O początkach informatyki w Polsce
Od Grupy Aparatów do Instytutu Maszyn Matematycznych
Mija już lat czterdzieści od chwili, gdy kilka pozornie zwykłych zdarzeń, w których i
ja brałem udział, zapoczątkowało informatykę w naszym kraju. Doprowadziły one bowiem
do uformowania w końcu 1948 roku, przy powstającym wówczas Państwowym Instytucie
Matematycznym, Grupy Aparatów Matematycznych (w skrócie GAM), z której z czasem
wyrósł Instytut Maszyn Matematycznych PAN, w skrócie IMM, znajdujący się obecnie
w gestii przemysłu. Historia i różne osiągnięcia GAM-u, a później IMM-u były już nieraz
opisywane [3, 5, 6, 8, 14, 19], dlatego też w tych oto wspomnieniach ograniczę się
do przedstawienia jedynie najważniejszych zdarzeń oraz atmosfery tych dawnych, a dla
mnie jakże pięknych lat.
Dla mnie zaczęło się następująco. Jako świeżo promowany inżynier rozpocząłem we wrześniu
1948 roku pracę w Dziale Radiolokacji ówczesnego Państwowego Instytutu
Telekomunikacyjnego w Warszawie. Na Politechnice Gdańskiej, podczas studiów byłem
asystentem matematyki, a jednocześnie kontynuowałem studia matematyczne na
Uniwersytecie Warszawskim. Stąd też wielu inżynierów Instytutu zwracało się do
mnie z prośbą o rozwiązywanie różnych zadań matematycznych wraz z przeprowadzeniem
obliczeń. Obliczenia te wykonywałem posługując się najczęściej papierem, ołówkiem
i suwakiem logarytmicznym. Prosił mnie nieraz o takie przysługi również ówczesny
dyrektor tego Instytutu, prof. Janusz Groszkowski, który rozwijał wówczas swą słynną
teorię generacji częstotliwości. Na jednym z naszych spotkań profesor poinformował
mnie, że w powstającym właśnie Państwowym Instytucie Matematycznym planuje się
zbudowanie elektronicznej maszyny liczącej. Dodał też, że jeśli mnie ten problem
interesuje, to powinienem nawiązać kontakt z prof. Kazimierzem Kuratowskim, organizatorem
tego Instytutu. Nie trzeba mi było tego dwa razy powtarzać, bo właśnie przeczytałem
w czasopiśmie “Electronics” o ENIAC-u i byłem pod wielkim wrażeniem
zarówno konstrukcji, jak i możliwości obliczeniowych tej maszyny. Wynikało z nich,
że to, co ja liczę cały dzień, maszyna ta może wykonać w sekundy.
| Maszyna cyfrowa ZAM 21 |
Zgłosiłem się więc do prof. Kuratowskiego, który w listopadzie 1948 r. przyjął mnie
w gmachu Fizyki Doświadczalnej przy ul. Hożej. Opowiedział mi, że w czasie swej
ostatniej podróży do Stanów Zjednoczonych dowiedział się o wielkich korzyściach,
jakie dla zastosowań matematyki mogą przynieść elektroniczne maszyny liczące. Dlatego
planuje się tam budowę co najmniej kilkunastu takich maszyn, a wobec tego chociaż
jedna taka maszyna powinna być zbudowana w Polsce. W tym celu chciałby powołać
w swoim Instytucie odpowiednią grupę pracowników naukowych i chętnie by mnie
w niej widział. Jako kierownika tej grupy przewiduje dra Henryka Greniewskiego –
logika i statystyka, lecz innych kandydatów jeszcze nie ma. Zapytany o propozycję
kandydatów wymieniłem moich kolegów z Politechniki Gdańskiej, a ówczesnych
magistrantów: Krystyna Bochenka i Romualda Marczyńskiego, którzy po krótkich
wahaniach przyjęli przedstawioną im ofertę. W rezultacie, w grudniu 1948 roku,
zapadła decyzja powołania w ramach powstającego właśnie Instytutu Grupy Aparatów
Matematycznych w wyżej wymienionym składzie osobowym.
Jednak zadanie, jakie nam postawiono, było właściwie nierealne, albowiem maszyna
ENIAC, dany nam do naśladowania wzór, była gigantem, zawierającym przeszło
18 000 lamp elektronowych. Nie wiedzieliśmy jednak wtedy, że chociaż
była ona jednym ze szczytowych osiągnięć ówczesnej technologii amerykańskiej,
pracowała tylko sporadycznie z powodu ciągłych awarii.
