viernes, 25 de marzo de 2016

Serguei A. Lebedev, pionero de la informática soviética

 Pierre Vandeginste

Cuando participaba en los años treinta en el esfuerzo emprendido para la electrificación de la Unión Soviética, Serguei Alexeievitch Lebedev quiso automatizar la resolución de sistemas de ecuaciones que permitiesen estudiar centrales y redes eléctricas. Ello le conduciría a concebir, en la arruinada Ucrania de la posguerra, la Malaia Elektronnaia Schetnaia Machina, el primer ordenador socialista soviético.

Serguei Alexeievitch Lebedev es uno de esos oscuros héroes de la informática al que llevará largo tiempo ser acogido el panteón de la disciplina, junto a Charles Babbage, John Ven Neumann y Alan Turing. El papel de pionero de este desconocido ingeniero ruso es sin embargo indiscutible. No porque pueda reivindicar una auténtica primicia mundial en materia de creación de un ordenador. Más modestamente, Lebedev, padre de la informática soviética, concibió el primer ordenador digital, electrónico y con un programa grabado... en Europa continental. Su aislamiento en la Ucrania y Rusia de las postguerra, y las penosas condiciones materiales en las cual concibió este ordenador soviético ex nihilo, le convierten sin embargo en un romántico aventurero de la tecnología.

A 400 kilómetros al este de Moscú, Nijni Novgorod, rebautizada como Gorki entre 1932 y 1990, es hoy la tercera ciudad de Rusia, con cerca de dos millones de habitantes. Fue allí en donde Lebedev nació el 2 de noviembre de 1902, en una familia de enseñantes. Poco se sabe de su infancia. Lebedev hizo sus estudios en la Escuela Superior técnica de Moscú, donde se licenció en 1928. Su especialidad fue la electricidad de alta tensión. No era cualquier cosa. En la época, “la electrificación de la Unión Soviética” es la prioridad. ¿No había definido Lenin el comunismo como “el poder de los soviets más la electrificación de todo el país”? Para los ingenieros se trata de llevar la luz al pueblo, propulsarlo a la modernidad. La tesis de Lebedev, dirigida por el profesor K.A. Krug trata sobre la estabilidad de las redes eléctricas que conectan varias centrales entre sí.

En una primera etapa, Lebedev enseña en la misma escuela en que se forma, dando sus primeros pasos de investigador en el Instituto de Ingeniería Eléctrica, también dirigido por Krug. Sus trabajos relativos a la concepción de centrales y redes eléctricas exigen la solución de sistemas complejos de ecuaciones, y Lebedev comienza a interesarse por la automatización de estos cálculos. Se ve atraído en un primer momento por el cálculo analógico.

El analizador diferencial de Vannevar Bush, una máquina capaz de resolver de forma mecánica sistemas de ecuaciones diferenciales, operativa desde 1931 en el Massachusetts Institute of Technology, impresionó incluso en Moscú. En el entorno de Lebedev, dos colegas, I.S. Bruk y luego L.I. Gutenmahker, trabajan en este tipo de máquinas, y finalmente construyen una.

Llega la guerra, obligando al laboratorio de Lebedev a un repliegue de dos años en Sverdlovsk, 100 kilómetros más al este. Poco después de esta prueba, mientras la Unión Soviética cura sus heridas, Lebedev es nombrado en mayo de 1946 director del Instituto de Energía de la Academia de Ciencias de Kiev, capital de Ucrania. Su interés por el cálculo analógico sigue intacto y al principio, él y su equipo continúan realizando aparatos de este tipo.

