К юбилею ЛВТА – ЛИТ

Н. Д. Дикусар: «Н. Н. Говорун был удивительный человек…»

Мы продолжаем серию воспоминаний ветеранов Лаборатории информационных технологий имени М. Г. Мещерякова, которая в этом году отметит 60‑летие. Сегодня о своем жизненном пути и коллегах рассказывает ведущий научный сотрудник лаборатории Николай Демьянович ДИКУСАР.

На первом курсе мехмата Одесского университета мне подарили книгу «Неизбежность странного мира» Даниила Данина. Это книга о физиках, о Дубне. Я прочитал ее запоем, а через какое-то время посмотрел фильм «Девять дней одного года», и у меня возникло желание приехать в Дубну. На четвертом курсе большинство студентов стремилось попасть на практику в Киевский институт кибернетики. Наш руководитель вычислителей отговаривал от поездки в Киев: мол, там будут тысячи таких же, и вам будет нелегко проявить себя. В Дубне вы окажетесь среди физиков, которые к математикам относятся с уважением. И вот мы, пять студентов, ехали двое суток в сидячем вагоне поезда Одесса – Москва, потом добрались до Дубны. Практика прошла нормально, Н. Н. Говорун предложил мне делать дипломную работу в Дубне. После защиты дипломной в Одессе пришел запрос из Госкомитета по атомной энергии с направлением меня в ОИЯИ. Минобразования УССР почему-то стало возражать, мне предложили поступить в аспирантуру. Из Дубны пришла телеграмма: если не направите сюда на работу Дикусара, потеряете место для студенческой практики. Направили. В Москве, в отделе кадров, сказали, что сразу предоставить отдельную квартиру нет возможности, а у меня уже была семья – жена и сын. Дали комнату в двухкомнатной квартире с одной соседкой.

Я начал работать в ОИЯИ в конце января 1966 года. Когда приехал, на вокзале мне встретился Саша Лукьянцев, который сказал: можешь ехать обратно, китайцы уходят из ОИЯИ, будет сокращение кадров. В это время в ДК «Мир» проходило совещание, на котором обсуждались ближайшие перспективы Института. Я пошел в ДК, нашел там Николая Николаевича. Он решил вопрос за пять минут – меня взяли на ставку ЛВЭ под автоматизацию в Вычислительный центр ОИЯИ, который полностью перешел в новую Лабораторию вычислительной техники и автоматизации в августе 1966 года. Первые полго­да я по ночам просыпался в холодном поту – настолько я привык к Одессе и настолько Дубна была на нее не похожа. Спасала работа. Режим жизни был очень интенсивный. Первое впечатление от города – тихий, чистый, опрятный, с интересной архитектурой (такие же двух- и трехэтажные дома, построенные пленными немцами, я видел позже и в Сарове), с чистым воздухом и хорошими людьми. Можно сказать – необычный город. Через какое-то время я почти с каждым встречным начал здороваться за руку. В то время можно было оставить велосипед без замка на улице. У меня однажды он остался на ночь у магазина «Дубна», и утром я его забрал. Прошло несколько лет, и ситуация изменилась – велосипед у меня украли из закрытого на замок сарая. Снабжение города было тоже нестандартным. Здесь я впервые столкнулся с понятием «селедка ящичного посола». Она была почти до конца высушенная и очень вкусная. Привлекала и Волга, ходили в походы на байдарках.

Поскольку мы начали заниматься автоматизацией, то первое, что предложил мне Н. Н. Говорун, – разработать программное обеспечение для контроля качества измерений и управления группой полуавтоматических устройств обмера снимков, работающих одновременно на линии с ЭВМ «Минск-2». Девушки-операторы независимо вели обмер пленок с трековых камер. Я впервые узнал о понятии онлайн, к которому пришлось привыкать. Необходимо было разработать программное обеспечение, контролирующее в онлайн-режиме качество измерений, с обратной связью через пишущие машинки. При плохом измерении на пишущей машинке печаталось красным шрифтом, что трек надо перемерить. Качественные измерения записывались на магнитную ленту. Физики были в восторге, что ЭВМ контролирует качество измерений операторами. Я для развлечения добавил блок, который нажатием одной клавиши печатал стихи Омара Хайяма. Это им тоже понравилось, после чего у меня появилось еще больше знакомых физиков. Это была моя первая работа. Электронику со стороны ЛЯП разрабатывал А. Шуравин, а канал связи ЭВМ с полуавтоматами – В. Шигаев. Тогда это были пионерские работы не только в СССР, но и в странах соцлагеря, Н. Н. Говорун и В. П. Джелепов делали доклады по этой теме на конференциях.