Maszyny analogowe, konkurujące wówczas z cyfrowymi, wymagały szczególnie dużej precyzji
działania, nieosiągalnej bez odpowiednich komponentów. Do realizacji zadania
nie mieliśmy ani właściwego sprzętu, ani też niezbędnego doświadczenia w budowie złożonych,
a jednocześnie niezawodnych urządzeń. Powierzenie nam tego zadania było więc
bardzo ryzykowne i tylko nasz młodzieńczy zapał dawał jakieś szansę, że w końcu
zostanie ono wykonane. Kierownictwo Instytutu zdawało sobie z tego sprawę i zrobiło
jedynie to, co w tej sytuacji mogło uczynić: obdarzyło nas zaufaniem, przyglądało się
temu, co robimy i cierpliwie czekało na wyniki.
| Maszyna cyfrowa ZAM 41 |
Przez początkowe półtora roku GAM nie miał nawet lokalu, działo się to bowiem
w jeszcze zburzonej Warszawie. Okres ten więc upływał nam na planowaniu zajęć
laboratoryjnych, studiowaniu zaczynającej docierać literatury zagranicznej
oraz spotkaniach seminaryjnych. Jednym z tematów tych spotkań było poprawne
zdefiniowanie pojęcia maszyny liczącej, a więc problemu, mówiąc współcześnie,
z zakresu matematycznych podstaw informatyki. Prowadził je oczywiście, jako logik,
dr Henryk Greniewski. Powierzenie mu kierownictwa naszej grupy okazało się szczęśliwą
decyzją. W samej budowie komputerów nie mógł on wiele pomóc, ale miał z nas
wszystkich największe doświadczenie życiowe, którym się dzielił. Poza tym miał
wielki urok osobisty, a dyskutując z nim na tematy ogólnonaukowe i filozoficzne
zapominało się o całym świecie.
Jesienią 1950 roku Instytut Matematyczny otrzymał wreszcie lokal przy ulicy
Śniadeckich 8. Była to część odbudowywanego właśnie budynku dawnego Warszawskiego
Towarzystwa Naukowego. W lokalu tym grupa nasza dostała aż trzy pokoje, z
których jeden służył nam na spotkania i mieścił nasze biurka, drugi służył jako
magazyn części, a trzeci, największy, jako pokój laboratoryjny. W jednym rogu
tego pokoju kolega Bochenek budował Analizator Równań Algebraicznych Liniowych – ARAL,
a drugim ja budowałem Analizator Równań Różniczkowych – ARR [10], a w dwóch
pozostałych rogach kolega Marczyński budował Elektroniczną Maszynę Automatycznie
Liczącą EMAL [14, 15]. Dopiero po trzech latach lokal GAM-u został dość znacznie powiększony.
W początkowym okresie działalności GAM-u dołączyło do nas wielu bardzo zdolnych
młodych entuzjastów maszyn matematycznych. Byli to zwłaszcza, w kolejności
dołączania, inżynierowie: Zygmunt Sawicki, Zdzisław Pawlak, Andrzej Łazarkiewicz,
Jerzy Fiett, Wojciech Jaworski, Stanisław Majerski, Jerzy Dańda, Marek Karpiński,
Eugeniusz Nowak i Tadeusz Jankowski oraz matematycy: Adam Empacher,
Andrzej Wakulicz, Antoni Mazurkiewicz, Tomasz Pietrzykowski, Józef Winkowski,
Jerzy Swianiewicz, Krzysztof Moszyński i Paweł Szeptycki, a nieco później Jan
Borowiec, Jan Wierzbowski, Stefan Sawicki, Andrzej Wiśniewski, Zofia Zjawin-Winkowska
i Ewa Zaborowska, a także laboranci: Michał Bochańczyk, Henryk Furman, Andrzej
Świtalski, Konrad Elżanowski, Antoni Ostrowski i Henryk Przybysz. Pracę w
Instytucie Matematycznym uważałem nie tylko za bardzo ciekawą, ale i zaszczytną,
gdyż Instytut skupiał wówczas wielu legendarnych już dzisiaj polskich matematyków.
Z niejednym z nich spotykałem się niemal na co dzień. Byli to prof.
Kazimierz Kuratowski, wieloletni dyrektor Instytutu oraz pomocny nam w wielu sprawach
prof. Stanisław Mazur. Naszą pracą opiekowali się ogólnie wicedyrektorzy do spraw
zastosowań, początkowo Hugo Steinhaus, a później Stanisław Turski. Wacław Sierpiński
rozpytywał mnie nieraz o możliwości obliczania bardzo dużych liczb pierwszych,
a “przechowywany” czasowo w Instytucie ekonomista Oskar Lange –
o możliwości obliczeń przepływów międzygałęziowych w jego modelu gospodarki
narodowej. Bezcenne wspomnienia!
