Ingenjörsfrihet
Story livsingenjör Svoboda bygger på en liten äventyrsroman och är lite täckt av inhemsk litteratur.
Han föddes i Prag 1907 och överlevde första världskriget. Vandrade runt i Europa och flydde från nazisterna. Han återvände till Tjeckoslovakien, redan sovjetisk. Och till slut tvingades han fly igen, flyende redan från kommunismen.
Från barndomen var Svoboda förtjust i teknik och gick in på det berömda tjeckiska tekniska universitetet i Prag (Česke vysoke učeni technicke v Praze, ČVUT) (närmare bestämt på Mechanics and Electrical Engineering College under honom). Det tjeckiska polytekniska universitetet är i allmänhet känt för det faktum att alla typer av innovationer alltid har behandlats med stor respekt. Det var där som 1964 institutionen för datavetenskap öppnades - en av de äldsta i Europa och världen. Den 1964 september XNUMX dök en ny disciplin upp i schemat - "teknisk kybernetik", faktiskt - datordesign (för första gången bland länderna i Warszawapakten).
Senare utvecklade avdelningen programmeringssystem och kompilatorer i Algol-60 och Fortran språk. Många av dem implementerades där för första gången i Östeuropa och Sovjetunionen och blev referenser. År 1974 installerades den tjeckoslovakiska stordatorn Tesla 200 på avdelningen (Tesla, inte uppkallad efter den berömda galna elektrikeringenjören, men som en akronym för technika slaboprouda - lågspänningsteknik, var en av de mest kända i Östeuropa och i utöver stordatorer, producerade en enorm mängd utrustning : från mikroprocessorer - kloner av Intel, till datorer).
År 1989 hade avdelningen redan 72 anställda som genomförde 29 ackrediterade kurser i ämnen: kompilatorer och programmeringsspråk; artificiell intelligens; Datorgrafik; dator nätverk; automatisering av kretsar etc. som helt motsvarade de bästa världsstandarderna.
I allmänhet var datorutbildningen i Tjeckoslovakien storleksordningar högre än den sovjetiska. Till exempel, så tidigt som 1962 i Tjeckoslovakien, dök det upp kurser för gymnasieelever om programmering (i vårt land uppstod detta först i mitten av 80-talet). Och ett år senare dök parallellt upp ettåriga kurser för dem som redan tagit examen.
Men innan dess 1931 (när Svoboda tog examen från college) var det fortfarande långt borta, även om avancerad utveckling redan var på gång i den. Det gjorde att han kunde fortsätta sina studier i England och återvända till sitt hemland och arbeta inom området röntgenspektroskopi och röntgenastronomi.
Med krigets närmande beslöt Svoboda att tillämpa sina kunskaper på utvecklingen av luftvärnssikte som automatiskt kunde korrigera vapenskott, vilket han lyckades med. Världssamfundet bestämde sig dock för att blidka Hitler genom att tillåta honom att ockupera Tjeckoslovakien. Och 1939 flydde ingenjören till Frankrike och ville inte att nazisterna skulle få hans utveckling.
Tjeckoslovakien var som vi vet inte tillräckligt för Hitler. Och Frankrike var nästa, föll ett år senare. När Svoboda var i Paris arbetade Svoboda på skisser för sin ballistiska dator tillsammans med en vän, fysikern Vladimir Vand, också en tjeckisk flykting. Tillsammans slutförde de utvecklingen av den första analoga luftvärnsdatorn.
Wehrmacht gick stadigt framåt, och vännerna fick fly vidare. Regelbunden transport gick inte längre, de cyklade och försökte ta sig före den tyska offensiven. På vägen dog en av Libertys två söner, som hans fru Miluna födde i Paris. Efter att ha kört flera hundra mil genom det krigshärjade Frankrike nådde de Marseille, varifrån de skulle evakueras av en brittisk jagare. Denna plan misslyckades på grund av ett missförstånd mellan de brittiska och franska myndigheterna som stod för evakueringen.
