Воспоминания о начале линейного программирования
Линейное программирование рассматривается как революционное достижение, что дало человеку способность формулировать общую цель и находить с помощью симплекс-метода оптимальные решения для широкого класса практических задач принятия решений большой сложности и размера. В реальном мире планирования все больше специализируется в результате существования большого числа групп с особенными интересами и многообразием цели. Много усилий нужно тратить на создание более упорядоченной инфраструктуры для принятия решений, в которой может быть реализованным вполне потенциал моделей математического программирования. С момента появления замысла у 1947 г., вызванного практикой военного планирования, линейное программирование получило широкое распространение. В сфере математики, экономики, исследования операций и теории менеджмента написаны сотни книг из этого предмета и, обычно, бесчисленное количество статей. Достаточно интересно, что, невзирая на его широкое применение для решения повседневных задач, линейное программирование было неизвестно до 1947 года. Правда, два или три лица могли осознавать его потенциал, например, Фурье в 1823 году и Л. Пуссен в 1911 году, но это были особенные случаи - их работы были скоро забыты. Л. Канторович в 1939 г. добился многообещающих результатов, которыми в СССР пренебрегли. Лишь после того, как на Западе были выполненные основные работы по линейному программированию, приблизительно в 1959 г. стала известная статья Канторовича. Представление о том, какой мизерный уровень исследований был в этом направлении, дает Т. Моцкин в своей докторской диссертации, приводя список лишь из 42 статей, написанных до 1936 г. и посвященных системам линейных неравенств, среди авторов которых значатся Стоукс, Дайнз, Маккой, Фаркаш. Мои собственные достижения в этой отрасли вырастают из личного опыта, связанного со Второй мировой войной. Мне пришлось стать специалистом по планированию военных программ с помощью настольных арифмометров. В 1946 г. я был советником из математики у Генерального инспектора ВВС США. Я как раз защитил докторскую диссертацию и искал место в научном заведении. Для того, чтобы отвернуть меня от поисков другой работы, мои коллеги Д. Хичкок и М. Вуд предложили мне посмотреть, что можно сделать для механизации процесса планирования, а именно, найти метод более быстрого расчета программы поэтапного развертывания, подготовки и тылового снабжения. В те дни механизация сводилась к использованию аналоговых вычислительных машин или табуляторов машин на перфокартах. В соответствии со своей подготовкой как математиком я решил сформулировать одну модель, будучи очарованным работой Василия Леонтьева, который предложил в 1932 г. простую матричную структуру и которую назвал «межотраслевая модель» американской экономики типа «затраты-выпуск» или «входа-выхода". Это была просто концепция, которая нуждалась в пополнении существенными деталями, чтобы ее можно было использовать для практического планирования. Скоро я увидел, что ее необходимо обобщить. Модель Леонтьева была статической, а мне была нужная динамическая модель, то есть, такая, что может изменяться во времени. В модели Леонтьева один продукт изготовлялся одним производственным процессом. Нужна же была модель со многими альтернативными вариантами очень большого размера, с сотнями изделий и действий. И, наконец, она должна была быть исчисляемой. После завершения формулировки модели был необходимый практический метод выполнения того количества действий согласно с соответствующими характеристиками "вход-выход" и наличия ресурсов. Модель, сформулированная мной, может быть сегодня описанная как многоэтапная динамическая задача линейного программирования с блочно-диагональной структурой матрицы. Сначала в ней не было целевой функции, потому что явно сформулированной цели не существовало, поскольку на практике у плановиков просто не было способу реализации такой концепции. Простой пример иллюстрирует принципиальную сложность решения задачи планирования с использованием подхода, основанного на анализе действий (операций). Рассмотрим задачу о назначении 70 человек на 70 работ. «Действие» заключается в назначении і-ої человека на j-ту работу. Ограничение: (1) каждый человек с 70 должен быть задействован и (2) все работы должны быть охвачены, то есть их тоже 70. Уровень любого действия может быть либо 1 - если человек назначается, либо 0 - если нет. Таким образом, есть 2x70=140 ограничений, 70x70=4900 действий с 4900 соответствующими неизвестными типу 0-1. К сожалению, здесь возможно 70! (70 факториал) разных решений или вариантов назначений. Задача заключается в том, чтобы сравнить одно решение с другим и выбрать то, которое будет «лучшим» за определенным критерием. 70! - это огромное число, больше чем 10100. Допустим, что мы имеем ЭВМ ІВМ-370 (в начале 80-х - мощнейшая ЭВМ с быстродействием приблизительно 1-10 млн. оп/ сек) во время Большого взрыва 15 миллиардов лет назад. Способный ли этот компьютер пересмотреть все 70! комбинаций до сих пор (1981 г.)? Hет! Допустим вместо этого, что он способен проверять 1 миллиард назначений в секунду. Ответ все такая же - нет. Даже если бы Земля была заполнена такими компьютерами, которые работают параллельно, ответ будет все равно «нет». Если, однако, было бы 1000 планет, подобных Земле, или 1000 звезд размером с Солнце, заполненных компьютерами с наносекундной длительностью такта и работающими параллельно с момента Большого взрыва к выгоранию Солнца, тогда, возможно, ответ был бы «да». Этот простой пример показывает, почему вплоть до 1947 г. и, в значительной мере, до этих дней существует большой разрыв между человеческими желаниями и их действиями. Человек может хотеть сформулировать свои желания в терминах целевого экстремума, но существует такое множество разных путей, которые ведут к нему, каждый со своими преимуществами и недостатками, что невозможно сравнить их все и выбрать лучший из них. Непременно станет лидером и человек, чьи «опыт» и «здравый смысл» укажут путь. Руководители любят делать это просто путем публикации ряда основных правил, которые необходимо выполнять тем, кто разрабатывает программу. Была такая ситуация и в конце 1946 г. Я сформулировал модель, удовлетворительно представляющую те технологические связи, которые обычно учитываются на практике. Вместо явной цели или целевой функции помогать выбору решения должно было огромное количество практических правил, которые задаются начальством. Без этого в большинстве случаев было бы астрономическое число допустимых решений для отбора. Все то, чего я касался в плане первичных разработок, было до появления компьютера, а если более точно, до того, как мы в конце 1946 г. лишь узнали, что он на подходе. Отвлекаясь на мгновение, я хотел бы сказать несколько слов об электронном компьютере. Для меня, и, я надеюсь, для всех нас одним из наиболее прекрасных достижений всех времен является проникновение компьютера почти во все сферы человеческой деятельности. Однако до того, как компьютер сможет быть разумно использованный, должны быть сформулированная модель и разработанные эффективные алгоритмы. Построение модели требует аксиоматизации исследуемой наглядной области». Часто это приводит к созданию полностью новой математической дисциплины, которая после этого начинает развиваться сама по себе. Таким образом в результате каждого нового проникновения компьютера рождается новая наука. Дж. фон Нейман указал на эту тенденцию аксиоматизації в своей статье «Общая и логическая теория автоматов». В ней он отмечает, что «автоматы играют непрерывно растущую роль в естественных науках. Автоматы начинают вторгаться также в некоторые разделы математики, особенно в математическую физику или прикладную математику, но не только. их роль в математике является интересной противоположностью к некоторым функциональным аспектам организации в природе. Например, естественные системы, подобные центральной нервной системе, имеют огромную сложность, ясно, что для того, чтобы понять их, необходимо прежде всего разделить то, что они собой представляют, на несколько частей, которые до некоторой границы являются независимыми, элементарными единицами. После чего проблема заключается в понимании того, как эти элементы организованы в целое. Эта последняя проблема, похоже, привлекает тех, кто имеет подготовку и вкусы математика. При подобном подходе они склонны забывать об основах и после завершения процесса аксиоматизации концентрироваться на математических аспектах». К середине в 1947 г. я пришел к выводу, что цель должна задаваться явно. Я сформулировал задачу планирования в виде ряда аксиом. Аксиомы охватывали отношение между двумя видами множеств: первым было множество выработанных или потребляемых предметов, а второй — множество действий или производственных процессов, куда предметы могут входить или выходить в фиксированных пропорциях, причем пропорции задавались неотрицательными коэффициентами. Общая алгебраическая система, которую необходимо было развязать, была минимизацией линейного выражения для определенной цели при соблюдении линейности уравнений и неравенств (ограничений). Такое