Н. Дикусар с Чабой Тороком

С Ю. Войтенко, О. Займидорогой и И. Василевским на HPD

Еще я занимался матобеспечением на БЭСМ 4 для управления сканирующим автоматом на электронно-лучевой трубке, на котором проводились измерения снимков с искровой камеры с участием Инны Кухтиной и Валеры Жмырова, но массовых измерений на этом автомате не было.

Следующим этапом развития автоматизации стала задача создания системы математического обеспечения для массовых измерений и обработки снимков с пяти­метрового магнитного искрового спектрометра (МИС-5). Измерения проводились на сканирующем автомате HPD под управлением ЭВМ CDC-1604-A. Возникла дискуссия, кто возьмется за эту задачу. Предложили Шигаеву, но он работал над задачей измерения на HPD снимков с пузырьковых камер. Предложили кому-то из физиков, но он потребовал организации отдельного сектора и командировки в ЦЕРН. В итоге Говорун предложил эту задачу мне с обещанием помогать людьми в случае трудностей. Я рискнул и согласился. Для управления командами HPD был взят прототип программы Ю. И. Шелонцева. Обработка информации с МИС-5 велась в несколько этапов. На первом этапе сканировались кадры на фотопленке в автоматическом режиме. В реальном времени осуществлялись контроль качества и первичная обработка поступающей с HPD информации. Фильтрация и распознавание геометрических объектов проводились также офлайн на CDC 6500. Результаты на магнитных лентах передавались физикам, которые делали дальнейшую обработку по своим программам. В это время велись эксперименты на шестиметровом спектрометре в московском ИТЭФ под руководством члена-корреспондента АН СССР В. В. Владимирского – одного из создателей серпуховского ускорителя. Мы часто обменивались программами обработки и распознавания. В ОИЯИ А. А. Тяпкин с коллегами проводили исследования на МИС 5 в рамках коллаборации Милан – Болонья – Дубна – Серпухов. Часть информации измерялась в Дубне, часть – в Италии, потом эти измерения объединялись и обрабатывались.

На разных этапах работы с HPD вместе со мной работали вьетнамский сотрудник Тхай Ле Тханг, окончивший Белорусский госуниверситет, И. Круляс и М. Шпытко из Польши, И. Амирханов, С. Бадалян, М. Харьюзов, А. Рапортиренко, начальник отдела эксплуатации HPD В. Мороз и А. Волков. С Яном Ружичкой (ЧССР) мы разрабатывали программное обеспечение для дисплея. Приезжали в месячную командировку сотрудники из Хельсинского университета Э. Куриниеми и Т. Хирвонен. Во время ответной командировки в Хельсинки с В. Инкиным мы знакомились с измерительной системой на сканирующем автомате SWEEPNIK.

В процессе эксплуатации HPD инженерами и операторами было измерено с точностью в несколько микрон на треках более полумиллиона фотоснимков с МИС-5 в автоматическом режиме. Для сравнения точности измерений отдельные рулоны пленок были обмерены и у нас, и в Болонье. Наши измерения, обработанные программами, показали более узкий диапазон ошибок, чем измерения итальянцев, которые использовали специальный процессор для первичной обработки информации. После окончательной обработки физиками был обнаружен новый псевдо­скалярный мезон и изучена двойная перезарядка отрицательных пионов в инклюзивных реакциях на ядрах при 40 ГэВ/c.

