Юбилеи М.Р.Шура-Бура

Создание быстродействующих ЭВМ с программным управлением привело к возникновению ряда новых математических проблем, решением которых занимается новая отрасль математики - машинная математика. Основными ее задачами являются теория программирования (в частности, его автоматизация) и теория вычислительных машин (логика, проектирование математические вопросы эксплуатации).

Крупнейшим специалистом в этой области является М.Р.Шура-Бура. Он создал и возглавил большой научный коллектив, который играет ведущую роль в развитии машинной математики в Советском Союзе.

Первые научные работы М.Р.Шура-Бура (1939 г.) относятся к топологии. Еще в студенческие годы он опубликовал исследование, посвященное компонентам связности бикомпактов. Основной результат этого исследования (так называемая "Лемма Шура-Бура") сразу же нашел отклик в отечественной и зарубежной литературе. В настоящее время он широко известен и часто используется в топологических работах.

Свою научную деятельность в области топологии М.Р.Шура-Бура продолжал в годы пребывания в аспирантуре (1944-47 гг.). Наибольший интерес из работ этого времени представляют его результаты, относящиеся к исследованию симплициальных спектров, порожденных покрытиями топологических пространств. В кандидатской диссертации, содержащей эти результаты, решена стоявшая десятки лет трудная задача восстановления пространства по его спектру. Эти работы М.Р.Шура-Бура нашли живой отклик среди топологов и повлекли за собой новые исследования в этой области, продолжающиеся и в настоящее время.

В дальнейшем научные интересы Михаила Романовича переходят в область прикладной математики, причем эти интересы, как правило, устремлены в сторону проблем, имеющих не только теоретическую, но и практическую ценность. В частности, большое значение для приложений имеет проведенное им в общей форме исследование влияния различных источников погрешностей в процессе численного решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений разностным методом. Оценки, полученные в этих работах, значительно лучше традиционных. Не менее существенна его работа по рассмотрению влияния разброса параметров электрической сетки, применяемой для приближенного решения краевых задач для эллиптических уравнений. В отличие от С.А.Гершгорина, результаты которого противоречат практике, М.Р.Шура-Бура оценил дисперсию погрешности, а не ее максимум и теоретически обосновал возможность применения сеток со сколь угодно большим числом элементов.

Как только в Советском Союзе начали развертываться работы по созданию электронных вычислительных машин с программным управлением, М.Р.Шура-Бура, включившись в эти работы, посвятил себя решению математических вопросов, связанных с их конструированием и эксплуатацией. Своей деятельностью он внес настолько существенный вклад в это дело, что поскольку в то время не было никаких иностранных публикаций по этим вопросам, а американские работы были полностью засекречены, мы должны считать М.Р.Шура-Бура одним из основателей машинной математики в СССР. Все дальнейшие достижения нашей машинной математики так или иначе связаны с его именем, а значительная их часть явилась прямым результатом работ его и его сотрудников.

Совершенно законченный характер имеют исследования М.Р.Шура-Бура по вопросу о точности вычисления арифметических операций в двоичной системе при различных способах кодирования числе и различных видах конструкции арифметического устройства.

Уже в период создания машин возникли проблемы, связанные с программированием, т.е. с описанием алгоритмов в терминах элементарных операций. М.Р.Шура-Бура сразу же начал активную работу над разрешением этих проблем. В дальнейшем (1954-55 гг.), в связи с необходимостью преодолеть трудности, возникшие в процессе эксплуатации уже построенных машин это направление получило весьма широкое развитие.

М.Р.Шура-Бура и руководимые им сотрудники разработали и внедрили методы организации программ и их контроля, резко повысившие эффективность использования машин и принятые сейчас во многих вычислительных центрах Советского Союза. При разработке этих методов выявлялись недочеты системы команд и вносились соответствующие изменения в конструкцию машин. в качестве одного из примеров можно отметить предложенную М.Р.Шура-Бура операцию специального контроля сложения кодов. Эта операция введена сейчас почти на всех советских машинах.

Исключительно велико влияние М.Р.Шура-Бура и на практическое программирование. Руководимый им коллектив программистов Института прикладной математики АН СССР в рекордно короткие сроки добился возможности успешного решения на машине "Стрела", а затем и на машине "М-20" важных практических задач чрезвычайной сложности. Следует сказать, что М.Р.Шура-Бура всегда стремился широко передавать накопленный опыт, и значительное число работников по программированию в Советском Союзе должны в большей или меньшей мере считать себя его учениками.

Трудоемкость процесса программирования вызвала необходимость рассмотрения вопроса о его автоматизации. Эта важная задача сразу же оказалась в центре внимания М.Р.Шура-Бура.