использование линейного выражения в роли целевой функции для поиска экстремума было новым словом. После этого появился нетривиальный вопрос: может ли кто-нибудь развязать такую систему? Сначала я допустил, что над этой проблемой уже работали экономисты. Потому я нанес визит Т. Купмансу в июне 1947 г. в фонд Каулза университета Чикаго, чтобы научиться всему, почему смогу, от экономистов математиков. Купманс разволновался, ведь во время Второй Мировой войны он работал над транспортной моделью для Судоходной коллегии союзников и потому имел как теоретическую, так и практическую подготовку, необходимую, чтобы оценить то, что я представил. Он сразу разглядел применение для общего экономического планирования. Начиная с этого времени Купманс стал лидером в раскрытии возможностей моделей линейного программирования молодым экономистам, таким как К. Ерроу, П. Самуельсон, X. Саймон, Г. Дорфман, Л. Гурвиц и др., их следующие исследования в настоящее время отмечены несколькими Нобелевскими премиями. Поняв, что у экономистов нет метода решения, я решил попробовать счастье и найти собственный алгоритм. Я очень обязан Дж. фон Нейману - специалисту из математической статистики, который руководил моей диссертационной работой в Беркли. Моя диссертация была посвящена двум знаменитым нерешенным проблемам в математической статистике, которые я принял ошибочно за домашнее задание и развязал. Одна из них, позже опубликованная совместно с Е. Уолдом, относилась к лемме Неймана-Пирсона. В сегодняшней терминологии моя диссертация была о существовании множителей Лагранжа (или двойственных переменных) для обобщенной линейной системы на множестве переменных типа 0/1 и удовлетворяющих линейным ограничением, выраженным в форме интегралов Лебега. Там также было необходимо было найти экстремум линейной целевой функции. Особенность геометрии, использованной в моей диссертации, заключалась в использовании столбцов вместо строк. Эта геометрия дала то понимание, которое принудило меня поверить, что симплекс-метод может быть очень эффективным способом решения линейных систем. Именно это я предложил в летом 1947 г. и, к счастью, оно подтвердилось. Однако прошел приблизительно год, прежде чем мы в 1948 г. осознали, насколько в действительности сильным является симплекс-метод. Между тем я решил проконсультироваться у «большого Джона» фон Неймана, чтобы посмотреть, что он скажет по поводу метода решения, ведь многими он считался ведущим математиком в мире. С октября 1947 г. я посетил его впервые в Институте перспективных исследований в Принстони. Помню, как я стремился описать ему, как обычному смертному, задачу ВПС. Я начал с формулировки модели линейного программирования в терминах работ и ресурсов и тому подобное. Фон Нейман сделал что-то, я думаю, нехарактерное для него. «Ближе к делу», - раздраженно сказал он. Имея в то время несколько более толстую кожу, я сказал себе: «Оъкей, если он хочет побыстрее, он это получит». Менее чем за минуту я набрасывал геометрическую и алгебраическую версии задачи на доске. Фон Нейман встал и сказал: «А, это!...». После чего на протяжении следующих полтора часа он прочитал мне лекцию по математической теории линейных систем. В какой-то момент заметив, что я сижу с открытым ртом и мигаю глазами (перед этим проштудировав литературу и ничего не найдя), фон Нейман сказал: «Я не хочу, чтобы Вы думали, что я вытягиваю все это из моего рукава экспромтом, как волшебник. Просто я недавно закончил книгу с Оскаром Моргенштерном по теории игр. Я считаю, что эти обе задачи эквивалентные. Теория, которую я привел для Вашей задачи, аналогичная той, которую мы разработали для игр». Таким образом, я впервые узнал о лемме Фаркаша и двойственности. Фон Нейман обещал немного подумать о моей задаче и связаться со мной через несколько недель. Он написал мне, предложив итеративную схему, которая в 1952 г. была сравнена с симплекс-методом, а также с предложениями Моцкина, Алена Хофмана и его группы с Бюро стандартов. Симплекс-метод одержал чистую победу. В результате другого визита в Принстон в июне 1948 г. я встретил Ала Такера. Скоро Такер и его студенты X. Кун и Д. Джейл начали свою историческую работу над теорией игр, нелинейным программированием и теорией двойственности. Принстонска группа стала точкой притяжения для математиков, которые работали в этой отрасли. Двенадцатью годами позже, в 1960-ом, я имел разговор с профессором Такером, который на то время читал рукопись моей книги «Линейное программирование, его обобщение и применение». Разговор был приблизительно таким: «Почему, - спросил он, - вы приписываете двойственность фон Нейману, а не моей группе?». «Потому что он был первым, что показал это мне». Он сказал: «Это для меня странно потому, что мы в литературе не нашли ничего о сделанном фон Нейманом. Все, что у нас было, это его статья «О задаче максимизации». «Верно, - ответил я, - но позвольте мне выслать Вам статью, которую я написал в результате моей первой встречи с фон Нейманом». Я выслал ему мой отчет «Теорема о линейных неравенствах», датированный 5 января 1948 г., который содержал (насколько я знаю) первый строгое доведение двойственности. Позже Такер спросил меня: «Почему вы это не опубликовали?», на что я ответил: «Потому, что это не мой результат - это результат фон Неймана. Все, что я сделал - это записал для внутреннего обращения мое собственное доведение того, что сделал фон Нейман. У меня был такой метод учебы сотрудников моего отдела в Пентагоне». Сегодня все цитируют фон Неймана как творца теоремы о двойственности и ценят Такера, Куна и Джейла, которые опубликовали первое строгое доведение. Немного позже состоялись сборы Экономического общества в Висконсине, на котором собрались такие широко известные статистики, математики и экономисты, как X. Хотеллинг, Т. Купманс, Дж. фон Нейман и много других хорошо известных сегодня ученых, которые тогда едва лишь начинали свою карьеру. Я был молодым незнакомцем, помню, что был абсолютно напуган идеей представления впервые перед такой досвіченою аудиторией концепции линейного программирования. После моего выступления председатель объявил дискуссию. В первое мгновение наступила тишина, потом поднялась одна рука. Это была рука Хотеллинга. Я хочу объяснить, что Хотеллинг был огромен. Он имел обыкновение плавать в океане, шутили, что уровень воды в океане при этом заметно поднимался. Эта огромная кит человека поднялась на заднем ряду. На его выразительном лице появилась одна из тех известных улыбок, какие мы так хорошо знаем. Он вымолвил уничтожающее: «Но мы все знаем, что мир нелинеен». Потом он величественно сел. А я остался, в сущности никому не известный, стоять, дико стремясь сформулировать достойный ответ большому Хотеллингу. Внезапно в аудитории поднялась другая рука. Это был фон Нейман. «Уважаемый председатель! - он сказал. - Если докладчик не отрицает, то я бы хотел ответить за него». Естественно, я согласился. Фон Нейман сказал: «Докладчик назвал свое выступление «Линейное программирование», и он тщательным образом сформулировал свои аксиомы. Если в вашем случае условия удовлетворяют этим аксиомам, то используйте это. Если нет, то не используйте», - и он сел. Понятно, обычно Хотеллинг был прав. Мир чрезвычайно нелинеен. К счастью, системы линейных неравенств (в отличие от уравнений) позволяют нам аппроксимировать большинство типов нелинейных отношений, которые встречаются в практическом планировании. В 1949 году, через два года с момента возникновения линейного программирования, в университете Чикаго состоялась первая конференция по математическому программированию. Купманс, ее организатор, позже отредактировал сборник трудов конференции и дал ему название «Операционный анализ производства и деления». Среди участников были экономисты Т. Купманс, К. Ерроу, П. Самуельсон, Л. Гурвиц, Д. Дорфман, X. Саймон, математики А. Такер, X. Кун, Дж. Джейл и люди с ВПС типа М.Вуда, М.Гайслера и меня. Появление, или, скорее, перспектива появления электронного компьютера, обращение теоретиков математиков и экономистов к реальным задачам в ходе войны, заинтересованность в механизации процесса планирование и наличие денег для таких прикладных исследований - все сошлось в период 1947-1949 гг. Время пришло. Исследование, выполненное в эти два коротких года, кажется, является одним из самых прекрасных событий в истории. Труды конференции остаются и в наши дни важным источником цитирования, классикой. В 1950-1960 гг. стали возникать новые направления математического программирования. Время позволяет мне вспомнить о каждом из них лишь в нескольких словах. Нелинейное программирование возникло приблизительно в 1951 г. с появлением знаменитой теоремы Куна-Такера, что вытекает из теоремы Фрица-Джона (в 1948 г.). Позже Т. Рокафеллар, Ф. Вулф, Р. Котл и другие развили теорию нелинейного программирования и расширили понятие двойственности. Коммерческие дополнения начаты в 1951 г. Чарнзом и Купером, после чего практические дополнения начали доминировать. Теория потоков в сетках началась около 1954 г., Форда, Фалкерсон и Хофман показали связи линейного программирования с теорией графов. Недавние исследования в комбинаторной оптимизации выросли из их работы. Методы для задач большой размерности (мое направление) начались в 1955 г. моей статьей «Верхние границы, блочно-треугольные системы и ограничения». В 1959-1960 гг. Вулф и я опубликовали наши статьи о принципе декомпозиции. Стохастическое программирование началось в 1955 г. моей статьей «Линейное программирование при неопределенности», этот подход был значительно расширен Р. Уетсом в 1960-х годах. Важный взнос в стохастическое программирование был сделан А. Чарнзом. Стохастическое программирование, кажется, одно из самых многообещающих направлений для будущих исследований и одно из тесно связанных с методами большой размерности. Целочисленное программирование начато в 1958 г. P. Гоморре. В отличие от более ранней работы по задаче коммивояжера, сделанной Фалкерсоном, Джонсоном и мной, Гоморре показал, как рационально получать январе плоскости. Метод ветвей и границь, который мы также использовали в нашей работе, был изучен Е. Балашем и другими. Метод ветвей и границ оказался самым эффективным на практике для решения целочисленных задач. Алгоритмы с полиномиальным временем, в 1978 г. Л.