В рамках коллаборации состоялись четыре поездки в Италию вместе с А. А. Тяпкиным и О. А. Займидорогой. Я работал в Болонье, в национальном центре анализа фотограмм (CNAF) – сегодня это Национальный центр исследований и разработок в области информационных технологий (INFN), который возглавлял профессор М. Мазетти. В первый день мне дали колоду перфокарт – программный код спецпроцессора. Я обнаружил, что одной карты не хватает. Когда я сказал, какой карты нет, ее достали из верхнего ящика стола и передали мне – так они проверяли, специалист к ним приехал или шпион. В том же здании находился отдел, куда каждый день из Рима приезжал чиновник с кейсом. Мне запрещалось ходить по лестнице в шесть этажей, пользоваться исключительно лифтом, при входе в здание говорить охраннику фразу «io lavoro alla CNAF». Ко мне приставили сопровождающего сотрудника, который всегда ходил со мной. Я его спрашивал: Антонио, почему ты со мной ходишь? Он отвечал: они думают, что ты шпион. Из Турина специально приезжал представитель ЦРУ, проводил собеседование. На стене, мимо которой я ходил на работу, вывешивались антисоветские плакаты. Еще одна деталь. Примерно за две недели до отъезда Николай Николаевич Говорун прислал мне телеграмму с вопросом на латинице «когда возвращаешься в Дубну?» Телеграмму мне вручили с загадочной улыбкой только в день отъезда.

Когда Петр I предложил награду Меншикову, тот ответил: не надо награды, сделай меня иностранцем. Профессор М. Мазетти, представляя меня сотрудникам, сказал, чтобы мне всегда уступали терминал. На следующий день, когда я вошел в зал, все сотрудники, более 10 человек, встали, уступая мне свои рабочие места. Было неловко, но я почувствовал, что такое быть иностранцем. Хочу особо подчеркнуть, что отношение коллег по сотрудничеству и в Милане, и в Болонье было доброжела­тельное, нас приглашали в гости, угощали. Когда простые итальянцы узнавали, что мы из Москвы, относились к нам очень хорошо и с большим интересом.

Николай Николаевич, мало того, что поддерживал меня сотрудниками, даже уступал мне свое рабочее место. Мы тогда работали фактически круглосуточно, нужно было как-то реагировать при разных сбоях, а кабинет Николая Николаевича находился недалеко от CDC 1604-А. Это было удобно. Мы вместе писали доклады для конференций. В выходные ездили собирать грибы, он часто приглашал меня домой. Его мама Мария Антоновна и жена Раиса Дмитриевна всегда чем-нибудь угощали, у нас были очень хорошие отношения. Когда его положили в больницу в Москве, я его навещал. Николай Николаевич взвалил на себя слишком большую нагрузку: кроме ОИЯИ он работал в Москве – в Академии наук, разных комитетах, в редакции журнала «Программирование», тем самым подорвал свое здоровье. Однажды, будучи крайне занятым в Дубне, он послал меня к академику А. А. Дородницыну на заседание комиссии по развитию вычислительной техники. Говорун был удивительный человек, очень доброжелательный, простой и доступный. К нему в кабинет заходили не по одному, а гурьбой. Он принимал неформальное участие в решении многих проблем, в частности у нас на HPD. Таких людей я больше не встречал.

Математики Е. П. Жидков, Г. И. Макаренко, И. Н. Силин, В. П. Шириков, А. А. Корнейчук, А. И. Салтыков, физики Л. С. Ажгирей, В. И. Мороз, И. М. Саламатин, Л. К. Лыткин, механики Н. П. Бовин, В. Д. Морозов и многие другие, – вот люди, рядом с которыми я тогда работал. Михаил Григорьевич Мещеряков уделял много внимания HPD, как и Рудольф Позе, будучи заместителем директора и, позже, директором. Как замдиректора он был ответственным за HPD и, кажется, за спиральный измеритель. Мы с ним всегда при встрече здоровались по-немецки. Ему это нравилось. Позе меня поддержал во времена «перестройки», выделив персональный компьютер, что было важно, я в то время занимался проблемой распознавания треков.