A principios de 1947, Lebedev comienza sin embargo a apasionarse con el cálculo digital, denominación de la informática primigenia. Los historiadores de la informática Gregory Crowe y Seymour Goodman destacan que un baile de matemáticos, físicos e ingenieros llegados de las cuatro esquinas de Rusia transforman los seminarios de su laboratorio en la sala de partos de la informática soviética. Allí se habla de álgebra de Boole, de biestables, de impulsos, de registros magnéticos, de representaciones de dígitos en “coma flotante”, etc. Es a partir de 1947 cuando Lebedev toma la trayectoria que le llevará en cuatro años al 6 de noviembre de 1950, una fecha memorable. Ese día, en efecto, el MESM, Malaia Elektronnaia Schetnaia Machina o “pequeña máquina electrónica de cálculo”, primer ordenador soviético, produce sus primeros balbuceos.

Durante todo ese período, Lebedev prepara progresivamente el terreno, pone los cimientos, une los ladrillos teóricos y prácticos que le permiten formar su rompecabezas. Las condiciones materiales son rudas: Kiev es una ciudad devastada en donde todo es un problema, comenzando por la vivienda. Lebedev estará mucho tiempo viviendo con su esposa es una única habitación. Como apreciado profesional, el ingeniero debe en primer lugar reunir habilidades, e inventarlas si es  necesario. Luego, encontrar ingenieros eléctricos que hayan sobrevivido a la guerra no es una cosa sencilla. Y queda aún iniciarlos en los arcanos del cálculo digital, que se está inventando.

¿Y la influencia extranjera? Los historiadores de la informática han podido mal que bien evaluar lo que Lebedev y su equipo podrían conocer sobre los progresos realizados en Gran Bretaña y en los Estados Unidos. Seymour Goodman considera que algunas publicaciones occidentales presentando máquinas precoces como el ENIAC, en la Universidad de Pensilvania, primer ordenador electrónico que se programó mediante cableado, o bien otros que describieran de forma sucinta los proyectos de auténticos ordenadores con programa grabado, como el EDSAC de la Universidad de Cambridge, pudieran haber sido accesibles en Kiev. Pero destaca también que, para obtener lo que necesitaba, Lebedev tendría que pelear continuamente con su jerarquía, a la que llevó tiempo entrever la superioridad de su costoso enfoque del cálculo analógico. Eso nos hace pensar que no debía de estar respaldado por una red de espionaje científico. Hay una certeza: la MESM no se parece a ningún ordenador occidental.

Harán falta dos años y medio de trabajos preparatorios para que Lebedev determine la arquitectura de su criatura, conciba y haga realidad decenas de piezas separadas y subconjuntos. En el verano de 1949 llega el momento del ensamblado. Lebedev obtiene un nuevo local en absoluto adaptado, pero que tiene la virtud de existir y de ser bastante espacioso. Su equipo se instala en los 500 metros cuadrados de un dormitorio en el antiguo monasterio de Feofania, a 15 kilómetros de Kiev. Allí también las condiciones son rudas. Feofania carece de todo. Afortunadamente, el equipo ha conseguido un camión para transportar el material y efectuar la recogida del personal desde Kiev, mañana y tarde. Cuando llueve, las carreteras no asfaltadas se convierten en auténticos barrizales, y los ingenieros se reúnen para empujar el camión y salir del atolladero. En el monasterio la jornada comienza con una recogida de leña cuando el rigor del clima hace vital el calor de las estufas.

A trancas y barrancas el trabajo avanza. A finales de 1949, se define la forma general de la máquina. Sus impresionantes contenedores ocupan una habitación de 50 metros cuadrados con una altura de dos pisos. Se comienza a instalar sus innumerables módulos y a tejer su inextricable red de interconexiones. Llegan los primeros ensayos. Como es normal, nada marcha según lo previsto y hay que improvisar, reinventar, utilizar sin cesar todo tipo de “chapuzas”. De esa forma, cuenta Anne Fitzpatrick, del laboratorio de Los Álamos, se acaba por hacer un agujero en el techo para facilitar la evacuación de la formidable cantidad de calor producido por este ingenio que alberga 6.000 lámparas de vacío y que consume hasta 25 kilowatios.

Sin embargo, Lebedev se ve adelantado en la línea de llegada.