Г. Хачиян показал, что алгоритм эллипсоидного типа может решить любую задачу линейного программирования полиномиальный. Важный теоретический прорыв, но из числа тех, что пока не могут быть использованы для решения практических задач. Кли и Минти показали, что один из вариантов симплекса-метод не полиномиальный. Это оставляет открытым вопрос о том, почему симплексом-метод развязывается широкий класс взятых из практики задач линейного программирования за время приблизительно линейный. В конце 1960-1970-х гг. разные направления математического программирования из тех, которые я сейчас вспомнил, росли экспоненционо. Для меня невозможно в этом коротком обзоре охватить эти достижения. Позвольте мне в завершение немного рассказать о том, как возникли разные сроки линейного программирования. Военные называли программами свои разные планы или предлагаются расписания для подготовки, тылового снабжения и перемещения боевых частей. Когда я впервые проанализировал задачу планирования для ВВС и увидел, что она может быть сформулирована как система линейных неравенств, то назвал свою первую статью «Программирования с линейной структурой». В летом 1948 г. Купманс и я работали в корпорации «РЭНД». Однажды мы гуляли неподалеку от пляжа Санта-Моника. Купманс сказал: «Почему бы не сократить «Программирования с линейной структурой» к «Линейному программированию?» Я ответил: «Отлично! С этого момента пусть так и называется». После этого я сделал доклад в «РЭНД» с этим названием. Срок «математическое программирование» обязан своим возникновением Г. Дорфману, который еще в 1949 г. почувствовал, что срок «линейное программирование» очень тесный. Срок "симплекс-метод" возник из дискуссии с Т. Моцкиним, который почувствовал, что подход, который я использовал в геометрии столбцов, лучше всего описывался как движение от одного симплекса к другому, соседнего. Математическое программирование также несет ответственность за много сроков, которые теперь являются стандартными в математической литературе. Срок «двойственная» задача - не новый. Но неожиданно стал новым срок «прямая» задача, введенный около 1954 г. Это было так: в. Орчард-Хейз, который был ответственным за новую коммерческую версию программного обеспечения по линейному программированию, сказал мне однажды в «РЭНД», приблизительно в 1954 г.: «Нам нужное слово для обозначения начальной задачи, для которой двойственна». Я, в свою очередь, спросил своего отца, Тобиаша Данцига, математика и писателя, хорошо известного своими книгами, который популяризировал историю математики. Он хорошо знал греческую и латинскую языки. Когда бы я не стремился объяснить ему суть линейного программирования, Тоби (как его обычно с любовью звали) начинал скучать, но в этот раз он задумался и предложил слово «прямая» как естественный антоним, поскольку оба слова латинского происхождения. Это стало одним единственным взносом Тоби в линейное программирование; единственным, если не считать, обычно, ту подготовку, которую он дал мне по классической математике или его участие в моем появлении на мир. Если бы меня попросили просуммировать мои ранние и, возможно, мои самые главные результаты в линейном программировании, я бы назвал три из них: (1) Осознание (в результате практического составления программ на протяжении пяти военных лет) того, что большинство практических плановых соотношений могут быть сформулированы в виде системы линейных неравенств. (2) Выражение критериев для выбора добрых или наилучших планов в сроках явной цели (то есть линейных целевых форм), а не в терминах практических правил. (3) Изобретение симплекс-метода, который превратил простой, возможно, интересный подход к экономической теории в основной инструмент практического планирования больших сложных систем. Ошеломляющую мощность симплекс-метода тяжело себе представить. Для решения прямым перебором задачи о назначении, которую я вспомнил раньше, нужная солнечная система электронных компьютеров с наносекундным быстродействием, непрерывно работающих с момента Большого взрыва к моменту полного охлаждения Вселенной, чтобы пересмотреть все варианты и убедиться, что найден является наилучшим. А поиск оптимума с использованием обычного компьютера и стандартной программы симплекс-метода займет лишь одну секунду. Оглядываясь назад, интересно отметить, что первичная проблема, с которой начались мои исследования, а именно - задача динамического во времени планирования или составления расписания, все еще не решена. Было сделано много предложений относительно методов решения систем большой размерности этого типа, например, принцип декомпозиции. Сегодня это активная, волнующая и сложная область, что имеет важные дополнения в долгосрочном планировании, которые могут внести взнос в благосостояние и стабильность мира. До появления линейного программирования не имело смысла явно формулировать основную цель и потому цель смешивалась с практическими правилами при поиске решения. Способность формулировать общую цель и потом искать оптимальные решения для практических задач большого размера является революционным достижением. В заключение я хотел бы сказать о будущем. Современная экономика сложная и поддается влиянию опасных динамических сил. Растет население, ресурсная база сокращается, растет разрыв между богатыми и бедными странами, существуют политические осложнения на международной арене. Не ввиду этих динамических сил и сложности мировой экономики, политические деятели продолжают принимать решение без учета возможностей имеющихся мощных аналитических инструментов. То, что их решения плохие, очевидно. По этой причине я все больше и больше прихожу к выводу, что модели оптимизации еще не становятся частью инфраструктуры процесса принятия решений. Я задаю себе вопрос - почему? В реальном мире существует много групп с особенными интересами, которые влияют на процесс принятия решений как негативно, так и положительно. И в действительности их учет необходим через их особенную ответственность и знание. Есть множество целей и они часто слабо сформулированы. Короче, решения принимаются в основном с учетом имеющегося опыта, при этом возможности моделей математического программирования не используются. Это подтверждает необходимость поиска методов, которые дисциплинируют процесс планирования, с тем, чтобы упомянутые группы могли лучше оценивать альтернативы и достигать взаимопонимания. При таком подходе, я верю, весь потенциал математического программирования сможет быть использованный для решения острых проблем, которые стоят перед отдельной страной и миром.
Глушков Виктор Михайлович (1923 -1982)
В
1998 г. исполнилось 75 лет со дня рождения
В.
М. Глушкова,
выдающегося ученого XX века. За разработку
теории цифровых автоматов, создание
многопроцессорных макроконвейерных
суперЭВМ и организацию Института
кибернетики АН Украины. Международная
организация IEEE Computer Society в 1998 г. посмертно
удостоила Виктора Михайловича Глушкова
медали "Computer Pioneer", которая была
вручена семье В. М. Глушкова.
Многогранный
талант В. М. Глушкова позволил ему
получить блестящие научные результаты
мирового значения в математике,
кибернетике, вычислительной технике и
программировании, создать в этих областях
науки собственные школы. В этой статье
дана характеристика наиболее значительного
вклада, сделанного В.М.Глушковым, в
следующих направлениях:
теория топологических групп и топологическая алгебра в целом;
теория цифровых автоматов;
теория программирования и системы алгоритмических алгебр;
теория проектирования электронных вычислительных машин;
создание средств вычислительной техники: новые архитектуры вычислительных машин и систем, управляющие вычислительные машины широкого назначения;
кибернетика как наука об общих закономерностях, принципах и методах обработки информации и управления в сложных системах;
создание автоматизированных систем управления технологическими процессами и промышленными предприятиями;
разработка основ построения общегосударственной автоматизированной системы управления народным хозяйством;
основы безбумажной информатики.
