользователей, появляются тортики — за окном стоят. Оказалось, так люди проталкивают свои задачи, потому что машинное время было большим дефицитом. Пришлось пресечь и отправить работать в эту группу своего заместителя. За такую ненаучную задачу он на меня даже обиделся.

Вообще поддерживать порядок в центре было непросто. С абонентских пунктов работы велись по ночам. Пришлось заняться компьютерной безопасностью. Некоторые пользователи, особенно физики, могли проникнуть туда, куда не следовало — в область системного программиста, либо в ресурс чужого пользователя.

— Кто-нибудь из великих в ваш центр приходил?

— Например, шестой чемпион мира по шахматам Михаил Ботвинник. У нас была шахматная программа, по тем временам довольно серьезная. Михаил Моисеевич свою партию с Капабланкой загрузил и был очень счастлив, что машина не нашла решение, которое он нашел за доской.


Партия против Капабланки на АВРО-турнире 1938 года — самая знаменитая в карьере Михаила Ботвинника. Диаграмму после 29 хода Гарри Каспаров называл «самой знаменитой в истории шахмат»

На экскурсии к нам приходили космонавты. Связь с ними была довольно тесной, поскольку два наших первых директора — Валентин Михайлович Пономарев и Рафаэль Мидхатович Юсупов — выходцы из Академии Можайского, готовящей специалистов для космических войск. Кроме того, наши сотрудники до сих пор делают расчеты для космической отрасли.

— Чем в своей работе вы гордитесь больше всего?

— Созданием компьютерных сетей. Это было нашей ключевой задачей, ей мы начали заниматься с 1985 года. Сейчас сетевыми услугами пользуется каждый, интернет — дело обыденное, а в то время мы проводили эксперименты. Это довольно серьезная работа. Что такое связать сеть? Вот мы с вами ведем диалог, есть некий протокол интервью. Вы задаете вопрос, я отвечаю. Компьютеры также ведут диалог по протоколу. Первый посылает запрос, второй подтверждает: «Да, я готов к приему!» После этого формируется пакет, в котором есть адрес — куда он идет и кому.

— Кто пользовался компьютерными сетями в те годы?

— Те же метеорологи, к примеру. У них были сети между слабыми машинами, которые собирали данные со станций, аккумулировали их и передавали на большие компьютеры. Запуск космических аппаратов тоже не обходился без компьютерных сетей.