Praca ta, tak bardzo interesująca i zaszczytna, była jednak bardzo nisko płatna.
Dwukrotnie wyższą pensję, a także upragnione mieszkanie, niejeden z nas mógł
łatwo otrzymać gdzie indziej. Zwróciliśmy się więc do prof. Kuratowskiego z
prośbą o podwyżkę uposażeń. Otrzymaliśmy odpowiedź, że tak niskie płace są wprawdzie
surowym, ale niezbędnym sprawdzianem młodych ludzi, czy praca naukowa jest
istotnie jedynym ich powołaniem. “Gdybyśmy dobrze płacili, to kogo byśmy
tu mieli?” – pytał z troską prof. Kuratowski. Argument ten
nie całkiem wówczas do nas przemówił, lecz oczywiście nikt nie opuścił tak
cenionego przez nas Instytutu. Po jakimś czasie dla kilku z nas Instytut wystarał
się również o mieszkania.
| L. Łukaszewicz demonstruje prof. J. Groszkowskiemu prototyp pamięci taśmowej. Z tyłu od lewej strony kierownik zespołu konstrukcyjnego pamięci Ryszard Łukaszewicz |
Pierwszą maszyną, jaką udało się nam uruchomić, był wspomniany już analogowy
Analizator Równań Różniczkowych ARR. Miał imponujące rozmiary i zawierał około
czterystu lamp elektronowych. Pracowały one w następujących układach liczących
(dokładnych do kilku promili): ośmiu integratorach, ośmiu sumatorach, sześciu
układach mnożących i sześciu nieliniowych układach funkcyjnych. Pozwalało to na
rozwiązywanie układów równań różniczkowych zwyczajnych (do ośmiu pierwszego
rzędu włącznie), które można było obserwować jednocześnie na wielu ekranach.
Parametry tych równań zmieniało się łatwo przez zwykłe pokręcanie gałkami,
a efekt tego działania był natychmiast widoczny. W owym czasie możliwości takie
były jeszcze niedostępne przy użyciu maszyn cyfrowych. Dlatego wkrótce ARR
znalazł wiele zastosowań, na przykład, do badania nieliniowych drgań
mechanicznych. Była to pierwsza w Polsce systematycznie eksploatowana maszyna
licząca, przyciągająca do Instytutu wielu uzdolnionych matematyków.
Uznanie, z jakim spotkał się ARR, znalazło wyraz w postaci nagrody państwowej
II stopnia w dziale nauki, jaką przyznano w 1955 roku twórcom tej maszyny.
Uznanie to było bardzo na czasie, gdyż oczekiwanie na pierwsze efekty pracy
GAM-u przeciągało się, wyczerpując cierpliwość władz Akademii, a powoli również
Instytutu. Teraz zaś uzyskaliśmy nowy kredyt zaufania, tak więc ARR torował już
drogę dalszym maszynom.
Istotną przyczyną naszych opóźnień był brak dostatecznie dokładnych i niezawodnych
komponentów, w szczególności lamp elektronowych. Początkowo używaliśmy części
krajowych, lecz ich jakość była niedostateczna. Korzystaliśmy więc często z
komponentów pozostawionych przez armię niemiecką w magazynach na Dolnym Śląsku,
ale zakres ich zastosowań był także dość ograniczony. Przykładem naszych trudności
sprzętowych było to, że niektóre przyrządy pomiarowe, np. oscyloskopy, początkowo
budowaliśmy sami. Dopiero później pojawiły się, choć skromne, to dla nas bardzo
ważne możliwości importu.
Zawodność dostępnych nam komponentów stała się też główną przyczyną niepowodzenia
maszyny cyfrowej EMAL, której nie udało się uruchomić. Z tego powodu na początku
1956 roku kierownictwo Instytutu zdecydowało, aby wszystkie siły ówczesnego już
Zakładu Aparatów Matematycznych (w skrócie ZAM) połączyć w jeden zespół pod moim
kierunkiem, z zadaniem ponownej próby zbudowania maszyny cyfrowej. Tym razem
powiodło się – w wyniku wytężonej pracy została zaprojektowana, wykonana,
a następnie, jesienią 1958 roku, uruchomiona pierwsza polska poprawnie funkcjonująca
maszyna cyfrowa, nazwana XYX [5, 6, 14, 20]. Wykonywała ona, dzięki pamięci
akustycznej, około 800 operacji na sekundę, co dawało jej przewagę szybkości nad
wszystkimi maszynami cyfrowymi, jakie inne ośrodki krajowe w ciągu następnych kilku
lat zdołały zbudować. Organizowane dla władz oraz szerokiej publiczności pokazy
XYX wywołały ogromne zainteresowanie.