Och Svoboda fick tillbringa flera månader i hamnen, gömde sig för Gestapo-agenter och försökte hitta ett sätt att fly. Till slut lyckades Wand ta sig till England. Och Miluna och hennes barn lyckades flytta till USA genom Lissabon med hjälp av en amerikansk välgörenhetsorganisation.
Tyvärr, för att spara utrymme (det fanns tusentals flyktingar), kastade skeppets kapten passagerarnas personliga tillhörigheter, inklusive Freedom-cykeln, där han gömde ritningarna av sin miniräknare för tyskarna. Svoboda tog sig själv till USA via Casablanca med hjälp av en lokal butikschef från den tjeckiska skofabriken Bata.
Efter ett år av prövningar och vedermödor anlände den olyckliga ingenjören äntligen till New York, där han, återförenad med sin familj, 1941 tog ett jobb på strålningslaboratoriet vid MIT. Där fulländade han sitt eldledningssystem, som förvandlades till en luftvärnsdator för flotta Mark 56, vilket avsevärt minskade mängden skador från japanska flygplan i krigets slutskede.
För sin utveckling fick han ett pris - Naval Ordnance Development Award. I Boston arbetade och kommunicerade han med nästan alla datateknikens pionjärer – den store John von Neumann, Vannevar Bush och Claude Shannon.
Antonin Svoboda-utmärkelser, varav endast ett är livstidsutmärkelser, från vänster till höger - Naval Ordnance Development Award, IEEE Computer Pioneer Award (en ungefärlig analog till Nobel i datavetenskap) och Medaile Za zásluhy I stupeň
Svoboda var dock bedrövad över sitt arbete för militären. Han ville göra något mer fridfullt och designa vanliga datorer.
Så efter kriget återvände han till Prag 1946, i hopp om att börja föreläsa och forska vid sitt hemland CTU. Tyvärr fick han ett väldigt häftigt mottagande hemma. Professorerna i den sovjetiska Tjeckien ansåg att han var en farlig konkurrent.
Ytterligare intriger och kamp påminde mycket om vad som hände med de bästa formgivarna i Sovjetunionen. Först publicerade Svoboda sin monografi Computing Mechanisms and Linkages, baserad på hans arbete vid MIT. Det var den första boken i världen som helt ägnas åt datorernas arkitektur. Senare blev det en klassiker. Och den har översatts till engelska, kinesiska, ryska och många andra språk.
När Svoboda erbjöd sitt arbete som avhandling för titeln docent fick han dock avslag, med kommentaren "det här räcker inte". Istället för Svoboda leddes Matematiska institutionen av en medlem av kommunistpartiet Václav Pleskot (Václav Pleskot).
Antonin Svoboda (höger), Robert L. Kenngott och Carl W. Miller sätter ihop Mark 56-styrdatorn, Radiation Laboratory, MIT (foto av Jan G. Oblonsky, IEEE Annals of the History of Computing Vol. 2, nr 4 oktober 1980)
Svoboda fick stöd från Václav Hruška, författare till en samling numerisk matematik. Och med hans hjälp kunde han 1947 tillsammans med Zdeněk Trnka ta emot ett bidrag från FN:s hjälp- och rehabiliteringsadministration (UNRRA).
Denna bidragsgivande organisation skapades 1943 för att ge assistans i områden som befriats från axelmakterna. Totalt spenderades cirka 4 miljarder dollar på leverans av mat och medicin, restaurering av offentliga tjänster, jordbruk och industri i Kina, Östeuropa och Sovjetunionen.
Detta stipendium gjorde att Svoboda kunde åka till väst i ett år och studera avancerade datordesignmetoder. Där knöt han nära till Alan Turing, Howard Aiken, Maurice Wilkes och andra legendariska grundare av datavetenskap.
När han återvände 1948 började han föreläsa om "Information Processing Machines" på CTU:s avdelning för elektroteknik, bara för alla som ville höra honom, utanför läroplanen. För att inte dö av hunger fick han jobb i den berömdas gren i Prag arsenal företaget Zbrojovka Brno, som tillverkade hålkort. På denna plats organiserade han ett laboratorium och utvecklade en serie prototyper av elektromekaniska miniräknare från en stationär miniräknare på elektromagnetiska reläer till en avancerad tabulator med kommando och konstant minne.
