Первая отечественная эвм была создана в гг. Создатель отечественной ЭВМ. "бэсм" - семейство цифровых вычислительных машин общего назначения, ориентированных на решение сложных задач науки и техники. разработана в институте точной механики и вычислительной
Модуль поиска не установлен.
История развития отечественных компьютеров
Евгений Рудометов
Начало компьютерной эры принято отсчитывать со времени появления первой цифровой электронной вычислительной машины, созданной американскими инженерами. Запущенная впервые весной 1945 года и анонсированная в 1946 году, она является прообразом миллионов современных компьютеров. Отдавая должное создателям первой вычислительной машины, необходимо напомнить, что и наша история развития отечественной компьютерной техники насчитывает немало славных страниц.
Разработанные первоначально исключительно для военных целей, электронные вычислительные машины (ЭВМ) или, как их стали называть в последние годы, компьютеры сегодня используются практически во всех сферах человеческой деятельности - от решения сложнейших оборонных задач и управления промышленными объектами до образования, медицины и даже досуга.
Сегодня компьютерные средства представлены довольно сложными системами многофункционального назначения. Однако начало компьютерной эры было положено в середине XX века сравнительно примитивными, конечно, по нынешним меркам, устройствами, созданными на основе электронных ламп.
В 1942 году американский физик Джон Моучли представил собственный проект электронной вычислительной машины - ЭВМ ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer - электронный числовой интегратор и калькулятор). Весной 1945 года она была построена для целей оборонных ведомств, а в феврале 1946 года, 60 лет назад, рассекречена. ENIAC содержала 178468 ламповых триодов, 7200 кристаллических диодов, 4100 магнитных элементов, занимала площадь в 300 кв. м и в 1000 раз превосходила по быстродействию релейные аналоги.
Элементной базой первых ЭВМ стали электронные лампы, представленные вакуумными диодами и триодами. Первые из них содержали спираль накаливания, катод и анод, вторые - спираль накаливания, катод, анод и сетку, управляющую потоком электронов, а следовательно и анодным током.
Параллельно с развитием элементной базы и совершенствованием схемотехнических решений осуществлялось развитие основополагающих научно-технических концепций. Так, в 1944 году американский инженер Джон Эккерт впервые выдвинул концепцию хранимой в памяти компьютера программы. А в 1946 году Джон фон Нейман предложил ряд новых идей организации ЭВМ, которая во многих чертах сохранилась до настоящего времени.
Однако реализация новейших концепций требовала соответствующих технических решений и, конечно, элементной базы. И такой случай представился для разработчиков ЭВМ. Связан он с открытием в области полупроводников. Сотрудники Bell Telephone Laboratories Джон Бардин и Уолтер Бремен 23 декабря 1947 года впервые продемонстрировали свое изобретение, получившее название "транзистор". А уже спустя несколько лет были предприняты первые попытки разработки вычислительных устройств, созданных на основе этих элементов. Однако, несмотря на явные преимущества новых базовых элементов, традиционные для того времени лампы еще долгое время продолжали господствовать в качестве основы вычислительных устройств.
Следует отметить, что появление новых концепций происходило на всем пути совершенствования компьютерной техники. Развивалась и схемотехника, и программное обеспечение. На этом пути мир узнал много славных имен. Однако было бы ошибкой связывать все достижения только с иностранными специалистами.
Действительно, обоснование принципов построения ЭВМ с хранимой в памяти программой было осуществлено Сергеем Александровичем Лебедевым независимо от Джона фон Неймана, хотя этот факт не является достоянием общественности. В результате проводимых в СССР исследований руководимый С. А. Лебедевым году коллектив в 1948 разработал и предложил первый проект отечественной цифровой электронной вычислительной машины. В дальнейшем под руководством академика С. А. Лебедева и В. М. Глушкова разрабатывается целый ряд отечественных ЭВМ. Сначала это была МЭСМ - малая электронная счетная машина (1951 год, Киев), затем БЭСМ - быстродействующая электронная счетная машина (1952 год, Москва). Параллельно с ними реализовывались линейки "Стрела", "Урал", "Минск", "Раздан", "Наири", серия "М" и др. И это только небольшая часть из многих десятков наименований реализованных проектов. Примеров же реализации достижений отечественных ученых и инженеров довольно много. Вот лишь некоторые вехи истории развития вычислительных машин.