¿Cuándo se entera el ruso de que el 21 de junio de 1948 en Manchester, Freddie Williams y su equipo han tenido la alegría de ver a su “Baby” balbucear su primer programa de factorización? No se sabe. Es cierto que esta máquina rudimentaria, también llamada Manchester Mark 1, sólo efectúa 7 instrucciones, entre ellas la sustracción y la negación. Pero no la adición, que tiene que realizar combinando las dos operaciones mencionadas. Sin embargo se trata, aunque en sus inicios, de un verdadero ordenador con programa grabado, conforme al esquema propuesto por John Von Neumann en junio de 1945 en su famoso “Primer borrador de informe sobre el Edvac”. El mismo Williams ha optado, como recomienda Von Neumann, por una memoria común a datos e instrucciones, 32 palabras de 32 bits.

En comparación con la “Baby” de Manchester, la MESM que prepara Lebedev mira más allá. La adicción y la sustracción son ejecutadas por circuitos “paralelos”, mientras la “Baby” trabaja en serie y más lentamente. Además, la multiplicación y la división están, desde el principio, en el menú. Una doble memoria de lámparas permite almacenar 31 números de 17 bits, y 63 instrucciones de 20 bits.

Por fin el 6 de noviembre de 1950 la MESM ejecuta con éxito su primer programa al ritmo de 50 instrucciones por segundo. Dos meses más tarde, se efectúa una demostración ante una deslumbrada delegación de la Academia de Ciencia de Ucrania. Lebedev no se para a gozar de sus laureles. Vuelve al trabajo y, perfeccionando su primera máquina, se implica en la consecución de la BESM, Bistrodeistvuiushchaia Elektronnaia Schetnaia Machina, la “máquina electrónica de calcular rápida”. Obtiene ahora un apoyo más importante por parte de la Academia, en donde cuenta con un aliado en la persona de Mijail Alexeievitch Lavrentiev, vicepresidente de la Academia de Ciencias de Ucrania. Lavrentiev batalla desde 1947 para convencer a su institución, así como a la Academia de Ciencias de la URSS de que la naciente informática está llamada a tener un gran porvenir, haciéndoles declarar esta disciplina una prioridad nacional. Argumento de peso: el desfile de científicos que se presentan ahora en Feofania para ejecutar allí sus primeros programas destinados a “calcular” trayectorias balísticas o explosiones nucleares.

Esta vez Lebedev tiene un competidor oficial, el equipo dirigido por Yuri Bazilevski, que trabaja en Moscú con una máquina denominada Strela [Flecha, en ruso]. Pero la BESM de Lebedev demostrará rápidamente su superioridad. Destinada al cálculo de alta precisión, esta nueva máquina representa los números en “coma flotante”, es decir, bajo la forma de una mantisa de 32 bits mas un bit de signo y un exponente de 5 bits mas un bit de signo. La memoria principal, única, dispone esta vez de 1024 palabras de 39 bits, susceptibles de almacenar un número o una instrucción. Un tambor de 5.120 palabras y cuatro bandas magnéticas de 30.000 palabras cada una completan el cuadro. Cuando es declarada adecuada para el servicio en abril de 1953 la BESM ejecuta unas 1000 instrucciones por segundo. Se la dotará con una nueva memoria, más rápida, a principios de 1955, que le permitirá alcanzar la velocidad de crucero de 8.000 instrucciones por segundo.

Hasta su muerte el 3 de julio de 1974, Serguei Alexeievitch Lebedev no cesará de inventar nuevas máquinas; ¡15 ordenadores en total! La BESM-2, en 1958, será la primera en ser producida de forma industrial. En la BESM-4 hace su aparición el transistor. ¿El canto de cisne de Lebedev? Fue la BESM-6, una máquina legendaria, capaz de conseguir un millón de instrucciones por segundo. Estuvo operativa en 1965, y después se fabricaron 350 ejemplares, que acompañaron a la conquista espacial soviética.


Fuente: http://www.larecherche.fr/savoirs/figure-du-passe/sergei-a-lebedev-pere-ordinateur-sovietique-01-05-2004-81488

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