Företaget var inte intresserad av yngre modeller. Men 1955 (vid den tiden omdöpt till Aritma) började tillverka en relädator av dess design under beteckningen T-50. För detta arbete tilldelades Svoboda Tjeckoslovakiens Klement Gottwalds statliga pris 1953. Och hon förblev hans enda livstids tjeckiska utmärkelse.
Detta var den enda tacksamhet han fick för allt sitt arbete här, men han gjorde aldrig anspråk på att vara vördad av den kommunistiska regimen.
skrev hans kollega Václav Černý.
1950 uppmärksammade professor Eduard Čech, chef för det nyinrättade centralinstitutet för matematisk forskning, Svobodas svåra situation och erbjöd honom ett jobb. Så, Svoboda kunde börja utveckla sin första dator - SAPO, vars funktioner vi kommer att diskutera nedan.
VUMS
Men på en ny plats hade han illa önskningar från det tjeckiska kommunistpartiet. Den tidigare klasskamraten Jaroslav Kožesnik, efter att ha blivit chef för Institutet för informationsteori och automatisering vid vetenskapsakademin i Tjeckoslovakien, ansåg honom vara en obehaglig konkurrent, främst på grund av priset som Svoboda fick tidigare. Kozheshnik försökte på alla möjliga sätt sätta press på honom längs partilinjen och förgöra honom med hjälp av kommunistiska tjänstemän.
Men Svoboda ville undvika en direkt konfrontation. Han såg till att hans organisation överfördes från akademin under ministeriet för allmän maskinteknik som forskningsinstitutet för matematiska maskiner (VUMS). Började med tre vetenskapsmän - Svoboda, Cherna och Marek och två av deras elever - 1964 hade VUMS blivit ett av de främsta datavetenskapscentra i Europa, som redan omfattade mer än 30 doktorer och 900 anställda, publicerade sin egen tidskrift, hölls internationella konferenser och utvecklade datorer på världsnivå.
Svoboda började arbeta på VUMS med konstruktionen av en speciell relämaskin M 1 - på begäran av Institute of Physics i Prag, och avslutade den 1952.
M 1 använde världens första transportörblock, som uppfanns av Svoboda, implementerat på ett relä (!), Designat för att beräkna ett besvärligt uttryck för matematisk fysik. Dessutom var designen unik genom att hela uttrycket beräknades, tack vare kombinationen av operationer, i en växlingscykel.
Relämaskiner hade dock många nackdelar (och det var nästan omöjligt att få lampor i Tjeckien att plundra av nazisterna vid den tiden), i synnerhet låg tillförlitlighet och konstant felaktiga svar. Som ett resultat beslutade Svoboda i sitt nästa projekt att komma runt detta problem genom att utveckla världens första unika arkitektur av en feltolerant dator (senare användes dessa principer massivt i sovjetiska militärfordon).
Säpo
Svoboda var först med att antyda att en maskin med hjälp av speciella kretsar inte bara kunde utföra beräkningar, utan också kontrollera dess tillstånd och automatiskt korrigera fel som uppstår vid komponentfel. Som ett resultat sattes SAPO-datorn (från det tjeckiska samočinny počitač - "automatisk miniräknare") ihop på en dålig elementbas, som då bara var tillgänglig för tjeckerna. Men dess arkitektur var mycket avancerad jämfört med västerländsk design.
Maskinen hade 3 oberoende ALU:er som arbetade parallellt (även den första i världen), tre magnetiska trummor för att skriva resultat med paritet för att kontrollera läsoperationer från minnet, och två oberoende majoritetsblock, också monterade på reläer, som kontrollerade identiteten för alla operationer .
