История любой науки крайне избирательна: имена признанных первопроходцев сохраняются в памяти общества и изучаются в учебниках истории, а сами изобретатели становятся кумирами для новых поколений. Но многие их сподвижники оказываются незаслуженно забытыми, хотя их вклад зачастую был не менее значим. Пора это исправить!
Сегодня мы поговорим о четырех первых программистах, создавших IT как науку и прикладную отрасль, но не настолько известных, как Алан Тьюринг или Ада Лавлейс. Тем более, что повод есть — двое из них родились 2 ноября.
Знакомьтесь: люди, изменившие мир и создавшие современную технологическую реальность! Загибайте пальцы, о скольких из них вы слышали, и пишите результат в комментариях.
Джордж Буль
Когда речь заходит о зарождении высоких технологий, читатели «в теме» сразу вспоминают об Аде Лавлейс — «первом программисте в истории», создателе первой программы, память о которой, кстати, была тоже предана забвению на век после ее смерти. В наши времена ее заслуги оценены по достоинству: каждый второй вторник октября по всему миру отмечается день Ады Лавлейс. Наряду с ней можно выделить еще одного великого первооткрывателя, о котором помнят гораздо меньше.
Джордж Буль — английский математик 19-го века, автор нескольких значимых трактатов о логике, исследователь в области матанализа и первый лауреат золотой медали Лондонского королевского общества в области математики. Талантливый человек талантлив во всем — Джордж также известен объемными трудами в области религии (и одно время даже собирался стать священником), литературы, философии и метафизики. Но мы посмотрим на него под другим углом.
Этот персонаж является создателем т. н. «булевой алгебры», использующей операторы AND, OR и NOT, и в которой соответствующие переменные могут принимать только два значения: 0 и 1. Если не углубляться в детали, можно сказать, что Буль разработал свой аппарат матлогики, который применяется до сих пор. В честь Джорджа Буля дано название логическому типу данных, который присутствует в почти любом из современных языков программирования. А главный труд этого деятеля — «Законы мышления», трактат о разработке и анализе сложных схем, которые были применены при создании первых ЭВМ.
Булевы запросы — еще один удобный инструмент, которым наверняка пользовались многие из вас. Чтобы сортировать информацию в поисковике и получать релевантную выдачу, можно добавлять определенные слова или знаки препинания. Да, это тоже делается в рамках математической логики, и хотя Джордж Буль умер задолго до появления Google, его наследие живет и помогает людям.
Аристотель исследовал формальную логику более 2 тысяч лет назад, и только в 1940-х годах появились первые сложные машины, умеющие производить большой объем операций. Где-то между ними затерялись труды многих ученых, отдавших жизнь проектированию нового будущего. Одним из них и был Джордж Буль, чьи учения до сих пор востребованы и составляют основу кодинга.
Конрад Цузе
Прыгаем в машину времени и перескакиваем на 100 лет вперед: мы уже в нацистской Германии. Период ужасных преступлений против человечности — и в то же время эпоха ученых, творивших великие открытия. Кто-то делал это невероятно ужасной ценой, как Йозеф Менгеле, но нашлось место и творцам, не запачкавшим руки кровью, хотя и зависимым от системы.
Конрад Цузе был из таких. Архитектор по образованию, он стал изобретателем совершенно случайно: проектирование дорог и зданий требовало серьезнейших арифметических расчетов, которые занимали много времени с калькулятором или логарифмической линейкой. Чтобы упростить рабочий процесс, Цузе решил автоматизировать расчеты при помощи вычислительной машины. Таких еще не существовало, поэтому немецкого ученого по некоторым признакам можно считать создателем первого компьютера в истории.
Цузе был в первую очередь конструктором и строителем, не был знаком с прикладной механикой или электроникой, но это оказалось преимуществом: изобретатель имел незамыленный взгляд на вопрос и провел несколько экспериментов, в итоге остановившись на двоичной системе вычислений.
