Serguéi Lébedev: el padre de la informática soviética

Serguéi Lébedev, pionero de la Informática. Fuente: nplit.ru

Serguéi Lébedev, pionero de la Informática. Fuente: nplit.ru

¿Puede un solo hombre protagonizar una revolución tan épica como la que se describe en este artículo? La respuesta es sí y un claro ejemplo es Serguéi Lébedev. Este ingeniero electrónico decidió poner a trabajar los electrones en tareas más complejas que proporcionar energía. Gracias a ellos protagonizó una épica revolución, que sigue influyendo en nuestro presente.

Lébedev nació en 1902 en Nizhni Nóvgorod y creció en un entorno repleto de estímulos académicos. Ya no era solamente el hecho de que sus padres fueran maestros, sino que además se le dio carta blanca para desarrollar toda suerte de actividades intelectuales (ajedrez, poesía, música) como deportivas (natación). 

Su interés por la electricidad no fue una excepción, y es que sus padres le animaron incluso realizar experimentos en casa. Como resultado, Lébedev decidió cursar los estudios de Ingeniería Eléctrica en la Escuela Técnica Superior N.E. Baumann. 

El destino quiso que su proyecto de fin de grado fuera supervisado por Karl Adolfovich Krug, el padre del programa de producción de energía eléctrica dentro del Plan de Electrificación de la Unión Soviética. Dicho proyecto se centraba en los problemas de estabilidad de los sistemas de producción cuando se dispone de varias centrales funcionando en paralelo. Fue en 1933 cuando publicó una monografía resultado de este trabajo que le sirvió para su nombramiento como maestro del Instituto de Energía de Potencia de Moscú tres años más tarde. 

Pero su carrera académica no terminó aquí, puesto que en 1939 se convirtió en Doctor de Ciencias Técnicas con una tesis basada siempre en la estabilidad de los sistemas de producción de energía con su aplicación a la distribución. Con este título se convirtió en director del Departamento de Automática del Instituto de Ingeniería Eléctrica Lenin. 

Durante la Segunda Guerra Mundial su trabajo no cesó. Sus aportaciones fueron dirigidas al esfuerzo bélico de su país, consistiendo en un sistema de estabilización para los cañones de los tanques y el primer diseño de misil aire-tierra totalmente autónomo con el que contaría la Unión Soviética. Para ambos avances, Lébedev diseñó un ordenador analógico que le permitía resolver ecuaciones diferenciales. 

A este punto, es interesante entender el salto que supone poder realizar operaciones matemáticas con la electricidad. Las unidades básicas de este milagro son las denominadas válvulas de vacío, que todavía podemos encontrar en radios antiguas o incluso en amplificadores buenos (y caros) de guitarra. 

A groso modo, esta tecnología permite amplificar la corriente que pasa por el componente en función de una segunda que se le suministre. De la misma manera que permite la amplificación, también se puede provocar un corte, pudiendo entonces elaborar una estructura de decisión en función de operaciones más básicas con válvulas. 

En este nivel de componentes no se trabaja con ceros y unos, sino con voltajes. Es decir tantos voltios equivalen a un 1 binario y otros tantos, a un 0 binario. A partir de aquí es donde se construyen las denominadas puertas lógicas, que constituyen el siguiente nivel de decisión en una máquina.  

 

Ejemplo de equivalencia de señal analógica a digital (izquierda) y tabla de verdad para las puertas lógicas AND y OR (derecha). Fuente: ValhallaCompSci y elaboración propia.

Al finalizar la Segunda Guerra Mundial, Lébedev fue elegido miembro de pleno derecho de la Academia de las Ciencias de la Unión Soviética. Pero la cosa no quedó aquí, ya que además se convirtió en director del Instituto de Ciencias de la Energía con sede en Kiev. 

Dejando aparte todo el trabajo que realizó para mejorar (más todavía) el sistema eléctrico soviético, Lébedev puso en práctica sus ideas sobre ordenadores. El resultado fue la MESM (Máquina Electrónica de Cálculo Menor), la primera computadora programable en la Europea continental. Era 1950 y atrás quedaban dos años de duro trabajo calificado de alto secreto en el Monasterio y Catedral de San Pantaleón en Teofanía de Kiev. El equipo de trabajo contaba con 27 miembros, entre los que se encontraba el físico Dorodnitsin y el matemático Semendyaev.