Om ett av blocken gav ett annat resultat än de andras arbete, ägde en omröstning rum och resultatet av arbetet i de andra två blocken accepterades, och det felaktiga upptäcktes och ersattes utan dataförlust. Operatören fick ett kritiskt felmeddelande endast om alla tre oberoende erhållna resultat inte matchade. Dessutom kunde maskinen startas om med bara en instruktion, utan att förlora de tidigare beräkningsstegen.
SAPO bestod av 7000 reläer, 380 lampor och 150 dioder och hade ett mycket avancerat programmeringsschema med multicast-kommandon.
Senare, efter den andra emigrationen till USA, tog Svoboda med sig kunskapen om att skapa en sådan klass av maskiner - på 1960-talet blev denna uppgift extremt brådskande, militären behövde pålitliga datorer för att styra missilförsvarssystem, för att kontrollera särskilt farliga föremål , såsom kärnkraftverk, för projektet Apollo och rymdkapplöpningen.
På denna princip utvecklades JSTAR - Voyager-datorn, omborddatorn för Saturn V-raketen, CADC-processorn för F-14-fightern och många andra datorer. IBM, Sperry UNIVAC och General Electric var aktivt involverade i utvecklingen av feltoleranta system.
Omborddatorn för F-14-stridsflygplanen (vänster) och dess design (höger) (foto med tillstånd från det privata museet för militärelektronik Glenns datormuseum)
SAPO-design startades 1950 och färdigställdes 1951.
Men på grund av Tjeckoslovakiens bedrövliga ekonomiska situation efter kriget, genomfördes det faktiska genomförandet först efter några år. Det togs i drift i slutet av 1957 (i allmänhet påverkade kriget Tjeckoslovakien nästan värre än Sovjetunionen - fram till 1940 var det ett av de 10 mest industrialiserade länderna i världen, efter den 45:e kastades det tillbaka nästan till slutet lista).
Svoboda fortsatte att arbeta med ytterligare förbättringar av sin design.
Men med tiden kände Tjeckoslovakien alltmer bördan av att ansluta sig till sovjetblocket. Partitjänstemän begränsade hans arbete och tillgång till de datorer han hjälpte till att designa. Och slutligen, på sitt eget kontor, möttes Svoboda av en officer från StB (Státní bezpečnost, den tjeckiska motsvarigheten till KGB), som beordrade att rapportera om alla hans beslut och aktiviteter.
Problemet var både hans "misstänkta" bakgrund (jobbar på MIT) och hans liberala tankesätt. 1957 höll Svoboda en kurs med föreläsningar om datorers logiska design vid den kinesiska vetenskapsakademin i Peking. Han höll sådana föreläsningar i Moskva, Kiev, Dresden, Krakow, Warszawa och Bukarest. Men hans besök i västländer var starkt begränsade.
Han hann tala vid konferenser i Darmstadt (1956 introducerades SAPO där och uppskattades mycket av Howard Aiken själv), Madrid (1958), Namur (1958). Men han släpptes inte in av de tjeckoslovakiska myndigheterna till Cambridge (1959) och många andra västerländska konferenser. 1963 fick Svoboda inte acceptera en inbjudan att leda avdelningen för tillämpad matematik vid universitetet i Grenoble.
Efter hans vän Cechs död 1960 ändrades ledningen för Vetenskapsakademien. VUMS uteslöts från Akademien, och Svoboda befriades från institutets ledning. Detta var droppen.
Hans fru kunde åka till Jugoslavien. Vid den tiden kunde han själv tillsammans med sin son åstadkomma en resa till det neutrala Schweiz, där han omedelbart ansökte till det amerikanska konsulatet och bad om asyl. Flera av de bästa anställda vid hans institut flydde också med honom. Hustrun kunde vid den tiden flytta från Jugoslavien till Grekland. Och hon åkte till USA därifrån.