В 1938-м году на свет появилась машина Z1. Она весила под тонну, работала на двигателе мощностью 1кВт, не обладала функцией сохранения и постоянно ломалась. Зато операции сложения занимали 5 секунд, умножения — 10 секунд. Человек смог отдать работу с вычислениями машине и избавиться от тяжелого и рутинного труда.
Спустя год началась Вторая мировая война, и архитектора забрали в нацистскую армию. Впрочем, благодаря заступничеству ученой среды Цузе смог демобилизоваться уже через полгода и уехал в Берлин. Там он создал улучшенные версии своей машины: Z2 и Z3. На последней, кстати, впервые использовался способ адресного распределения памяти. И еще один штрих: изобретения Цузе взяли на вооружение производители военного оборудования, на Z3 производились расчеты по баллистике и аэродинамике для Фау-2 и других ракет.
Конрад Цузе был аполитичным человеком, но против системы идти не мог. К счастью, его величайшее изобретение Z4 появилось только к началу 1945-го года, а при подходе советских войск к Берлину изобретатель бежал в Баварию со всей семьей и своим детищем. В дальнейшем Цузе изобретет первый высокоуровневый язык программирования Планканкюль, доведет Z4 до ума и запустит коммерческое производство компьютеров под брендом Zuse KG. Фирма проживет до 60-х годов, дойдет до производства Z22 и будет продана корпорации Siemens.
Цузе создал первый компьютер за 4 года до появления американской разработки ENIAC, но не смог выдержать конкуренцию с новыми гигантами рынка вычислительной техники и остался консультантом Siemens. А еще рисовал, разбирал устройство Вселенной и стал отцом пятерых детей. Захватывающая история Конрада Цузе говорит нам о том, что не обязательно быть великим теоретиком, чтобы стать великим практиком, а на пути к успеху есть драйвер, имя которому — Случай.
Морис Уилкс
В отличие от предыдущего героя, сэр Морис Уилкс — пример человека, который знал, к чему шел, и добился успеха путем кропотливой работы. Сын бухгалтерского служащего, он с ранних лет открыл в себе интерес к точным наукам. В 1931-1934-х годах занимался изучением математики в колледже Святого Иоанна в Кембридже, параллельно заинтересовался радиотехникой и защитил докторскую по физике на тему радиоволн. Во время Второй мировой войны участвовал в разработке военных радаров, а после стал одним из директоров матлаборатории Кембриджского университета. Но это только предыстория.
Изучая труды по электротехнике, Уилкс наткнулся на доклад математика Яноша фон Ноймана про амбициозный американский проект ЭВМ EDVAC. Коллега одолжил этот доклад Морису на одну ночь, но ученому хватило времени, чтобы понять, чем он хочет заниматься.
Машина EDSAC в конструкционной части практически повторяла американский аналог: перфоленты ввода и вывода, дополнительные линии задержки, схожие технические характеристики. А вот программная часть выглядела совершенно по-другому: благодаря наработкам Уилкса там появилась библиотека подпрограмм.
Ранее подпрограммы приходилось записывать в отдельные блокноты, а поскольку адреса расположения данных могли меняться в связи со сменой места расположения подпрограммы, это являлось проблемой. Морис настроил автоматизацию расположения подпрограмм при помощи их унификации и собрал все в библиотеку: там находились вычисления любого характера и сложности. Продукт своей деятельности он назвал «собирающей системой» — assembly system, а позднее команда разработчиков EDSAC создала ассемблер, название которому пришло от этого понятия.
Еще одно важнейшее изобретение ученого — это микрокод. Уилкс предложил прописывать последовательный набор инструкций одной строкой или командой. Появление микрокода было связано с потребностью упрощения разработки процессора и в дальнейшем привело к развитию набора команд и увеличению скорости памяти.