Биография
Виктор Михайлович Глушков родился 24 августа 1923 г. в Ростове-на-Дону в семье горного инженера. 21 июня 1941 года В. М. Глушков с золотой медалью закончил cреднюю школу № 1 в г. Шахты. Начавшаяся Великая Отечественная война разрушила планы В. М. Глушкова поступить на физический факультет Московского государственного университета. Мать В. М. Глушкова была расстреляна фашистами осенью 1941 г. После освобождения г. Шахты В. М. Глушков был мобилизован и участвовал в восстановлении угольных шахт Донбасса. После объявления осенью 1943 г. приема студентов в Новочеркасский индустриальный институт В. М. Глушков стал студентом теплотехнического факультета этого института. Здесь он учился в течение четырех лет, проявив интерес не столько к основному предмету — теплотехнике, сколько к наукам физико-математического цикла, имея одни пятерки в зачетной книжке. Поняв на четвертом году обучения, что теплотехнический профиль будущей работы его не удовлетворит, В. М. Глушков решил перевестись на математический факультет Ростовского университета. С этой целью он экстерном сдал все экзамены за четыре года университетского курса математики и физики и стал студентом пятого курса Ростовского университета. В дипломной работе, выполненной под руководством известного математика профессора Д. Д. Мордухай-Болтовского, В. М. Глушков развил методы вычисления таблиц несобственных интегралов, обнаружив неточности в существующих таблицах, выдержавших до того по 10—12 изданий. Защитив дипломную работу в 1948 г., В. М. Глушков по распределению был направлен на Урал в одно из учреждений, связанных с зарождающейся тогда атомной промышленностью. Прибыв с женой В. М. Папковой (за месяц до окончания университета Виктор Михайлович женился) на Урал, В. М. Глушков обнаружил, что Министерство высшего образования изменило его назначение, направив в Новочеркасский индустриальный институт. Однако возвращаться они уже не могли из-за отсутствия средств. В Свердловске (ныне Екатеринбург) В. М. Глушков познакомился с профессором С. Н. Черниковым, деканом математического факультета Свердловского университета, и по его рекомендации устроился на преподавательскую работу в Лесотехнический институт (Министерство затем подтвердило это назначение, так как охотников ехать на Урал среди выпускников вузов было немного). С. Н. Черников привлек В. М. Глушкова к работам в области теории групп, помог быстро освоить эту новую для него область математики. В 1949 г. по предложению С. Н. Черникова В. М. Глушков поступил в заочную аспирантуру Свердловского университета и к концу 1950 г. подготовил кандидатскую диссертацию на тему "Теория локально-нильпотентных групп без кручения с условием обрыва некоторых цепей подгруппы". Диссертация была защищена В. М. Глушковым в октябре 1951 г., и он был назначен на должность доцента. В 1956 г. в обзорном докладе на секции алгебры Третьего Всесоюзного математического съезда С. Н. Черников указал, что ряд глубоких результатов, полученных В. М. Глушковым, могут составить основу дальнейшей широкой разработки локально-нильпотентных топологических групп. В 1952 г. внимание В. М. Глушкова привлекла пятая проблема Гильберта, связанная с теорией топологических групп, которая была поставлена знаменитым немецким математиком в 1900 г. в числе 23 наиболее крупных и сложных проблем математики. Известно, что решение каждой проблемы Гильберта становилось сенсацией в мировой науке. Над решением пятой проблемы Гильберта (является ли группой Ли любая локально евклидова топологическая группа при подходящем выборе локальных координат) работали американские ученые Глиссон, Монтгомери, Циппин, выдающийся русский алгебраист А. И. Мальцев. Отдельные частные задачи, связанные с этой проблемой, к 1952 г. были решены. Однако к этому времени в теории топологии была сформулирована обобщенная пятая проблема Гильберта, и В. М. Глушков взялся за ее решение. Над основной теоремой по обобщенной пятой проблеме Гильберта В. М. Глушков работал непрерывно в течение трех лет. Доказав ее, В. М. Глушков получил результат более сильный, чем американские ученые, причем более простым методом, который лучше подходит также и для исследования обычной (а не обобщенной) пятой проблемы Гильберта. Решение обобщенной пятой проблемы Гильберта составило предмет докторской диссертации В. М. Глушкова на тему "Топологические локально-нильпотентные группы", которую он защитил в 1955 г. в Московском университете, будучи прикомандированным в докторантуру крупнейшего специалиста по высшей алгебре профессора А. Г. Куроша. Полученные В. М. Глушковым математические результаты вывели его в ряд ведущих алгебраистов мира, решение обобщенной пятой проблемы Гильберта, исследование свойств и строения локально бикомпактных групп и алгебр Ли, позволило значительно развить теорию топологических групп и топологическую алгебру в целом. Большое влияние на работы В. М. Глушкова в области теории групп и его формирование как математика оказало знакомство по переписке с академиком А. И. Мальцевым, специалистом в области теории алгебраических систем, ярким представителем российской математической школы, работавшим в Ивановском педагогическом институте, а затем в Новосибирске в Институте математики Сибирского отделения АН СССР. Дальнейшая научная деятельность самого В. М. Глушкова, связанная с теорией вычислительной техники, программирования, автоматов и автоматизированных систем управления, является свидетельством того, что достижения в этих областях базировались на мощном фундаменте отечественных математических школ. В августе 1956 г. В. М. Глушков радикально изменил сферу своей деятельности, связав ее с кибернетикой, вычислительной техникой и прикладной математикой. С этого времени В. М. Глушков жил и работал в Киеве. Здесь он руководил лабораторией вычислительной техники и математики Института математики АН Украины, созданной ранее С. А. Лебедевым и известной своими пионерскими разработками вычислительных машин МЭСМ и СЭСМ. В 1957 г. В. М. Глушков стал директором Вычислительного центра АН УССР с правами научно-исследовательской организации. Через пять лет, в декабре 1962 г. на базе ВЦ АН УССР был организован Институт кибернетики АН Украинской ССР. Его директором стал В. М. Глушков. Отправной точкой для работ В. М. Глушкова в области теории цифровых автоматов было понятие автомата, введенное американскими математиками Клини, Муром и другими авторами знаменитого сборника "Автоматы", вышедшего в 1956 г. в Принстоне под редакцией Шеннона и Маккарти и в том же году переведенного на русский язык под редакцией А. А. Ляпунова. В самом начале своей работы в этой области В. М. Глушков нашел гораздо более изящное, алгебраически простое и логически ясное понятие автомата Клини и получил все результаты Клини. В. М. Глушков понимал, что в силу своей большой общности теория автоматов может быть применена для разработки моделей кибернетических систем в самых разнообразных прикладных областях. На семинаре по теории автоматов, организованном В. М. Глушковым, обсуждались как общие вопросы этой теории, так и практические вопросы синтеза схем ЭВМ "Киев", которая проектировалась тогда в лаборатории В. М. Глушкова. Участники этого семинара Ю. В. Капитонова, А. А. Летичевский и др. составили в дальнейшем ядро школы В. М. Глушкова в области теории проектирования цифровых вычислительных машин. Основной идеей, объединяющей работы по цифровым автоматам, была возможность использования алгебраического аппарата для представления таких объектов, какими являются компоненты ЭВМ, схемы и программы. В. М. Глушковразвил эту идею и, что особенно важно, построил необходимые математические средства и показал, как компоненты ЭВМ могут быть представлены через алгебраические выражения. Другая идея В. М. Глушкова была связана с возможностью трансформации алгебраических выражений. При этом такие трансформации отображали процессы работы инженеров и программистов над схемами ЭВМ и программами. Именно это обстоятельство позволило находить адекватные модели компонентов ЭВМ и манипулировать ими в процессе проектирования и изготовления. В 1961 г. была издана знаменитая монография В. М. Глушкова "Синтез цифровых автоматов", переведенная позже на английский язык и изданная в США и других странах. Еще одна важнейшая теоретическая работа "Абстрактная теория автоматов" была опубликована В. М. Глушковым в 1961 г. в журнале "Успехи математических наук". Она создала основу для работ по теории автоматов с привлечением алгебраических методов. Под влиянием этой работы В. М. Глушковав СССР теорией автоматов стали заниматься многие математики-алгебраисты. В 1964 г. за цикл работ по теории автоматов В. М. Глушковбыл удостоен Ленинской премии. Значение этих работ трудно переоценить, так как использование понятия "автомат" в качестве математической абстракции структуры и процессов, происходящих внутри вычислительных машин, открыло совершенно новые возможности в технологии создания компьютеров. Современные системы автоматизации проектирования вычислительных машин повсеместно используют эти идеи. В 1964 г. В. М. Глушков был избран действительным членом АН СССР по Отделению математики (математика, в том числе вычислительная математика). В области теории программирования и систем алгоритмических алгебр В. М. Глушковым был сделан фундаментальный вклад в виде алгебры регулярных событий. Эти результаты были опубликованы им в 1961 г. в журнале "Успехи математических наук" и в 1965 г. в журнале "Кибернетика". Был