 

El MESM con algunos de los miembros de su equipo. Fuente: archivo 

La MESM contenía la friolera de 6.000 válvulas y supuso el principio de algo muy grande. 

Inmediatamente después comenzó otro periodo de desarrollo para un proyecto mucho más ambicioso pero que contaba con un mayor apoyo gubernamental. Se trataba del BESM (Máquina de Calcular Electrónica de Alta Velocidad) y a sus 5.000 válvulas había que sumarle unos cuantos añadidos. Éstos comprendían una memoria RAM hecha con unidades de ferrita, tecnología que ya describí en “El ordenador que renegó del código binario”. Además, y que por almacenamiento no fuera, el BESM contaba con 4 unidades de cinta magnética y un tambor magnético (precursor del disco duro de nuestros días). 

Para la construcción de un ingenio de estas características, que no estuvo listo hasta 1953, Lébedev aplicó toda una suerte de metodologías de trabajo innovadoras, basadas en el reparto de responsabilidades. Sabiendo, sin duda por experiencia propia, que los científicos jóvenes suponían el motor del proyecto por su gran entusiasmo, inventiva e iniciativa, estableció equipos mixtos con técnicos experimentados. 

El sucesor más famoso del BESM, el BESM-6, vio la luz en 1968. Inicialmente había sustituido las válvulas por transistores, y por después, éstos por circuitos integrados. La evolución de una tecnología a la otra se entiende en el marco de la miniaturización de componentes electrónicos, una constante que perdura en nuestros días. 

 

Comparativa entre válvulas de vacío, transistores (arriba) y circuitos impresos (abajo). Fuente: Thomann y Learn Electronics!

El BESM-6 supuso un hito increíble, puesto que era el punto de partida para el desarrollo de Elbrus. Llamado así en honor de la montaña rusa más alta en Europa, supuso el procesador de referencia para la informática tanto soviética como rusa… y que merecería un artículo aparte.

La Guerra Fría también fue escenario de la innovación de Lébedev. En 1955 desarrolló los sistemas “Diana-1” y “Diana-2” que permitían el seguimiento de blancos aéreos en movimiento y que en 1961 cristalizaron en el sistema antimisiles soviético. 

También de esta época fue el M-20, que fue otra máquina que sirvió de base para la BESM-6. Y a su vez, la BESM-6 dio paso a la AS-6. 

 

El BESM-6 del Centro de Supercomputación de la Universidad Estatal de Moscú. Fuente: web de la institución

La importancia de esta última, que permitía nada menos que 1.500.000 operaciones por segundo radica en su utilización: la misión espacial conjunta Apolo-Soyuz (1975). Y es que, pensar en una colaboración soviético-estadounidense sin algún tipo de rivalidad es totalmente inconcebible. El sistema diseñado por Lébedev y que combinaba una BESM-6 con una AS-6 fue capaz de procesar los datos de la misión (cálculo de órbitas principalmente) en 1 minuto, mientras que su rival de la NASA tardó poco más de media hora. Un año después de que la informática de la Unión Soviética se proclamara ganadora del Primer Campeonato Mundial de Ajedrez (“Los unos y ceros de Yuri Gagarin”), Estados Unidos volvía a recibir otro varapalo digital. 

Pero la vida de Lébedev había tocado a su fin 2 años antes de esta gran y última proeza de sus creaciones. Eso sí, la muerte le encontró trabajando en un grandioso proyecto. Su visión era la de un sistema computacional unificado y compatible que permitiría a cualquier país del bloque soviético acceder al mercado mundial del software y poder tratar al IBM 360, la estrella del momento, de tú a tú. 

Decir que Lébedev fue condecorado en numerosas ocasiones es quedarnos cortos. Se necesitaría un nuevo artículo para enumerar cada uno de los galardones y honores recibidos por este gran pionero de la Informática.

 

Medalla concedida por el IEEE a Lébedev en el que le reconoce como “Pionero de la Informática”, actualmente custodiada en el Museo Politécnico de Moscú. Fuente: web de la institución 

Por último, habría un par de cosas que podríamos aprender de la vida de Lébedev. La primera es que una buena idea siempre va a generar otras nuevas y en la mayoría de los casos, grandes beneficios. La segunda, y no menos importante, es que de una juventud con una mente bien estimulada desde el principio no van a salir más que cosas increíbles. ¿Hubiera sido Lébedev el mismo sin unos padres que estuvieron animándole desde el primer instante a cultivar su curiosidad? 

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