Эта проблема переросла в задачу поиска новых эффективных методов обработки данных. Эффективность включает в себя много факторов. В первую очередь, это точность обработки на больших скоростях, хотя это противоречивые вещи: для хорошей точности нужны хорошие программы – очень «умные» или очень объемные, что влечет потерю в скорости. Нужно было искать новые способы решения этой проблемы. Тогда у меня появилась идея, как улучшить методы аппроксимации измерений с помощью многочленов в форме базисных элементов. К счастью или к несчастью, наступило время перемен и появилась возможность спокойно работать над этой проблемой. И лучшего места для такой работы, чем в ОИЯИ, я не представляю. У нас была полная свобода творчества.

Суть метода базисных элементов имеет исторический след. В 1853 году наш великий математик Пафнутий Львович Чебышёв утверждал, что многочлен Тейлора плохо подходит для решения практических задач, потому что он дает высокую точность только в небольшой окрестности одной точки, и с удалением от нее ошибка сильно возрастает. На практике требуется делать аппроксимацию на протяженном отрезке. Нужно, чтобы ошибка была равномерной на всем отрезке. Эту задачу он решил, результат – знаменитые многочлены Чебышёва. Идею Чебышёва о приближении гладкой функции на отрезке я использовал, но решал по-другому. С помощью внутренней связи независимой переменной с тремя управляющими параметрами был разработан метод базисных элементов (МБЭ) на основе квадратичных и кубических парабол. В рамках этого метода были построены МБЭ-многочлены, которые обеспечили устойчивость к ошибкам на протяженном отрезке, снижение вычислительной сложности алгоритмов и другое.

Важную роль МБЭ играет при решении задачи полино­миальной сегментации 2D кривых со сложной топологией. Эта задача актуальна в области современ­ных информационных технологий, в различных областях научных исследований, таких как распознавание образов, в цифровой обработке сигналов и изображений, в робототехнике, при обработке данных физических экспериментов и другом. МБЭ сегментация 2D-кривых сложной топологии вызвала положительный отклик в исследовательских центрах России и за рубежом. МБЭ применяется для решения ряда практических задач как в ОИЯИ, так и в других организациях. МБЭ многочлены высоких степеней используются для улучшения методов обработки реакторных данных в задаче повышения уровня ядерной безопасности реактора ИБР-2М. Ряд работ по исследованию и применению МБЭ были выполнены в соавторстве с Чабой Тороком (Словакия). Наше сотрудничество началось случайно после одного из семи­на­ров еще в 1995 году и продолжается до сих пор. Большую поддержку работ по исследованию МБЭ я получал от начальников отдела Георгия Адама и Яна Буши.

Особый интерес представляет применение МБЭ для численного решения задачи Коши, в котором предложен принципиально новый способ прогноза решения на шаг вперед, с двукратным использованием плохо обусловленной процедуры экстраполяции. К этому придирались рецензенты с замечанием, что все явные методы Адамса, использующие экстраполяцию, неустойчивы и не способны решать жесткие задачи. Парадокс заключается в том, что в результате двух больших ошибок экстраполяции получается малая ошибка в решении. Это было подтверждено тестом на известной жесткой задаче. Жесткие задачи с резким переходом процессов из одного состояния в другое встречаются в различных областях, например в химии, микробиологии, биомедицине. Пятый порядок точности решения подтвержден при срав­нении с другими классическими методами и анализом асимптотически точной оценки погрешности по Ричардсону.

Молодежи я бы посоветовал чаще обращаться к классикам. В их трудах можно найти ключи к современным методам исследований, на основе которых можно достичь новых результатов. Например, при создании метода базисных эле­мен­тов использованы идеи Тейлора, Лагранжа, Чебышёва, Гаусса, Понселе и других.

А лаборатории в год ее юбилея я бы пожелал новых творческих достижений, сотрудникам – крепкого здоровья, добрых отношений и удачи.

Записала Ольга ТАРАНТИНА,
фото из архива Н. Д. ДИКУСАРА

Интервью в видеоформате