1959 г. - опытные образцы ЭВМ М-40, М-50 для систем противоракетной обороны (ПРО); ЭВМ "Минск-1", которая применялась для решения инженерных, научных и конструкторских задач; первая ламповая специализированная стационарная ЭВМ "СПЕКТР-4", предназначенная для наведения истребителей-перехватчиков и мобильная полупроводниковая ЭВМ "КУРС" для обработки радиолокационной информации.
1960 г. - первая полупроводниковая управляющая машина "Днепр" и первая микропрограммная специализированная ЭВМ "Тетива" для системы ПВО.
1961 г. - серийный выпуск ЭВМ "Раздан" малой производительности (до 5 тыс. оп/сек), предназначенных для решения научно-технических и инженерных задач.
1962 г. - ЭВМ БЭСМ-4; "МППИ-1", созданная в Северодонецком научно-исследовательском институте управляющих вычислительных машин для химической, нефтеперерабатывающей, металлургической и др. отраслей промышленности; семейство малых машин "Промiнь" для автоматизации инженерных расчетов средней сложности; ЭВМ "Минск-2".
1963 г. - многомашинный комплекс "Минск-222".
1964 г. - ряд ЭВМ "Урал".
1965 г. - БЭСМ-6 - первая в СССР супер-ЭВМ с производительностью 1 млн. оп/сек, всего к началу 80-х гг. было построено около 350 экземпляров; полупроводниковые ЭВМ М-220 и М-222, выпускавшиеся в Казани, продолжавшие линию ЭВМ М-20 и обладавшие производительностью до 200 тыс. оп/сек.
1966 г. - завершение разработки проекта большой ЭВМ "Украина", предвосхитившего многие идеи американских больших ЭВМ 70-х годов.
1969 г. - 5Э92Б - двухпроцессорный компьютер на полупроводниках, ставший основным компьютером в первой системе ПРО Москвы.
Как следует из приведенных данных, конечно, неполных, в СССР была осуществлена грандиозная программа по разработке, выпуску и применению электронных вычислительных машин, созданных на основе исключительно отечественных комплектующих. В программах разработки, выпуска и применения ЭВМ, как правило, внедрялись отечественные разработки, сделанные независимо от зарубежных коллег. При этом самые мощные модели были использованы для нужд обороны, что, в общем-то, в условиях недружественного, агрессивного окружения было оправданно.
Следует подчеркнуть, что вопреки существующему общественному мнению, отечественные ЭВМ во многих случаях не уступали заграничным аналогам. Так, например, созданная в 1950 году ЭВМ МЭСМ являлась в тот момент самой быстродействующей в Европе.
Многие оригинальные разработки существенно опережали зарубежные и были по достоинству оценены зарубежными коллегами. В качестве примера можно привести ЭВМ БЭСМ-6, созданную на транзисторах. Оригинальность и перспективность использованных решений в архитектуре данной машины нередко отмечали в публичных выступлениях корифеи компьютерных наук. В этой ЭВМ были использованы виртуальная память и асинхронные конвейерные структуры. В дополнение к этому, еще в 70-е годы М. А. Карцев впервые в мире предложил и реализовал концепцию полностью параллельной вычислительной системы с распараллеливанием программ, команд, данных и слов. Эти идеи были воплощены в еще одной супер-ЭВМ - М-10, а 1978 году был разработан проект векторно-конвейерной ЭВМ М-13.