Konsulatet förstod först inte riktigt vem den här personen var. Och de var inte glada över att se honom. Och det var här som hans tidigare belöning kom väl till pass. Det är värt att notera att Tjeckoslovakien på grund av förföljelse förlorade många begåvade vetenskapsmän som inte ville återvända till Tjeckoslovakien efter kriget eller som flydde från det till väst. Matematikern Václav Hlavatý, som arbetade med Albert Einstein på de grundläggande ekvationerna för Unified Field Theory. Ivo Babuška, en av de mest framstående specialisterna inom området beräkningsmatematik i världen. Datorlingvisten Bedřich Jelínek, som var den första som lärde maskiner att förstå den mänskliga rösten. Och många andra.
Svoboda fick visum. Och bekantskap med respekterade och kända forskare och deras garanti hjälpte honom att få ett jobb på Caltech. Där han tillbringade de sista åren av sitt liv med att lära ut datorarkitektur och stabilitetsteori och utveckla nya matematiska modeller för att säkerställa att datorsystem fungerar smidigt som han alltid drömt om.
Tyvärr kostade hans hårda liv honom hans hälsa. Och 1977 överlevde han en hjärtattack, varefter han gick i pension. Tre år senare, 1980, dog professor Svoboda i Portland, Oregon av hjärtstillestånd.
1999 tilldelade Tjeckoslovakiens siste president, Vaclav Havel, honom postumt förtjänstmedaljen, 1:a klass, som ett erkännande för hans arbete och talang.
Svoboda, även om det var mycket mindre känt bland oss än Turing eller von Neumann, var en av XNUMX-talets mest inflytelserika datavetare. Hans idéer och inflytande märks i många projekt, från Apollo-programmets dator till CIWS Phalanx brandledningssystem. Hans obevekliga motstånd mot totalitarism inspirerade många tjeckiska flyktingar och självständighetskämpar.
Dessutom var Svoboda mångbegåvad, han spelade piano utmärkt, dirigerade kören och spelade paukor i Tjeckiska filharmonikerna. Han var en briljant spelare av bridge, ett av de svåraste kortspelen, och han analyserade dess strategier matematiskt och publicerade boken The New Theory of Bridge. Trots sitt tidiga arbete med militärteknologi var han en konsekvent antimilitarist och anti-totalitär, en ärlig och modig man som aldrig dolde sina åsikter, även när det kostade honom förföljelse och en karriär i sitt hemland.
År 1996, tillsammans med många andra forskare och ingenjörer från östblocket, vars prestationer för närvarande förblev okända i världen (inklusive S. A. Lebedev, V. M. Glushkov, A. A. Lyapunov, såväl som ungrarna Laszlo Kozma och Laszlo Kalmar, bulgarerna Lubomir Georgiev Iliev och Angel Angelov, rumänen Grigore Konstantin Moisil, estniska Arnold Reitsakas, slovakerna Ivan Plunder och Josef Gruska, tjeckerna Antony Kilinsky och Jiri Horzejs och polen Romuald Marchinsky) Svoboda var bland dem som postumt tilldelades medaljen "Pioneer of Computer Technology" ( Computer Pioneer Technology Award), för att fira dem utan vilka utvecklingen av datavetenskap inte hade varit möjlig.
Barr och Sarant
Det är omöjligt att inte minnas, kanske, den mest fantastiska kollisionen som inträffade i Svobodas liv på 1950-talet.
Under sitt arbete på SAPO rekryterades han (som expert på luftvärnsdatorer) samtidigt för att arbeta på en tjeckisk ballistisk dator som en del av en grupp ledd av två fantastiska personligheter - en viss Iosef Veniaminovich Berg och Philip Georgievich Staros, som flög in från Moskva för att hjälpa broderrepubliken. Men ingen visste att de faktiskt var Joel Barr och Alfred Epamenondas Sarant, sällsynta fåglar som flög i motsatt riktning, kommunister och avhoppare till sovjetblocket från USA. Deras historia, fantastiska äventyr i Sovjetunionen, deras roll i skapandet av inhemsk mikroelektronik (eller frånvaron av sådana, återigen, strider i detta ämne för mer än en artikel) förtjänar en mycket separat övervägande.
Här ger vi, helt enkelt för att läsaren ska förstå hur ironiskt ödet ibland är, en kort start på deras kreativa väg.