Первым успехом в этом направлении было создание им и его сотрудниками в 1954-55 гг., когда за границей подобных работ еще не велось, программирующей программы, обеспечивающей автоматическое программирование заданного алгоритма в весьма общих предположениях. Обычно после выбора вычислительного алгоритма решения математически сформулированной задачи требуется проведение большой и сложной работы по переводу этого алгоритма на язык машины. Программирующая программа позволяла почти всю эту работу передать машине и, таким образом, существенно экономила весьма квалифицированный труд вычислителей. Долгое время программирующие программы этого образца использовались почти во всех вычислительных центрах Советского Союза.

Следующим существенным этапом в решении этой задачи явилось создание М.Р.Шура-Бура и его сотрудниками транслятора ТА-2 для машины "М-20". Разработка этого транслятора была начата в связи с появлением в 1960 году международного алгоритмического языка Алгол-60 и завершена в 1963 г. ТА-2 является первым в Советском Союзе образцом транслятора с полного языка Алгол-60. По эффективности составляемой программы ТА-2 превосходит все известные зарубежные образцы. Он используется более чем в 40 вычислительных центрах Советского Союза.

В настоящее время этот транслятор модернизирован для работы на вычислительных машинах М-220 и БЭСМ-4, обладающих большим объемом памяти и экспортируется вместе с машиной М-220 за рубеж.

В 1966 и 1967 годах в коллективе, руководимом М.Р.Шура-Бура, для новых вычислительных машин были созданы еще два транслятора с языка Алгол, которые явились дальнейшим развитием идей, заложенных в трансляторе ТА-2.

М.Р.Шура-Бура уделяет большое внимание вопросам внедрения вычислительной техники в экономику. При его непосредственном участии был разработан алгоритмический язык для экономических расчетов (АЛГЭК), который в настоящее время рекомендован для вычислительных центров Советского Союза. Наряду с этими новыми методами М.Р.Шура-Бура и его сотрудники работали над развитием и внедрением известного метода стандартных подпрограмм. Основные результаты этой работы опубликованы в специальном сборнике. Под его же руководством создана имеющая большое значение интерпретирующая система стандартных подпрограмм для машины М-20. Аналогичные системы имеются сейчас на многих вычислительных машинах Советского Союза. В 1967 году М.Р.Шура-Бура создал новую интерпретирующую систему для машин М-20 и БЭСМ-4.

М.Р.Шура-Бура является соавтором конструкции многих советских вычислительных машин. В частности, будучи заместителем главного конструктора машины М-20, он детально разработал ее логическую схему (систему команд, логику выполнения операций, логику работы управляющего устройства). Эта логическая схема, в которой реализовано много оригинальных замыслов и идей бесспорно является весьма ценным вкладом в теорию вычислительных машин. Следует сказать, что идеи, воплощенные в логике М-20, оказывают существенное влияние на разработку вычислительных машин различными организациями Советского Союза.

Эти идеи оказались настолько удачными, что в настоящее время машина М-20 полностью воспроизведена в двух серийных полупроводниковых вариантах.

В последние годы коллектив, возглавляемый М.Р.Шура-Бура, уделял большое внимание разработке новых, более совершенных образцов вычислительных машин. В частности, им были разработаны логика и система мультипрограммирования первой в Советском Союзе многопрограммной вычислительной машины.

В настоящее время М.Р.Шура-Бура возглавляет разработку математического обеспечения для машины БЭСМ-6, которая ведется большим коллективом сотрудников ИПМ АН СССР и ряда других организаций. Это математическое обеспечение представляет собой сложную систему взаимодействующих программ, содержащую более 100 тысяч команд. В частности, в нее входят 5 трансляторов и набор программ, управляющих работой различных устройств машины в реальном времени.

Как по вопросам программирования, так и по вопросам, связанным с конструированием математических машин, М.Р.Шура-Бура является крупнейшим специалистом. Он консультирует многие работы по машинной математике, ведущиеся в различных городах Советского Союза.

С 1960 года М.Р.Шура-Бура является бессменным председателем Междуведомственной комиссии по эксплуатации вычислительных машин типа М-20, в которую входят 233 организации.

Работы М.Р.Шура-Бура широко известны за рубежом. С 1966 года он является председателем международных рабочих групп ГАМС и ГАЯПЭИ, которые заняты разработкой новых языков программирования и трансляторов в рамках содружества академий наук социалистических стран.

Работа М.Р.Шура-Бура была высоко оценена Советским правительством, наградившим его за выполнение специальных заданий Орденами Трудового Красного Знамени и Знак Почета и присудившим ему Государственную премию II-й степени.

19 сентября 1968 г.