В дальнейшем, по мере развития народного хозяйства, увеличивалась потребность в изделиях вычислительной техники. С целью расширения их выпуска была сделана попытка стандартизации схемотехнических решений. Это стало возможным благодаря успехам электронной промышленности, освоившей сначала гибридные, а затем и монолитные микросхемы. В дальнейшем же уже после изобретения инженерами фирмы Intel микропроцессора был налажен выпуск аналогичных элементов на отечественных предприятиях.
Реализуя возможности электронной промышленности, советские ученые и инженеры наладили выпуск ЭВМ нового поколения. При этом за основу серийных ЭВМ были взяты лучшие образцы зарубежной техники, например, линейка мощных ЭВМ фирмы IBM - серия 360 и 370. Соответственно, отечественные ЭВМ единой системы (ЕС) получили наименования "Ряд-1" и "Ряд-2". Не были забыты и управляющие машины. Этот класс малых машин - СМ ЭВМ был создан на основе моделей фирм HP и DEC. Вот некоторые даты и примеры изделий того времени.
1971 г. - модели ЕС-1020 (20 тыс. оп/сек).
1973 г. - модели ЕС-1030 (100 тыс. оп/сек); на базе БЭСМ-6 для задач управления космическими полетами были созданы многомашинные комплексы; выпуск ЭВМ ЕС-1050 (Москва, Пенза) и высокопроизводительной ЭВМ М-10 с многоформатной векторной RISC-архитектурой для систем ПРО.
1974 г. - модели ЕС-1022, (80 тыс. оп/сек).
1976 г. - модели ЕС-1033 (200 тыс. оп/сек).
1975 г. - СССР, НРБ, ВНР, ПНР, ЧССР и ГДР разработали мини-ЭВМ СМ-1, СМ-2, СМ-3 и СМ-4, использованные в научных проектах, в системах управления техпроцессами и т. д.
1977 г. - старшая модель из "Ряд-1" - ЕС-1060; модель ЕС-1035 ("Ряд-2"); первый симметричный многопроцессорный вычислительный комплекс (МВК) "Эльбрус-1".
1978 г. - ЕС-1055.
1979 г. - модель ЕС-1045 (800 тыс. оп/сек, "Ряд-2"); многопроцессорные УВК с перестраиваемой структурой ПС 2000, реализующие распараллеливание на уровне задач, ветвей, векторных и скалярных операций в задачах геофизики, научных экспериментов и др. областей.
1980 г. - ЭВМ ЕС-1061; двухпроцессорный комплекс СМ-1410.
1981 г. - УВК СМ 1800, СМ 1803, СМ 1804.
1982 г. - персональные ЭВМ (ПЭВМ они же ПК) ЕС-1840.
1983 г. - ЕС-1036 (400 тыс. оп/сек, "Ряд-3"); многопроцессорная векторная ЭВМ М-13 и первые образцы бытового компьютера "Электроника БК0010" с системой команд, заимствованной у мини-ЭВМ CM-3 и СМ-4.
1985 г. - ЕС-1066; многопроцессорный (10 процессоров) комплекс "Эльбрус-2" (125 млн. оп/сек).
1986 г. - УВК СМ 1810, СМ 1814, СМ 1820, совместимые с IBM PC; ЭВМ СМ 1700, совместимая с VAX-11 фирмы Digital Equipment Corp, и ЭВМ ЕС 1766 (до 256 процессоров).
1994 г. - комплекс "Эльбрус-3", созданный с применением микросхем технологий LSI, ECL и т.п., содержал 16 процессоров и был в два раза производительнее CRAY-YMP. Комплекс был изготовлен, но в серию не был запущен. Связано это было с тем, что сложность использованных перспективных решений во многом обгоняла возможности элементной базы, что привело к высокой стоимости комплекса, который для приемлемых уровней надежности и устойчивости работы требовал особых условий эксплуатации.
Конечно, развитие вычислительной техники с упором на зарубежные образцы несколько затормозило собственные разработки. В результате были свернуты работы по совершенствованию перспективной линейки БЭСМ - БЭСМ-8 и БЭСМ-10. Можно было ожидать реального прорыва в этой области. Однако история, как известно, не знает сослагательного наклонения.