Konstruując XYX zdawaliśmy sobie sprawę ze skromności naszych środków i
doświadczenia. Dlatego też, gdzie tylko się dało, korzystaliśmy z rozwiązań
zagranicznych. Architektura XYX była uproszczeniem i tak już prostej architektury
maszyny IBM 701 [4]. Wybierając ją zakładaliśmy, że tak poważna firma jak IBM w
swym wyborze nie może się mylić. Konstrukcja komórek elementarnych XYX była
natomiast zapożyczona od maszyny radzieckiej BESM 6. Były to dynamiczne przerzutniki,
których opis, poparty obrazową demonstracją, otrzymaliśmy od ich konstruktorów
na początku 1956 r. w Moskwie. Odznaczały się one dużą niezawodnością, a
jednocześnie oszczędnością środków i energii – z jednej lampy elektronowej,
tzw. duo-triody można było uzyskać nie jedną, jak dotychczas, lecz dwie
komórki elementarne.
Pamięć szybka XYX zapożyczona została od EMAL-a. Była to pamięć akustyczna,
oparta na rurach wypełnionych rtęcią. Została ona skonstruowana przez Romualda
Marczyńskiego przy udziale Henryka Furmana, a następnie udoskonalona przez
Zygmunta Sawickiego i Jerzego Dańdę. Pamięć ta jednak nigdy nie pracowała zbyt
pewnie. Dlatego też we wszystkich następnych modelach została zastąpiona przez
pamięć akustyczną opartą na drutach niklowych. Wkrótce też do XYX została
dołączona pamięć bębnowa służąca jako pamięć pomocnicza. Budową XYX kierował
sprężyście Zygmunt Sawicki.
Maszyna XYX już wkrótce po swoim uruchomieniu została oddana do regularnej
eksploatacji w Biurze Obliczeń i Programów wydzielonej jednostce Zakładu
Aparatów Matematycznych. Biuro to wykonywało liczne odpłatne zamówienia, co
przyniosło nam cenne doświadczenie [18].
Budowa i pomyślna eksploatacja XYX miały dla początków rozwoju naszej informatyki
przełomowe znaczenie. Wykazały przede wszystkim, że wytwarzanie sprawnie
działających uniwersalnych maszyn cyfrowych o niemałych jak na owe czasy
możliwościach obliczeniowych jest w Polsce osiągalne. Problematyką tą zainteresowały
się wiec szybko inne ośrodki naukowe oraz władze gospodarcze. Od tej chwili
rozwój informatyki w Polsce stał się sprawą ogólnokrajową.
Maszyna XYX została wkrótce udoskonalona i wyprodukowana pod nazwą ZAM 2, w
kilkunastu egzemplarzach pracujących już niezawodnie w kraju i za granicą.
Produkcję tę podjął Zakład Doświadczalny [6] działający przy Instytucie
Maszyn Matematycznych PAN, w który to z kolei przekształcił się ZAM. Za
osiągnięcia te, konstrukcję i produkcję, twórcy XYX zostali wyróżnieni
zespołową Nagrodą Państwową II stopnia, przyznaną im w 1964 roku.
Znaczącym atutem maszyn XYX i ZAM było ich oprogramowanie, a szczególnie
System Automatycznego Kodowania, w skrócie SAKO, uruchomiony na XYX w 1960
roku [3, 11, 16, 17]. Można go krótko określić jako “polski Fortran”.
Według słów akademików radzieckich W. M. Głuszkowa i S. S. Sobolewa, wypowiedzianych
na konferencji na temat oprogramowania (w 1961 r. w Warszawie) był to system
sprawniejszy od tych, jakie mieli wówczas u siebie [8]. Podobną opinię wypowiedział
w 1964 r. prezes Radzieckiej Akademii Nauk, profesor M. Kiełdysz, w
czasie wizyty w naszym Instytucie. Na naszą prośbę profesor Kiełdysz sformułował
pewien dość prosty, lecz nietrywialny problem obliczeniowy: podać numeryczne
rozwiązanie równania różniczkowego cząstkowego w dwóch wymiarach z zadanymi
warunkami początkowymi i brzegowymi. Problem ten, dla nas nienowy, został
bardzo szybko zakodowany w SAKO przez Antoniego Mazurkiewicza, po czym maszyna
ZAM 2 po kilkunastu minutach liczenia wydrukowała prawidłowy wynik. Szybkością
całej tej operacji – od postawienia problemu do uzyskania rezultatu
obliczeń – prof. Kiełdysz był mocno zaskoczony.