развит аппарат систем алгоритмических алгебр (САА), представляющий собой двухосновную алгебраическую систему, состоящую из порождающей алгебры операторов и алгебры трехзначных логических условий. В рамках разработки этой теории В. М. Глушковым была предвосхищена концепция структурного программирования, предложенная Дейкстрой в 1968 г., и доказана фундаментальная теорема о регуляризации (приведении к структурированной форме) произвольного алгоритма, в частности программы или микропрограммы. Первоначально системы алгоритмических алгебр были использованы В. М. Глушковым для описания микропрограмм. С этой целью им была предложена абстрактная модель ЭВМ, представляющая взаимодействие двух автоматов - управляющего и операционного. Схема автоматного взаимодействия, принятая в абстрактной модели ЭВМ, могла быть распространена на случай произвольных кибернетических систем, что дает возможность формализации их функционирования с помощью аппарата систем алгоритмических алгебр. Указанная выше теорема Глушкова о регуляризации не была своевременно замечена и понята, позднее она была перекрыта в рамках структурного программирования. Монография В. М. Глушкова, Г. Е. Цейтлина и Е. Л. Ющенко "Алгебра, языки, программирование", содержащая введение в теорию универсальных алгебр с учетом применения этого аппарата в теоретическом программировании, была опубликована в 1974 г. Важно подчеркнуть, что в связи с исследованиями по формализации языков, верификации программ и их оптимизации на стыке математической логики и теории программирования в середине 70-х годов возникло новое направление по алгоритмическим (программным) логикам и логикам процессов. Прообразом пропозициональных программных логик явились системы алгоритмических алгебр, исследованные В. М. Глушковым. Киевская школа (Е. Л. Ющенко, Г. Е. Цейтлин, В. Н. Редько и др.) развивала эти исследования в направлении аксиоматизации систем алгоритмических алгебр как основы схематологии структурного программирования и универсальных программных логик. Аппарат САА был применен для формализации семантики адресного языка (также разработанного школой В. М. Глушкова в рамках работ по автоматизации программирования), в разработках реализации адресного языка на "Днепр-2", модели двустороннего параллельного анализатора языка Кобол на ЕС ЭВМ, компонентов кросс- систем программного обеспечения специализированных мини- и микро-ЭВМ на ЕС ЭВМ. Был предложен проект программ "Аналист" для доказательства тождеств (теорем) в аксиоматизированных САА (Г. Е. Цейтлин — 1979 г.). В 1979—1983 гг. В. М. Глушковым, Г. Е. Цейтлиным, Е. Л. Ющенко, В. П. Грицаем были опубликованы полученные ими результаты по анализу и синтезу параллельных программ, многоуровневому структурному проектированию программ. Была разработана система "МУЛЬТИПРОЦЕССИСТ" — структурный синтезатор алгоритмов и программ по их проектам, оформленным на языке сверхвысокого уровня САА, реализованная в 1981 г. в ДОС ЕС ЭВМ. Дальнейшее развитие эти результаты получили в методе многоуровневого структурного проектирования классов алгоритмов и программ (последовательных и параллельных), в основу которого положены грамматики структурного проектирования, сочетающие аппарат САА с механизмами параллельной выводимости, развитыми в теории языковых процессоров школы В. М. Глушкова. В целях создания интегрированных инструментальных средств производства программ этой школой было предложено сочетание методов трансформационного (А. П. Ершов), индуктивного (Я. М. Бардзинь, А. И. Бразма, Е. Б. Кинбер) и дедуктивного (Э. Х. Тыугу) синтеза программ. В киевском Кибернетическом центре, который развивается на базе Института кибернетики НАН Украины, продолжается развитие идей школы В. М. Глушкова. Здесь получены интереснейшие результаты, которые являются приоритетными. Это прежде всего новые математические механизмы, основанные на развитии алгебры алгоритмов для описания распределенных вычислительных систем, а также перспективный программный инструментарий для решения задач создания прикладных программно-технических комплексов. Пути совершенствования технологии разработки программ В. М. Глушков видел в развитии алгебры алгоритмических языков, т. е. техники эквивалентных преобразований выражений в этих языках. В эту проблему он вкладывал общематематический и даже философский смысл, рассматривая создание алгебры языка конкретной области знаний как необходимый этап ее математизации. Сопоставляя численные и аналитические методы решения задач прикладной математики, В. М. Глушков утверждал, что развитие общих алгоритмических языков и алгебры таких языков приведет к тому, что выражения в этих языках (сегодняшние программы для ЭВМ) станут столь же привычными, понятными и удобными, какими сегодня являются аналитические выражения. При этом фактически исчезнет разница между аналитическими и общими алгоритмическими методами и мир компьютерных моделей станет основным источником развития новой современной математики, как это и происходит сейчас. Современные ЭВМ невозможно проектировать без систем автоматизации проектно-конструкторских работ. Возможность применения ЭВМ в процессе проектирования ЭВМ стала реальной после того, как в начале 60-х годов были созданы соответствующие разделы абстрактной и структурной теории автоматов, позволившие решить целый ряд задач, возникающих в процессе проектирования электронных схем. Дальнейшее развитие методики проектирования ЭВМ потребовало новой техники, в частности разработки методов блочного синтеза. Основы теории проектирования ЭВМ были заложены в статьях В. М. Глушкова, опубликованных в журнале "Кибернетика" в 1965—1966 гг. и в Вестнике АН СССР в 1967 г. Вскоре стало ясно, что для эффективного использования ЭВМ в процессе проектирования необходимо комплексное решение всех задач, возникающих при автоматизации проектирования. Необходимость применить системный подход к САПР ЭВМ проявилась при создании ЭВМ третьего поколения. В связи с переходом к проектированию ЭВМ четвертого и последующих поколений уже в начале 70-х годов В. М. Глушковым, Ю. В. Капитоновой и А. А. Летичевским отмечалась тенденция к слиянию процесса проектирования ЭВМ с проектированием и разработкой их математического обеспечения. На основе теоретических работ В. М. Глушкова в Институте кибернетики был создан язык для описания алгоритмов и структур ЭВМ и методика проектирования ЭВМ, которые были реализованы в ряде уникальных систем "ПРОЕКТ" ("ПРОЕКТ-1", "ПРОЕКТ-ЕС", "ПРОЕКТ-МИМ", "ПРОЕКТ-МВК"). Разработка экспериментальной системы "ПРОЕКТ-1" на машине М-220 была завершена в 1970 г. Более мощная система "ПРОЕКТ-2" была затем реализована на двухмашинном комплексе М-220, БЭСМ-6 с развитой системой периферийных устройств. Общий объем системы "ПРОЕКТ-2" составлял 2 млн. машинных команд. Она представляла собой распределенный специализированный программно-технический комплекс со своей операционной системой и специализированной системой программирования. В ней впервые в мире В. М. Глушковым, А. А. Летичевским, Ю. В. Капитоновой был автоматизирован (причем с оптимизацией) этап алгоритмического проектирования. Была разработана новая технология проектирования сложных программ — метод формализованных технических заданий. Со временем системы "Проект" были переведены на ЕС ЭВМ и стали прообразом САПР ЭВМ и САПР БИС во многих организациях бывшего СССР. Монография В. М. Глушкова, Ю. В. Капитоновой и А. А. Летичевского "Автоматизация проектирования вычислительных машин", обобщающая опыт создания систем "ПРОЕКТ", была издана в 1975 г. За работу по автоматизации проектирования ЭВМ В. М. Глушков, В. П. Деркач и Ю. В. Капитонова в 1977 г. были удостоены Государственной премии СССР. В 1958 году В. М. Глушков предложил идею создания универсальной управляющей машины. Идея была реализована в управляющей машине широкого назначения (УМШН) за рекордно короткий срок - три года. Руководителями работы по созданию УМШН были В.М.Глушков и Б.Н.Малиновский (он же - главный конструктор машины). Основные принципы построения машины, сформулированные В.М.Глушковым и Б.Н.Малиновским: полупроводниковая элементная база, высоконадежная защита программ и данных, небольшая разрядность машинного слова (26 разрядов), достаточная для задач управления технологическими процессами, и, главное, универсальное устройство связи с объектом (УСО). Эти принципы были реализованы как в разработке УМШН, названной позже "Днепр", так и в последовавших за ней разработках других управляющих машин. Переход от специализированных управляющих машин на технической базе первого поколения (ламповых) к универсальным полупроводниковым был важен с точки зрения организации их промышленного производства и широкого применения в АСУТП. В США разработка универсальной управляющей машины была начата несколько раньше, но запуск ее в производство был осуществлен в 1961 г., т. е. практически одновременно с машиной "Днепр". Первые машины "Днепр" выпускал Киевский завод "Радиоприбор". По инициативе В. М. Глушкова, в Киеве было начато строительство завода ВУМ (позже Киевское НПО "Электронмаш"), который выпускал машины "Днепр" в течение 10 лет. Параллельно с созданием УМШН по инициативе В. М. Глушкова Б.Н.Малиновским, А.И.Никитиным и В.М.Египко были проведены работы по управлению сложными технологическими процессами на расстоянии (с помощью ЭВМ "Киев"):
выплавкой стали в бессемеровском конверторе на металлургическом заводе в Днепродзержинске;
колонной карбонизации на содовом заводе в Славянске.