В качестве аргументов целесообразности выбранного пути можно привести, например, проблемы программного обеспечения (ПО) и стандартизации узлов и элементов. Кроме того, на выбор путей развития отечественной вычислительной техники свое влияние оказывали и субъективные факторы. Как утверждается в ряде воспоминаний, ряд ведущих специалистов обещали руководству страны за счет заимствования зарубежного опыта быстрое удвоение ВВП. Дело в том, что копирование позволяло экономить громадные финансовые средства за счет снижения расходов на исследования и разработки в области схемотехники и написания соответствующего программного обеспечения. Так, например, стоимость оригинального ПО для IBM360 оценивалась его разработчиками в $25 млрд., что соответствует, например, стоимости всей американской программы полета на Луну. Правда, ориентация на западный опыт вела к отставанию, связанному с самим процессом копирования, перевода и выпуска документации, а также к трудностям последующего освоения без необходимой технической помощи.
Что же касается развития элементной базы, то отечественная электронная промышленность получила вполне объяснимый рывок. Создавались институты и КБ, строились заводы, выпускались микросхемы. Копировались многие микросхемы и узлы.
Тем не менее, без отечественных разработок обойтись было невозможно. Достаточно вспомнить о проблемах оборонных ведомств. Вероятно, именно этим и объясняется то внимание, которое уделялось мощным многопроцессорным комплексам типа "М-10" и "Эльбрус".
Не остались без внимания и персональные компьютеры. В короткий срок были разработаны и выпущены ПК серий ЕС, СМ, "Искра". Первыми моделями стали ЕС-1040, СМ1810, "Искра-1030". Их архитектура во многом была скопирована с зарубежных аналогов типа IBM PC.
Кроме того, активно развивался сектор компьютеров архитектуры и системы команд фирмы DEC. Как пример можно привести ПК линеек ДВК и "Электроника". Значительно меньшее распространение получили соответствующие клоны фирмы HP.
Указанная политика позволила заимствовать зарубежное программное обеспечение. Кроме того, для ПК архитектур и систем команд DEC и HP существовали совместимые мини-ЭВМ, например, СМ-3, СМ-4 и СМ-1, СМ-2.
Однако освоение зарубежного опыта не сводилось к простому копированию лучших образцов вычислительной техники и переносу программ. Дело в том, что основой отечественных компьютеров стали микросхемы и микропроцессоры, серийно выпускаемые в СССР. Связано это было с вопросами экономии валютных средств, а также безопасности государства. В условиях недружественного окружения была недопустима зависимость в снабжении комплектующими. Кроме того, имелась (и до сих пор имеется) опасность электронных "закладок" спецслужбами потенциальных противников.
Конечно, в отечественных разработках далеко не все микросхемы были собственной разработки. Использовался как отечественный опыт, так и зарубежный. Было налажено исследование микропроцессоров известных фирм. Существовали КБ, где послойно сканировали кристаллы микросхем. На основе результатов создавались собственные модели. Конечно, были задействованы и каналы разведки, проделавшие огромную, необходимую работу.
Однако были и производственные ограничения. Дело в том, что существующие ГОСТЫ ориентированы на метрическую систему, а среди компьютерных комплектующих доминирует дюймовый масштаб. Эта проблема касается не только корпусов и плат, но и микросхем, включая расстояние между контактами. В результате инженерам даже при наличии образцов приходилось заново проектировать свои изделия. Остается добавить, что существовало ограничение и на использование драгоценных металлов, что затрудняло выпуск надежных изделий. Как результат, при сравнительно большом ассортименте отечественных ПК их тираж был довольно скромным. Так, например, выпуск компьютеров "Искра-1030", включая модификации, составлял всего несколько тысяч штук в год. Одной из самых массовых стала "Электроника-60", но и ее выпуск составлял примерно 10 тыс. штук в год. Правда, благодаря компьютеризации народного образования компьютеры типа "Электроника БК0010" и "Электроника БК0011", ставшие основой учебных классов КУВТ-86 и КУВТ-87, выпускались сотнями тысяч. К слову сказать, "Электроника БК0010" и "Электроника БК0011" стали первыми массовыми бытовыми компьютерами.
