Аркадий Дмитриевич Закревский –Аркадий Дмитриевич Закревский –
научная, научно-организационная, педагогическая
и общественная деятельность (1928–2014)
Аркадий Дмитриевич Закревский – член-корреспондент НАН Беларуси, академик Международной академии информации, информационных процессов и технологий, доктор технических наук, профессор, заведующий (позже главный научный сотрудник) лабораторией логического проектирования Объединенного института проблем информатики НАН Беларуси.
Аркадий Дмитриевич – талантливейший ученый, выдающийся белорусский и советский кибернетик – специалист в области прикладной дискретной математики, информатики и логического проектирования. Он стоял у истоков рождения кибернетики, является основателем одной из самых известных школ логического проектирования в Советском Союзе и в мире.
А.Д. Закревский родился 22 мая 1928 г. в Ленинграде в семье служащих. Получив в Красноярском ремесленном училище связи профессию радиооператора, он с 1943 по 1951 г. работал радистом в изыскательских отрядах «Желдорпроекта» в районах Заполярья, Сибири, Монголии (Таймыр, Игарка, Норильск, р. Турухан, затем Забайкалье, Чита, Монголия). В 1949 г. в Улан-Баторе (Монголия) сдает экстерном экзамены за курс средней школы и получает аттестат зрелости.
В 1951 г. Аркадий Дмитриевич стал студентом физического факультета Томского государственного университета (ТГУ), через два года перешел на только что организованный радиофизический факультет и с отличием окончил его по специальности «физик-радиоэлектроник». В 1956 г. поступил в аспирантуру к профессору В.Д. Кессениху, вел преподавательскую работу в университете, подобрал группу студентов-энтузиастов и вместе с ними начал заниматься новой (не только в стенах университета, но и в СССР) наукой – кибернетикой.
Узнав, что в Пензе начинается серийный выпуск ЭВМ «Урал-1», А.Д. Закревский в 1957 г. принял активное участие в ее получении, установке и запуске в эксплуатацию в ТГУ, а затем, критически оценив это последнее достижение вычислительной техники СССР, предложил проект оригинальной вычислительной машины с той же производительностью, что и «Урал-1» (требующей для своего размещения зал в 100 м2), но всего на 18 триггерах. По этому проекту потом обучалось не одно поколение студентов-кибернетиков не только в ТГУ, но и в Севастопольском приборостроительном институте.
Оценив на собственном опыте трудоемкость решения логико-комбинаторных задач, Аркадий Дмитриевич в поисках путей их решения предлагает L-машину – логическое расширение ЭВМ «Урал-1», на несколько порядков повышающее ее производительность при решении таких задач. Изготовление макета L-машины послужило темой дипломных работ для студентов-кибернетиков первого выпуска в ТГУ.
В 1960 г. А.Д. Закревский защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук на тему «Матричный метод синтеза релейных схем». О качестве диссертации красноречиво свидетельствует тот факт, что первый ее оппонент доктор технических наук А.Б. Сапожников, зачитав свой отзыв, предложил присвоить соискателю степень не кандидата, а сразу – доктора наук. Сложность программирования задач логического синтеза в машинных кодах привела А.Д. Закревского к выводу о необходимости создания языка программирования, и в 1962 г. он разрабатывает логический язык для представления алгоритмов синтеза релейных устройств ЛЯПАС – первый язык программирования логических задач, реализованный на ЭВМ.
Итогом плодотворной научной деятельности А.Д. Закревского стала первая его монография «Алгоритмический язык ЛЯПАС и автоматизация синтеза дискретных автоматов» (1966), по которой он в 1967 г. защитил в Институте автоматики и телемеханики АН СССР (Москва) диссертацию на соискание ученой степени доктора технических наук. Интерес к языку ЛЯПАС за рубежом был стимулирован появлением перевода на английский язык сборника научных статей с описанием языка ЛЯПАС и алгоритмов синтеза дискретных автоматов, представленных на этом языке: «LYaPAS, A Programming Language for Logic and Coding Algorithms» (ed. by M. Gavrilov and A. Zakrevskij), ACM Monograph Series, New York, London, 1969. Для языка ЛЯПАС были разработаны системы программирования для разных типов ЭВМ, которые нашли широкое применение во многих организациях СССР, а также за рубежом: в Польше, Германии (ГДР и ФРГ), Чехословакии, Югославии, США.
В 1959–1971 гг. А.Д. Закревский – ассистент, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией счетно-решающих устройств Сибирского физико-технического института, профессор, заведующий кафедрой математической логики и программирования ТГУ. В Томском государственном университете и Сибирском физико-техническом институте он провел исследования в области технических приложений логики, заложил основы компьютерной дискретной математики, разработал технологию экспериментального статистического исследования алгоритмов на ЭВМ. В 1971 г. он опубликовал широко известную в СССР фундаментальную монографию «Алгоритмы синтеза дискретных автоматов». Под его руководством создана первая в СССР система автоматического синтеза дискретных автоматов, принятая комиссией по кибернетике при Президиуме АН СССР и эксплуатировавшаяся в 1970–1980-е гг. на многих предприятиях министерств электронной и радиопромышленности.