Barr och Sarant var barn till invandrare, kandidatexamen i elektroteknik (en tog examen från City College i New York, den andra från Albert Nerken School of Engineering vid Cooper Union College, ibid.). Båda är medlemmar av USA:s kommunistparti. Barr arbetade som ingenjör vid Signal Corps Laboratory, senare på Western Electric och, viktigast av allt, på Sperry Gyroscope, under dessa år ett av de mest slutna militära företagen i Amerika. Sarants karriär var ungefär densamma: Signal Corps, Western Electric, sedan det lika berömda och inte mindre militära AT&T Bell Labs. Ända sedan college, genom medlemskap i kommunistpartiet, hade de känt en välkänd personlighet - Julius Rosenberg, den främste sovjetiska kärnspionen (och inte bara).
1941 rekryterade Rosenberg Bahr. Barr rekryterade Sarant 1944. Medlemmar av Rosenberg-gruppen var inte bara intresserade av kärnvapen, många arbetade i elektroniska försvarsföretag (Sperry och Bell var särskilt värdefulla). Totalt gav de USSR cirka 32000 517 sidor med dokument (Barr och Sarant stal ungefär en tredjedel av detta). I synnerhet stal de ett prov av en radiosäkring, ritningar för SCR-720 flygplansradar och SCR-80 markbaserad radar, information om Lockheed F-29 Shooting Star och B-1950 flygplan, data om ett nattbombplan syn och mycket mer. År XNUMX hade gruppen misslyckats, med alla arresterade utom Barr och Sarant, som hade flytt.
Låt oss utelämna detaljerna om deras äventyr på vägen till Sovjetunionen. Vi noterar bara att sommaren 1950 dök I. V. Berg upp i Moskva, och lite senare F. G. Staros. Med nya biografier skickades de till Prag till Militärtekniska institutet. Berg mindes det så här:
När vi anlände till Tjeckoslovakien förklarade vi att vi var elektronikingenjörer och ville använda vår kompetens för att hjälpa till att bygga socialism... Det här förslaget accepterades, vi fick ett litet elektroniklaboratorium på cirka 30 personer och fick i uppdrag att utveckla en prototyp analog dator för ett eldledningssystem luftvärnsmissilbatteri.
Det kan inte sägas att Staros och Berg var enastående designers (naturligtvis såg de sevärdheterna, men de hade ingenting att göra med deras utveckling). Men de visade sig vara förstklassiga arrangörer och duktiga elever. Och först och främst bad de om hjälp i en person som varit känd för dem sedan USA:s dagar - expert på vägledningsdatorer, Antonin Svoboda. Det är så människors öden ibland flätas samman på ett bisarrt sätt.
Samma Mark 56, vars analog byggdes av Staros och Berg, foto från Department of Ordnance and Gunnery United States Naval Academy redigerad och producerad av Bureau of Naval Personnel NavPers 10798-A. Superintendent of Documents, US Government Printing Office Washington 25, DC 1958 års upplaga reviderad från 1950 års upplaga, med tillstånd av Gene Slover för webbplatsen US Navy
Till slut (även om korrekt information om dessa händelser nästan är omöjlig att hitta) skakade Svoboda gamla dagar och byggde faktiskt ett eftertraktat vägledningssystem för dem. Staros och Berg var involverade i utvecklingen av enskilda enheter. Framför allt en precisionspotentiometer (Berg kom ihåg detta mycket och var stolt över det länge). Under 4,5 års arbete fick våra flyktingar en hel del erfarenhet och ville göra något mer ambitiöst. Som ett resultat skildes deras vägar med Svoboda igen - Staros och Berg väntade återigen på Moskva, och Svoboda tänkte på emigration.
Men redan innan han lämnade lyckades han göra sin andra upptäckt, vilket gjorde det möjligt för Sovjetunionen att bygga världens första prototyp av ett fullt fungerande missilförsvarssystem - ett fordon av restklasser.
Vi kommer att prata om dess fantastiska arkitektur, egenskaper och varför det var så viktigt nästa gång.
Fortsättning följer...