Следует подчеркнуть, что, несмотря на массовое копирование, существовали и отечественные разработки. Некоторые идеи явно обгоняли зарубежную научную мысль. В качестве примеров можно привести секционированные микропроцессоры и даже RISK-процессоры. К слову сказать, идеи таких процессоров были детально сформулированы задолго до зарубежных публикаций. Более того, в 70-х годах был создан проект выпуска отечественных компьютеров с RISK-процессорами силами одной из зарубежных фирм. При этом фирма брала на себя не только производство компьютеров, но и маркетинг, и реализацию. Однако проект натолкнулся на многочисленные ведомственные согласования, занявшие несколько лет. В результате время было упущено, и мир не увидел перспективной разработки, сулившей миллиардные доходы, а на рынке воцарились менее совершенные зарубежные аналоги.
Остается добавить, что аппаратно-программное обеспечение в мире осуществлялось столь быстрыми темпами, что просто слепое копирование довольно быстро потеряло смысл. Без поддержки отечественных разработчиков страна была обречена на постоянное и все возрастающее отставание. В результате страдала не только экономика, но и безопасность государства.
Решая эту нелегкую проблему, в семидесятых, а потом еще раз в восьмидесятых годах ЦК КПСС и Совет Министров СССР поставили перед Академией Наук СССР задачу проанализировать ситуацию и выдать соответствующие рекомендации. Результат этих усилий был оформлен в виде ряда докладов, опубликованных в открытых, доступных, хотя и специализированных изданиях.
Догнать и перегнать развитые страны практически невозможно, поскольку для этого не хватит ресурсов государства (не только СССР, но даже более богатых). Что же касается политики развития, то наиболее целесообразным представляется постепенная интеграция в процесс мирового производства с последовательным овладением сначала сравнительно простых устройств, а затем и постепенным переходом к технологически сложным изделиям.
К сожалению, данные результаты были подвергнуты критике и в должное время правильные выводы сделаны не были. Последующие годы перестройки и разрушения государства, а, следовательно, и связей между ведомствами и предприятиями, только усугубили проблемы с электронными и компьютерными отраслями. Существовавший темп и многие оригинальные разработки были безвозвратно утеряны. Более того, многие ведущие специалисты покинули страну и обосновались в крупнейших западных компаниях, обогатив их результатами отечественных исследований.
Однако развитие и безопасность государства невозможны без развития собственных отраслей высоких технологий. Несмотря на то, что приведенным выше положениям Академии Наук исполнилось уже три десятка лет, их значение от этого не изменилось. Как запоздалую реализацию можно рассматривать постепенное возрождение отечественной электронной промышленности. Возобновилась работа некоторых КБ, на рынке появились микросхемы, созданные отечественными и совместными предприятиями. Выполненные по хорошо отлаженным технологиям, они по своей надежности и устойчивости работы являются вполне конкурентоспособными изделиями. Высокое качество и привлекательные цены этих микросхем, часть из которых выпускается на подмосковных заводах бывшей советской "кремниевой долины", делает их востребованными не только на отечественном рынке, но зарубежных, включая рынки высокоразвитых государств.
Используемые технологические процессы пока, как правило, не оперируют масштабами менее 0,35 мкм. Но развитие в данной области осуществляется быстрыми темпами, и существующий разрыв уменьшается.
Однако существующее пока отставание не означает прекращения разработок в области сверхсложных микросхем и последующего конструирования на их основе оригинальных систем. Существующие возможности всемирной интеграции позволяют использовать возможности зарубежных производств.