В 1971 г. Аркадий Дмитриевич с группой сотрудников переехал в Минск и организовал в Институте технической кибернетики АН БССР лабораторию системного программирования и логического синтеза, впоследствии переименованную в лабораторию логического проектирования. В 1972 г. избран членом-корреспондентом АН БССР. Более двадцати лет А.Д. Закревский являлся заведующим организованной им лаборатории, передав затем управление лабораторией своему ученику, оставаясь главным научным сотрудником и научным руководителем множества научных и научно-технических тем и проектов.
Характерной чертой научного творчества Аркадия Дмитриевича является сочетание широты охвата рассматриваемой проблемы (вплоть до поиска аналогий в соседних областях) со строгостью и глубиной ее исследования (с предложениями практически эффективных методов ее решения, доведенных зачастую до алгоритмической, а порой и программной реализации). Отличительной особенностью научной школы Аркадия Дмитриевича Закревского стало развитие логико-комбинаторного подхода, основанного на формулировке задач проектирования в виде оптимизационных логико-комбинаторных задач на функциональных и структурных моделях объектов проектирования. Такой подход позволил развить теоретические основы кибернетики в самых разных областях.
В данной главе трудно подвести итоги многогранной научно-организационной деятельности Аркадия Дмитриевича и оценить его вклад в науку. Сложно перечислить даже области науки, в которые он устремлял свой пытливый научный интерес. Поэтому ограничимся лишь кратким перечнем основных направлений кибернетики, где он оставил наиболее глубокий след.
1. Логическая теория дискретных устройств: применение помехоустойчивого кода Хемминга к синтезу надежных логических схем; визуально-матричный метод минимизации булевых функций; аппарат матричных логических уравнений для решения задач анализа, синтеза и диагностики неисправностей программируемых логических матриц; эффективные методы декомпозиции булевых функций и дискретных автоматов, кодирования внутренних состояний синхронного и асинхронного автоматов. А.Д. Закревским был предложен матричный аппарат для логического анализа, синтеза и диагностики дискретных устройств на базе программируемых логических матриц, результаты этих исследований были представлены в его монографии «Логический синтез каскадных схем» (М. : Физматлит, 1980).
2. Автоматизация программирования логических задач: язык и система программирования ЛЯПАС, эффективные для логико-комбинаторных задач и нашедшие широкое применение во многих организациях страны и за рубежом (в Польше, ГДР, Чехословакии, Югославии, ФРГ, США).
3. Автоматизация логического проектирования: эффективные методы минимизации и реализации полностью и слабо определенных булевых функций многих переменных; минимизации систем булевых функций в классе полиномов Жегалкина и Рида–Маллера; методы реализации систем многозначных частичных функций поляризованными полиномами Рида–Маллера, диагностирования константных неисправностей в EXOR-схемах, а также ряд систем автоматизированного логического проектирования, внедренных в производство (ЦКБ «Алмаз» (Москва), НИИЭВМ, НПО «Интеграл» и др.).
4. Логические основы интеллектуальных систем: методы решения больших систем логических уравнений, линейных и нелинейных; методы нахождения кратчайших решений неопределенных и несовместимых систем линейных логических уравнений; обобщение методов теории булевых функций на конечные предикаты; методы индуктивного и дедуктивного вывода в приложении к распознаванию образов в пространстве бинарных и многозначных признаков; выявление импликативных закономерностей в этих пространствах; экспертные системы логического распознавания образов.
5. Автоматизация проектирования систем логического управления: язык ПРАЛУ-описания параллельных алгоритмов логического управления; методы верификации, моделирования и реализации параллельных алгоритмов; понятия параллельного и секвенциального автоматов и основанные на них методы синтеза устройств логического управления; методы композиции и декомпозиции параллельных автоматов, описанных на языке ПРАЛУ.
6. Комбинаторные задачи дискретной математики: техника вычислений в булевом пространстве, комбинаторный базис логического проектирования – комплекс эффективных методов и программ решения комбинаторных задач над логическими матрицами и графами, имеющих множество полезных практических интерпретаций; техника вычислений в пространстве конечных предикатов, методы их минимизации и декомпозиции; высокоэффективные методы решения систем логических уравнений.
Результаты теоретических исследований А.Д. Закревского легли в основу ряда программных комплексов автоматизации решения логико-комбинаторных задач: логического проектирования дискретных управляющих устройств в базисе СБИС; программной и аппаратной реализации параллельных алгоритмов управления и экспертной системы логического распознавания.
Результаты научных исследований А.Д. Закревского представлены более чем в 540 научных публикациях, в том числе в 26 монографиях (7 на английском языке). Он активно поддерживал международные научные контакты, входил в состав организационных и программных комитетов различных конференций, симпозиумов и семинаров, выступал с докладами. Сотрудничал с учеными России, Украины, Прибалтики, Польши, США, Германии, Португалии. За научно-организационную деятельность А.Д. Закревский награжден грамотами Верховного Совета БССР.