Нельзя назвать сэра Мориса лишенным почестей: в списке его наград значатся премия Тьюринга, медаль Фарадея, премия Гарри Гуда и множество других награждений. И все же обывателю его имя не слишком запомнилось, что мы и решили исправить. Сам Уилкс прожил долгую (97 лет!) и счастливую жизнь , умер в 2010-м году и внес невероятно большой вклад в развитие компьютерной техники и языков программирования.
Сергей Лебедев
На заре эпохи вычислительной техники были пророки и в своем Отечестве! Про пионера кибернетики академика Глушкова кто только ни говорил, но мы сосредоточимся на чуть менее мейнстримной фигуре. Ведь пока американские инноваторы соревновались с европейскими, в Советском Союзе развивалась собственная научная школа.
Сергей Алексеевич Лебедев родился 2 ноября 1902-го года в Нижнем Новгороде и успел застать распад Российской империи в относительно зрелом возрасте. Еще с детства ребенка интересовала техника и механика, а в особенности электричество: мальчик опутал дом проводами, чтобы провести электрические звонки. Когда семья Сергея переехала в Москву, новое правительство принимало великий план ГОЭЛРО: десятки новых электростанций и дешевое массовое электричество для всей страны. К этому периоду юноша увлекся темой электрики настолько, что поступил в Бауманку на соответствующий факультет, а спустя всего несколько лет стал одним из признанных авторитетов в области электротехники.
В 1935 году Лебедев получил звание профессора, а в войне участвовал таким же образом, как и его упомянутые выше коллеги: проводил вычисления и разрабатывал системы функционирования высокотехнологичного на тот момент оружия. Главные жизненные достижения профессора произойдут чуть позже: в 1947-м году он получает пост директора Института электротехники АН УССР и организовывает с нуля лабораторию по созданию вычислительной техники. С этого момента можно отсчитывать начало отечественной истории компьютеростроения.
Дети академика вспоминали, что в те годы отец часто сидел и рисовал на бумаге нолики и единички. Уже тогда он думал о двоичной системе исчисления и собирался применить ее на практике, чтобы построить собственную вычислительную машину. Такая возможность представилась после войны: к осени 1948-го года Сергей Алексеевич спроектировал принципы построения аппарата, а в 1951-м году предоставил готовое решение публике.
МЭСМ — малая электронная счетная машина. Она произвела фурор в научных кругах, поскольку обладала самыми мощными вычислительными возможностями во всей континентальной Европе. Фундаментальные принципы МЭСМ в дальнейшем служили базой для построения новых электронных машин, в частности, БЭСМ-1 — более совершенной модели, позволившей решать сложнейшие производственные задачи.
Лебедев на этом не остановился и продолжил свои научные изыскания. Его БЭСМ-6, разработанная уже в далеком 1967-м году, превосходила по мощности все советские ЭВМ: миллион операций в секунду! Фактически академик заложил фундамент советской технической школы и компьютеростроения. К сожалению, конец его жизни был омрачен печальной историей: государство приняло решение о копировании американского опыта и конкретно повторении технологий IBM. Лебедев был против и, говорят, с воспалением легких пошел к профильному министру и просидел час в его приемной, но так и не был принят. Самостоятельная практика создания ЭВМ в Советском Союзе закончилась, а ученый начал часто болеть и вскоре, в 1974-м году, окончательно слег и умер.
Ложка меда в этой истории — это наследие Лебедева, пережившее своего создателя. Советско-американский проект «Союз — Аполлон», стартовавший в 1975-м году, был первой стыковкой космических аппаратов в истории. Управление полетом было возложено на вычислительный комплекс, работавший на основе БЭСМ-6 — того самого лучшего творения изобретателя. Как оказалось, она на 20 минут быстрее обрабатывала полетную информацию, чем ее американский аналог. А грустить все же не стоит, ведь Сергей Лебедев и подобные ему инноваторы двигали отечественную науку и внесли свой вклад в создание великой инженерно-механической школы, плоды которой дают о себе знать уже в современной России.