Другим направлением работ Института кибернетики в области средств вычислительности техники стали ЭВМ для инженерных расчетов. Первой машиной этого класса была ЭВМ "Промiнь", которую выпускал с 1963 г. Северодонецкий приборостроительный завод. Это была первая машина со ступенчатым микропрограммным управлением, на которое позже В. М. Глушков получил авторское свидетельство. За ней последовали машина МИР-1 (1965 г.), МИР-2 (1969 г.) и МИР-3. Главным их отличием от других ЭВМ была аппаратная реализация машинного языка, близкого к языку программирования высокого уровня. ЭВМ семейства "МИР" интерпретировали алголоподобный язык "Аналитик", разработанный в Институте кибернетики под руководством В. М. Глушкова А. А. Летичевским, Ю. В. Благовещенским, А. А. Дородницыной. Коллектив разработчиков ЭВМ МИР-1 во главе с В. М. Глушковым был отмечен Государственной премией СССР. В конце 60-х годов под руководством В. М. Глушкова была начата разработка ЭВМ "Украина" — следующий шаг в развитии интеллектуализации ЭВМ и развитии архитектуры высокопроизводительных универсальных ЭВМ, отличной от архитектурных принципов Дж. фон Неймана. ЭВМ "Украина" не была построена из-за отсутствия в то время необходимой элементной базы. Идеи, положенные В. М. Глушковым в основу проекта "Украина", во многом предвосхищали то, что было использовано в американских универсальных ЭВМ 70-х годов. Монография "Вычислительная машина с развитыми системами интерпретации", написано В. М. Глушковым, А. А. Барабановым, Л. А. Калиниченко, С. Д. Михновским, З. Л. Рабиновичем, была издана в 1970 г. Она содержала теоретическое обоснование развития архитектуры ЭВМ в направлении реализации языков высокого уровня. В 1974 г. В. М. Глушков на конгрессе IFIP выступил с докладом о рекурсивной ЭВМ (соавторы В. А. Мясников, М. Б. Игнатьев, В. А. Торгашов). Он высказал мнение о том, что только разработка принципиально новой нефоннеймановской архитектуры вычислительных систем позволит решить проблему создания суперЭВМ, производительность которых наращивается неограниченно при наращивании аппаратных средств. Идея построения рекурсивной ЭВМ, поддержанной мощным математическим аппаратом рекурсивных функций, опередила свое время и осталась нереализованной из-за отсутствия необходимой технической базы. На конгрессе IFIP в 1974 г. в Стокгольме В.М. Глушкову по решению Генеральной Ассамблеи IFIP была вручена специальная награда – серебряный сердечник. Так был отмечен большой вклад ученого в работу этой организации в качестве члена Программного комитета конгрессов 1965 и 1968 гг., а также в качестве Председателя Программного комитета конгресса 1971 г. В конце 70-х годов В. М. Глушков предложил принцип макроконвейерной архитектуры ЭВМ со многими потоками команд и данных (архитектура MIMD по современной классификации) как принцип реализации нефоннеймановской архитектуры. Разработка макроконвейерной ЭВМ была выполнена в Институте кибернетики под руководством В. М. Глушкова С. Б. Погребинским (главный конструктор), В. С. Михалевичем, А. А. Летичевским, И. Н. Молчановым. Машина ЕС-2701 (в 1984 г.) и вычислительная система ЕС-1766 (в 1987 г.) были переданы в серийное производство на Пензенский завод ВЭМ. На тот период это были самые мощные в СССР вычислительные системы с номинальной производительностью, превышающей рубеж 1 млрд. оп./с. При этом в многопроцессорной системе обеспечивались почти линейный рост производительности по мере наращивания вычислительных ресурсов и динамическая реконфигурация. Они не имели аналогов в мировой практике и явились оригинальным развитием ЕС ЭВМ в направлении высокопроизводительных систем. Увидеть их в действии В. М. Глушкову уже не пришлось. В. М. Глушков был признанным в мире авторитетом в области кибернетики. Он сформировал на основе работ А. И. Берга, А. А. Ляпунова, С. Л. Соболева, И. А. Полетаева свое понимание кибернетики как научной дисциплины, ее методологии и структуры разделов исследований. Об этом в 60-х годах В. М. Глушковым были написаны научные статьи в отечественных журналах, статьи в Британской и Американской технологической энциклопедиях. Монография В. М. Глушкова "Введение в кибернетику" была издана в 1964 г. Кибернетика трактовалась В. М. Глушковым широко — как наука об общих закономерностях, принципах и методах обработки информации и управления сложными системами. Вычислительная техника рассматривалась как основное техническое средство кибернетики. Такое понимание нашло отражение в первой в мире "Энциклопедии кибернетики", подготовленной по инициативе В. М. Глушкова и изданной в 1974 г. под его редакцией. В подготовке энциклопедии приняли участие более 100 ведущих ученых СССР, в том числе более 50 специалистов Института кибернетики АН Украины. В 1978 г. коллектив редакторов и ответственных за разделы энциклопедии был отмечен Государственной премией Украины. В энциклопедии освещались:
теоретическая кибернетика (теория информации, теория автоматов, теория систем);
экономическая кибернетика (экономико-математические модели для систем управления предприятиями и отраслями промышленности, транспортом и т.п.);
биологическая кибернетика (модели мозга, органов человека, регулирующих систем живых организмов);
техническая кибернетика (управление сложными техническими системами);
теория ЭВМ (принципы построения и конструирования вычислительных машин и их программного обеспечения);
прикладная и вычислительная математика.