Tak więc, w początkowych latach sześćdziesiątych, realny stał się szybki rozwój
krajowej informatyki, opartej w znacznej mierze na własnych osiągnięciach. W
klasie maszyn niewielkich ZAM 2 zbliżone były podstawowymi parametrami do wielu
maszyn produkowanych w tym czasie w Europie Zachodniej, Związku Radzieckim
i Japonii. Mieliśmy także gotowy projekt rodziny maszyn ZAM, w tym maszyny
ZAM 41 do przetwarzania danych [12, 19]. W zakresie oprogramowania zajmowaliśmy,
wśród krajów naszego bloku, pozycję szczególnie mocną. We Wrocławiu powstała
fabryka [2], której głównym zadaniem była budowa komputerów, a której zasadnicza
kadra inżynierska przeszła wielomiesięczny staż w pracowniach naszego Instytutu.
Mieliśmy więc w kraju, i to nie tylko w Instytucie [7, 9], wyszkoloną kadrę inżynierów
i matematyków, którym można było powierzać dalsze ambitne zadania w dziedzinie
budowy, oprogramowania i produkcji maszyn matematycznych. Ale co z tego w końcu
wyszło, to jest już całkiem inna historia.
Leon Łukaszewicz
Literatura:
[ 1] Referaty przedstawione na konferencji PTI “40 lat informatyki w Polsce”.
Materiały konferencyjne. Warszawa 1988
[ 2] Bilski E.: Wrocławskie Zakłady Elektroniczne (WZE) ELWRO. Okres m.c. typu ODRA. Patrz [1]
[ 3] Borowiec J., Mazurkiewicz A., Wierzbowski J.: Osiągnięcia Instytutu Maszyn
Matematycznych w oprogramowaniu i zastosowaniach maszyn cyfrowych. INFORMATYKA nr 3,
1973, s. 8-11.
[ 4] Buchholz W.: The system design of the IBM type 701 computer. Proc. IRE (1953),
pp. 1262-1975
[ 5] Fiett J.: Problemy realizacji technicznej polskich komputerów do 1968 r. Patrz [1]
[ 6] Fiett W., Rosolski E.: Działalność produkcyjna i udział Instytutu Maszyn
Matematycznych w tworzeniu polskiego przemysłu sprzętu informatyki. Informatyka nr
3, 1973, s. 19-24.
[ 7] Greniewski M.J.: Kilka uwag o powołaniu Centrum Obliczeniowego PAN. Patrz [1].
[ 8] Groszkowski J.: Parę słów z okazji Jubileuszu Instytutu Maszyn Matematycznych.
Informatyka nr 3, 1973, s. 1-5
[ 9] Kiliński A.: O osiągnięciach Instytutu Informatyki Politechniki Warszawskiej
zastosowanych w praktyce. Patrz [1]
[10] Łukaszewicz L.: Elektronowy Analizator Równań Różniczkowych ARR i niektóre jego
zastosowania. Zastosowania Matematyki r. 2 (1956), s. 83-97
[11] Łukaszewicz L.: SAKO – an Automatic Coding System. Annual Review in Automatic
Programming vol. 2 (1961), pp. 161-176
[12] Łukaszewicz L.: Outline of the logical design of the ZAM41 Computer. IEEE Transactions
on Electronic Computers, The Computer Systems Issue, EC-12 (1963), No. 5, pp. 609-612
[13] Łukaszewicz L.: O początkach informatyki w Polsce. Patrz [1]
[14] Marczyński R.W.: The first seven years of Polish Digital Computers. Annals of the History
of Computing vol. 2 (1970). No. l, pp, 37-48.
[15] Marczyński R.W.: Jak budowałem aparaty matematyczne (1948-1958). Patrz [1]
[16] Mazurkiewicz A.: Arithmetic formulae and the use of subroutines in SAKO. Annual
Review in Automatic Programming vol. 2 (1961), pp. 177-195
[17] Mazurkiewicz A.: Jak się programowało XYX czyli początki programowania w Polsce.
Patrz [1].
[18] Moszyński K..: Moja praca w Biurze Obliczeń i Programów w Zakładzie Aparatów
Matematycznych Polskiej Akademii Nauk. Patrz [1]
[19] Pawlak T.: Konstrukcje Instytutu Maszyn Matematycznych. INFORMATYKA nr 3, 1973,
s. 11-18
[20] ZAM. Krótki opis programowanej maszyny cyfrowej XYX. Nieopublikowany opis,
stron 18
Źródło: “Informatyka,” nr 8-12/1989, str. 2-4, 23
|