А.Д. Закревский был не только выдающимся ученым, но и прекрасным педагогом. Читал курсы лекций собственной разработки по математической логике, дискретной математике, теории вероятностей, теории автоматов, теории графов, теории булевых функций, программированию, методам логического проектирования и другим дисциплинам в ТГУ (Томск), БГУ и БГУИР (Минск). Им создана научная школа логического проектирования, более трех десятков его аспирантов стали кандидатами (восемь из них – докторами) наук. Успешно функционируют филиалы этой школы в Томске и Севастополе. А.Д. Закревский был неизменным руководителем известного в научной среде постоянно действующего научного семинара ОИПИ НАН Беларуси по логическому проектированию.
Свою научную деятельность Аркадий Дмитриевич успешно совмещал с научно-организационной: являлся членом советов по защите диссертаций в ОИПИ НАН Беларуси, БГУ, Институте электроники Латвийской АН (1980–1990); членом ученого и научного («Моделирование интеллектуальной деятельности») советов ОИПИ; членом редколлегий журналов International Journalon Information Theoriesand Applications (София, Болгария), «Управляющие системы и машины» (Киев, Украина), «Прикладная дискретная математика» (Томск, Россия), Radioelectronics & Informatics (Харьков, Украина), «Информатика» (ОИПИ НАН Беларуси, Минск), сборника «Проблемы защиты информации» (БГУ, Минск). Под его научной редакцией было издано несколько десятков монографий, ежегодных сборников трудов по логическому проектированию и программированию (1975–2001 гг.), материалов научно-технических конференций (1975–1995 гг.). Около 30 статей и заметок было издано о его жизни и научной деятельности.
Вся жизнь Аркадия Дмитриевича была связана с наукой и была ей посвящена, он творил до последнего дня своей жизни: в 2013 г. в издательстве TUT Press была опубликована его монография на английском языке, готовилась к печати следующая монография, был подан доклад на конференцию.
А.Д. Закревский заслужил признание и авторитет не только как выдающийся исследователь и руководитель, но и как честный, справедливый и принципиальный человек. Он был наделен феноменальным талантом подводить теоретическую базу и находить элегантные решения для сложнейших задач дискретной математики, информатики и проектирования дискретных устройств. Если же говорить о гранях его характера, то главными из них являлись трудолюбие, увлеченность научным поиском, стремление довести фундаментальные исследования до их воплощения в практике проектирования, твердость и бескомпромиссность. Талант и неустанный труд – истоки его достижений и величия как ученого и человека с большой буквы. В сердцах учеников и его последователей в области логического проектирования навсегда останется благодарная память об Аркадии Дмитриевиче – учителе и лидере.
Полученные результаты отражены в 500 публикациях, в том числе в 23 монографиях, перечисленных ниже.
Алгоритмический язык ЛЯПАС и автоматизация синтеза дискретных автоматов. Томск,1966; LYaPAS: A programming language for logic and coding algorithms. Academic Press, N.-Y., L., 1969 (with M. A. Gavrilov); Алгоритмы синтеза дискретных автоматов. М.,1971; Логические уравнения. Мн.,1975, Синтез асинхронных автоматов на ЭВМ. Мн.,1975 (в соавторстве); Система программирования ЛЯПАС-М. Мн.;1978 (с Н.Р. Тороповым); Логический синтез каскадных схем. М.,1981; М.,2003; Boolesche Gleichungen: Theorie, Anwendung, Algorithmen. VEB Verlag Technik, Berlin,1984 (mit D. Bochmann und Ch. Posthoff); Логика распознавания. Мн.,1988, М.,2003 (дополненное издание); Параллельные алгоритмы логического управления. Мн.,1999, М.,2003; Полиномиальная реализация частичных булевых функций и систем. Мн.,2001, М.,2003 (с Н.Р. Тороповым); Основы логического проектирования. Книга 1. Комбинаторные алгоритмы дискретной математики. – Мн: ОИПИ НАН Беларуси, 2004 (с Ю.В. Поттосиным и Л.Д.Черемисиновой); Основы логического проектирования. Книга 2. Оптимизация в булевом пространстве. – Мн: ОИПИ НАН Беларуси, 2004 (с Ю.В. Поттосиным и Л.Д.Черемисиновой); Основы логического проектирования. Книга 3. Проектирование устройств логического управления. – Минск, ОИПИ НАН Беларуси, 2006 (с Ю.В. Поттосиным и Л.Д.Черемисиновой); Логические основы проектирования дискретных устройств. – М.: Физматлит, 2007 (с Ю.В. Поттосиным и Л.Д. Черемисиновой); Combinatorial algorithms of discrete mathematics. – TUT Press, 2008 (with Yu. Pottosin, L. Cheremisinova); Optimization in Boolean space. – TUT Press, 2009 (with Yu. Pottosin, L. Cheremisinova); Решение больших систем логических уравнений – Минск, ОИПИ НАН Беларуси, 2009; Design of logical control devices, TUT Press, 2009 (with Yu. Pottosin, L. Cheremisinova).