В свое время В. М. Глушков выступал с новыми идеями построения интеллектуальных систем (систем искусственного интеллекта) типа "глаз-рука", "читающий автомат", "самоорганизующаяся система". Он работал над компьютерными системами имитационного моделирования таких процессов интеллектуальной деятельности, как принятие решений, отображение состояния и ситуаций в экономических, технических, биологических и медицинских системах. Разработанные В. М. Глушковым принципиально новые подходы и основанные на них методы и модели для систем обработки информации в свое время неузнаваемо изменили и обогатили инструментарий кибернетики, радикально преобразили теорию вычислительных систем и систем управления, подготовив основу для развития нового витка науки об информации — теории информационных технологий (информатики). В этой связи получили развитие предложенные В. М. Глушковым подходы по использованию в автоматизированных информационных технологиях интеллектуальных и формальных средств естественного языка, что позволяет предлагать принципиально новые технологии проектирования и организации алгоритмического, информационного и программного обеспечения ЭВМ, сводимые к созданию практически "безлюдных" технологий специализированного программирования. Разработанные формализмы позволяют синтезировать алгоритмическую модель связного текста и автоматизировать процесс создания соответствующей тексту базы знаний или информационной модели предметной области. Качественное изменение характера проблемы искусственного интеллекта, которое предвидел В. М. Глушков, состоит в том, что разработки в этой области перестали быть уже просто лабораторными диковинками в исследовательских коллективах, а сами исследования перешли от стадии кибернетического романтизма к стадии решения прикладных задач с их суровыми прозаическими требованиями. Именно В. М. Глушков способствовал прекращению натурфилософских споров типа: "Кто умнее: человек или машина?", которые могли длиться до бесконечности, и осознанию того, что человек, имеющий в своем распоряжении ЭВМ, несравненно умнее, и могущественнее, чем человек без ЭВМ. В. М. Глушков активно пропагандировал практический подход к проблеме искусственного интеллекта как к делу, объективно вызванному к жизни растущей мощью ЭВМ и проникновением их во все сферы человеческой деятельности. Он же отмечал в свое время, что социальный заказ на изделия "искусственного интеллекта" проходит стадию формирования. Последователей В. М. Глушкова не застала врасплох возникшая в последние годы ситуация, когда решение интеллектуальных задач и создание нового поколения интеллектуальных систем стало одним из самых узких мест в практическом применении ЭВМ. Развитие способностей ЭВМ воспринимать зрительную информацию стало важнейшим фактором их применимости в картографии, автоматизированном проектировании, в медицине, культуре, в исследовании ресурсов Земли и космоса. Развитие способностей ЭВМ к антропоморфному поведению и ориентированию в реальной среде становится необходимым условием прогресса в автоматизации механосборочных работ. Наконец, развитие способностей ЭВМ к речевому диалогу с человеком превращает ЭВМ не только в полезного, но и комфортабельного, дружелюбного партнера в процессе выполнения человеком своих задач. Разработки последователей В. М. Глушкова в указанных областях находятся и сейчас на уровне, вполне обеспечивающем их конкурентноспособность в мире. Это – исследования по структурному распознаванию образов, по методам синтаксического анализа изображений и речевых сигналов, методам структурного анализа сцен в поле зрения роботов, новые достижения в нейрокомпьютерных технологиях. Прикладные системы анализа чертежно-графических изображений, карт, эскизов, созданные украинскими учеными, занимают все более прочные позиции на рынках Японии, методы планирования целесообразного поведения механосборочных роботов выдерживают испытания на фирме "Самсунг". В области информационных технологий в биологии и медицине в развитие идей В. М. Глушкова об информационном моделировании разработаны основы теории и практики создания медицинских информационных систем и новых информационных технологий, ориентированных на применение в научных исследованиях и лечебных учреждениях. В. М. Глушков считал, что последовательное накопление знаний, представленных в виде компьютерных баз знаний, и эффективные способы их обработки помогут людям сохранить то лучшее, что они создают, а развитие интеллектуальных способностей ЭВМ обессмертит творцов человеческой цивилизации. Эта точка зрения становится в настоящее время главной в понимании проблем современной информатики. Большое внимание В. М. Глушков уделял работам по созданию автоматизированных систем управления (АСУ) на базе применения средств вычислительной техники. Прикладные разработки АСУ составляли всегда значительный удельный вес в тематике Института кибернетики. Они охватывали широкий круг областей применения:
автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП);
системы автоматизации научных исследований и испытаний сложных промышленных объектов;
автоматизированные системы организационного управления промышленными предприятиями (АСУП).
В. М. Глушков вместе со своими учениками и соратниками внес большой вклад в формирование и реализацию идей создания АСУТП, разработку соответствующей теории, математических, программных и специальных технических средств для управления технологическими процессами в микроэлектронике, металлургии, химической промышленности, судостроении. Автоматизация экспериментальных научных исследований в начале 60-х годов была связана с автоматизацией измерений и обработки полученной информации с помощью управляющей машины "Днепр". Затем В. М. Глушков предложил разработать силами академических институтов автоматизированные проблемно-ориентированные лаборатории, включающие в себя комплексы измерительных средств, ЭВМ (микро- или миникомпьютеры) и программы обработки измерений. Были намечены 5—6 таких типовых лабораторий для рентгеноструктурного анализа, масс-спектрографии и других методов экспериментальных исследований, используемых в химии, физике, биологии. Для обработки результатов сложных ядерных экспериментов такие лаборатории предлагалось подключать к удаленным ЭВМ типа БЭСМ-6 или ЕС-1060. Поскольку большинство научных экспериментов не ограничивается сбором и обработкой данных, а требуют точной настройки самих экспериментальных установок, В. М. Глушков поставил задачу автоматизации операций настройки этих установок. Усилиями специалистов Института кибернетики были автоматизированы испытания на механическую усталость материалов в Институте проблем прочности АН Украины, экспериментальные исследования в Институте геологии и геофизики, Институте проблем онкологии АН Украины. Работы по автоматизации испытаний сложных промышленных объектов были выполнены для морского флота и авиации. На будущее В. М. Глушков видел в этой области перспективы разработки алгоритмов дедуктивных построений с тем, чтобы система не только обрабатывала результаты измерений, но и проверяла гипотезы и строила на этой основе теории. Разработка систем организационного управления предприятиями была начата под руководством В. М. Глушкова в 1963—1964 гг. В 1967 г. была сдана в эксплуатацию и рекомендована к тиражированию первая в стране АСУП для предприятия с массовым характером производства "Львов" на львовском телевизионном заводе "Электрон". В 1970 г., когда система уже успешно эксплуатировалась, ее создатели В. М. Глушков, В. И. Скурихин, А. А. Морозов, В. В. Шкурба и другие были награждены Государственной премией Украины. После создания системы "Львов" В. М. Глушков поставил задачу создания не индивидуальной, а типовой АСУП для машино- и приборостроительных предприятий. В начале 70-х годов были завершены работы по системе "Кунцево" (для Кунцевского радиозавода), которую В. М. Глушков предлагал положить в основу создания АСУП на предприятиях девяти оборонных министерств. Для построения типовых АСУП В. М. Глушковым еще в 1965 г. было выдвинуто понятие специализированной операционной системы, предназначенной для систем с регулярным потоком задач, в отличие от операционных систем универсальных ЭВМ типа IBM/360, которые решают случайные потоки задач и хороши для пакетного режима вычислительных центров ("относительно хороши, конечно", как отмечал В.М.Глушков). Монография В. М. Глушкова "Введение в АСУ", которая была посвящена, в основном, системам организационного управления, вышла вторым изданием в 1974 г. В ней были систематизированы оригинальные результаты, полученные В. М. Глушковым в 1964—1968 гг. Не всегда работа по созданию и внедрению АСУ в практику проходила успешно. Но в этом не было вины разработчиков АСУ. Причины этого явления лежали в сфере действовавшего тогда в СССР уклада плановой социалистической экономики, заставлявшего предприятия "гнать вал продукции", не заботясь об оптимизации технико-экономических показателей производства, качестве выпускаемых изделий, научно-техническом прогрессе. С конца 60-х годов, когда перекос в управлении народным хозяйством страны через совнархозы был устранен и организованы отраслевые министерства, актуальным стало создание отраслевых автоматизированных систем управления (ОАСУ). В. М. Глушков, как наиболее квалифицированный и авторитетный специалист в этой области, в 70-х годах был научным руководителем и консультантом многих проектов крупных ОАСУ, в частности в отраслях оборонной промышленности. Когда в оборонном комплексе был создан межведомственный комитет (МВК) девяти отраслей и совет директоров головных институтов (СДГИ) оборонных отраслей по управлению, экономике и информатике, научным руководителем комитета и совета стал В.М.Глушков. В 1962 г. по заданию А. Н. Косыгина, в то время Заместителя Председателя Совета Министров СССР, В. М. Глушков начал разработку проекта Общегосударственной автоматизированной системы (ОГАС). Приступая к созданию проекта ОГАС, В. М. Глушков лично изучил работу более тысячи объектов народного хозяйства: заводов различных отраслей, шахт, железных дорог, аэропортов, высших органов управления — Госплана, Госснаба, ЦСУ, Минфина. В. М. Глушков работал над применением в ОГАС макроэкономических моделей и способов совершенствования приемов государственного управления (в условиях действовавшей тогда административно-командной системы). В. М. Глушков предложил концепцию ОГАС как единой системы сбора отчетной информации по народному хозяйству, планирования и управления народным хозяйством, информационной базы для моделирования различных вариантов развития народного хозяйства. Техническую основу ОГАС должна была составить Единая сеть вычислительных центров (ЕГСВЦ). В эскизном проекте ЕГСВЦ, в отличие от предыдущей концепции сети ВЦ, предложенной экономистами во главе с В. С. Немчиновым, В. М. Глушков обосновал построение сети примерно 100 крупных центров в промышленных городах и центрах экономических районов, объединенных широкополосными каналами связи с коммутацией сообщений и связанных с 20 тысячами центров предприятий и организаций. Предусматривались создание распределенного банка данных и разработка системы математических моделей управления экономикой. Безусловно, В. М. Глушков понимал, что своим замыслом он бросает вызов привычным канонам управления хозяйством страны. И действительно, представленный в Правительство в 1964 г. проект ОГАС встретил резкие демагогические возражения руководства ЦСУ СССР (В. Н. Старовского), затем длительное время перерабатывался в ЦСУ СССР, Госплане СССР, но так и не был реализован. Препятствовали созданию ОГАС некомпетентность высшего звена руководства страной, нежелание среднего бюрократического звена работать под жестким контролем и на основе объективной информации, собираемой и обрабатываемой с помощью ЭВМ, неготовность общества в целом, несовершенство существовавших в то время средств вычислительной техники и связи, непонимание, а то и противодействие со стороны ученых-экономистов. На самом деле концепции ОГАС и ЕГСВЦ, правильно отражающие в техническом плане жестко централизованную структуру общественного устройства страны, встретили сопротивление самой общественной системы. В принципе В. М. Глушков был безусловно прав, ставя еще более 30 лет назад задачу информатизации и компьютеризации страны. Но в тех условиях он не мог что-либо сделать без крупномасштабных решений Правительства и ЦК КПСС, которые и стали барьером на этом пути. В архиве В. М. Глушкова сохранилось достаточно много (в среднем одна в два месяца) копий записок в высокие партийные и хозяйственные инстанции по вопросам политики развития и использования в экономике, обороноспособности, управлении хозяйством страны, образовании достижений научно-технического прогресса, в частности вычислительной техники и автоматизированных систем. По его запискам можно составить перечень нереализованных дел, которые осуществить в рамках действовавшей тогда общественной системы было невозможно. Нам это понятно сейчас. Он понимал это тогда. И, возможно, это было трагической составляющей его жизни. Гражданская позиция В. М. Глушкова была активной. Более 250 его публикаций в научно-популярных и общественных изданиях, регулярные циклы лекций, которые он читал для общественности и высшего звена управления страной, свидетельствуют об этом. В. М. Глушков разрабатывал идею безбумажной информатики. "Основы безбумажной информатики" — именно так называлась его последняя монография, вышедшая в свет в 1982 г. В этой книге были описаны математический аппарат и комплекс идей, относящихся к проблемам информатизации. В. М. Глушков и его сподвижники готовили общественность к восприятию идей информатизации, без чего невозможен прогресс к постиндустриальному обществу. В. М. Глушков еще 30 лет тому назад способствовал развитию информационных (в том числе компьютерных) технологий обучения. Главными звеньями в данной проблематике В. М. Глушков считал компьютерное обучение пользователей ЭВМ, интеллектуализацию автоматизированных обучающих систем (свободно-конструированный ответ, адаптация изложения учебного материала к индивидуальным особенностям обучаемых и т. п.), деятельностный или "задачный" подход к проектированию обучающего диалога. Полученные школой В. М. Глушкова результаты и сейчас являются теоретической и инструментальной основой информатизации образования. При этом традиционные цели: компьютерная грамотность населения, сокращение времени обучения, гарантированное качество образования, теперь объединяются со следующими дополнительными целями: индивидуализация обучения, выработка навыков групповой, кооперативной деятельности, обеспечение взаимосвязей между обучением, профессиональной и научной деятельностью, гуманитаризация общего и профессионального образования и др. Внедрение интеллектуальных информационных технологий обучения необходимо для осуществления быстрой эволюции содержания и методов общего и профессионального обучения до уровня международных стандартов, в чем нуждаются молодые государства СНГ, другие развивающиеся страны. За большой вклад в развитие науки и техники и применение этих достижений в народном хозяйстве Виктор Михайлович Глушковбыл награжден многими правительственными орденами и медалями, в том числе тремя орденами Ленина, орденом Октябрьской революции, орденом "Народная республика Болгария" 1 степени, орденом "Знамя Труда" ГДР и другими. Был удостоен звания Героя Социалистического труда. В. М. Глушков был избран членом немецкой академии "Леопольдина", иностранным членом Академии наук Болгарии, ГДР и Польши, почетным доктором Дрезденского университета, почетным членом Польского кибернетического общества. С 1962 г. до конца жизни был вице-президентом Академии наук Украины. Под руководством В. М. Глушкова работало много замечательных людей. Он по праву может считаться основателем кибернетической школы. У него более сотни прямых учеников, защитивших кандидатские и докторские диссертации. Одним из его детищ является коллектив Института кибернетики АН Украины. В 1993 г. был создан Кибернетический центр, включающий в себя собственно Институт кибернетики имени В. М. Глушкова, Институт проблем математических машин и систем (бывшее СКБ ММС), Институт программных систем (бывшее СКТБ ПО), Институт космических исследований, Институт системного анализа и Международный начно-исследовательский учебный центр. В Кибернетическом центре работают 22 члена НАН Украины, более 100 докторов и 600 кандидатов наук, среди которых известные в мире ученые. Коллектив последователей В. М. Глушкова включает многих ведущих специалистов, работающих в Москве, Санкт-Петербурге, Ташкенте, Минске, Кишиневе, Туле и других городах СНГ. Виктор Михайлович Глушков был обаятельным, веселым, общительным и многознающим человеком. Он дарил всего себя людям, с которыми общался. Он создавал вокруг себя ауру творческого поиска, вдохновения, горения и удивительного ощущения причастности к новым, большим и интересным делам. Характер В. М. Глушкова закалился в труднейшие военные годы и годы послевоенного восстановления. Для молодого поколения В. М. Глушков может служить образцом, как нужно формировать свой характер, как учиться самому и учить других. Прежде всего его пример учит целенаправленному подходу к учебе. Мечтая стать физиком-теоретиком, В. М. Глушков к окончанию средней школы самостоятельно овладел основами высшей математики и квантовой механики, которых, конечно, не было в школьном курсе. Во время учебы в институте он самостоятельно изучал математику и физику на уровне, позволившем ему сдать экстерном экзамены университетского курса. Он сумел научиться читать научную литературу не вообще, а целенаправленно, зная, зачем ему потребуются прочитанные сведения. Он говорил, что в таком случае эти сведения запоминаются на всю жизнь. Такая же самостоятельность проявилась и в аспирантуре, докторантуре, когда ему пришлось входить в новую для него область математики — теорию групп. А освоив эту область, он знал все результаты, полученные мировой наукой. Поставив себе задачу решения пятой проблемы Гильберта, В. М. Глушков непрерывно штурмовал доказательство этой теоремы в течение трех лет. В. М. Глушков опубликовал более 800 печатных работ. Из них более 500 написаны им собственноручно, а остальные — совместно с его учениками и другими соавторами. Этот результат ученого кажется удивительным, особенно в связи с его собственным признанием, что статьи он оформляет медленно и это для него тяжелое дело. А при его загрузке обязанностями директора института и консультанта многих крупных проектов систем в СССР и его требовательности к качеству научной продукции это тем более удивительно. Единственное объяснение этого феномена в том, что В. М. Глушков был подлинным подвижником в науке, обладавшим гигантской работоспособностью и трудолюбием. В. М. Глушков как мыслитель отличался широтой и глубиной научного видения, своими работами он предвосхитил то, что сейчас появляется в современном информационном обществе. При жизни он щедро делился своими знаниями, идеями и опытом с окружавшими его людьми. И, конечно, он хотел оставить потомкам свое научное наследие. В январе 1982 г., находясь в палате реанимации, В. М. Глушков продиктовал дочери Ольге рассказы о своем жизненном пути, подводя итоги своей творческой биографии. Эти магнитофонные записи хранятся в семье В. М. Глушкова как семейная реликвия. Текст этих записей вместе с автобиографией, составленной по рассказам В. М. Глушкова в начале 70-х годов журналисту В. П. Красникову о детстве, юношестве и первых годах научной деятельности, опубликован в книгах Б. Н. Малиновского "Академик В. Глушков. Страницы жизни и творчества" и "История вычислительной техники в лицах" (глава "Главное дело жизни"). Виктор Михайлович умер 30 января 1982 г., когда ему было 58 лет. Он похоронен в Киеве на Байковом кладбище.