Как пример, можно привести выпуск с использованием зарубежных технологий отечественного SPARC-совместимого универсального процессора МЦСТ R-500, функционирующего на частоте 450-500 МГц при мощности теплообразования менее 2 Вт. Этот процессор, изготовленный с применением норм 0,13 мкм техпроцесса с 8 слоями металлизации, является основой вычислительного комплекса "Эльбрус 90-микро", работающего под управлением ОС "Solaris" и "Linux".
Еще одним успехом отечественных ученых и инженеров является выпуск в рамках проекта "Эльбрус" опытных образцов процессора, содержащего 60 млн. транзисторов и разработанного в ЗАО "МЦСТ" по оригинальной, не имеющей аналогов архитектуре EPIC (архитектура явного параллелизма).
Но выпуском отдельных комплектующих не исчерпываются успехи отечественных инженеров и ученых. Интегрируя отечественный и зарубежный опыт в своих разработках, они создают новые архитектуры и реализуют их в соответствующих разработках. Так, например, в процессе осуществления совместных проектов российскими и белорусскими специалистами был создан ряд многопроцессорных суперкомпьютеров.
Приведенные примеры свидетельствуют о постепенном возрождении российской компьютерной промышленности, на пути развития которой еще немало препятствий.
В статье использованы открытые материалы ряда сайтов Интернета.
|
Прочтя эту статью Вы узнаете кто является основоположником вычислительной техники.
Кто основоположник вычислительной техники?
Основоположником отечественной вычислительной техники является Лебедев Сергей Алексеевич – советский академик и основоположник вычислительной техники в СССР.
В 1945 году Сергей Алексеевич создал первую в Советской стране аналоговую вычислительную машину для разрешения систем дифференциальных обыкновенных уравнений, которые часто встречались в задачах, связанных напрямую с энергетикой.
В 1946 году его было избрано академиком НАН Украины, и ученый переехал в Киев. Он занял пост директора Института энергетики. Спустя год на базе данного института было создано два новых — теплоэнергетики и электротехники. С.А. Лебедева назначили директором Института электротехники. Уже 4 января 1951 года им было продемонстрировано для специальной комиссии действующий макет счетной электронной машины.25 декабря началась эксплуатация первой ЭВМ в СССР. На территории Европы машину называли МЭСМ — Малая электронная счетно-решающая машина.
Таким образом, основоположником вычислительной техники является было создано в континентальной Европе первый компьютер, который хранил в своей памяти программы, и было разработано первую цифровую электронную вычислительную машину с изменяемой динамической программой вычислений. Под руководством Лебедева и его личном участии создалось 18 таких машин, причем серийно выпускалось из них 15.
В ходе наладки, проектирования и запуска машин БЭСМ, МЭСМ, М-20 в эксплуатацию ученый выступал в роли главного конструктора, инженера-наладчика, а если того требовали обстоятельства, то техника-монтажника.
Надеемся, что из этой статьи Вы узнали кто является основоположником отечественной вычислительной техники.
«История развития ЭВМ» - Перфорационные вычислительные машины. Камешки, зарубки, засечки… Раньше люди очень медленно и трудно учились считать, перебивая свой опыт из поколения в поколение. Арифмометр. ЭВМ третьего поколения. В наше время счётные палочки используются для обучения первоклассников. Понятие числа возникло задолго до появления письменности.
«Машина ЭВМ» - Коэффициент усиления по току: При меньшении Uзи (Uзи>0) обедненный слой увеличивается. Машина Бэбиджа. Рекомбинация электронов в базе (1-5 % электронов) определяет ток базы. Представление информации физическими сигналами. Изготовление печатных плат. 14. Электромеханические счетные машины. Однослойные (односторонние) печатные платы.
«Профессия Оператор ЭВМ» - Участие в выставках и конкурсах. Все мы дружная семья. Мы учимся и сдаем экзамены. Профессия «Оператор ЭВМ». Перспектива профессии.
«История ЭВМ» - 1948 - 1958 года. Быстродействие – сотни тысяч – 1 млн. оп./с. «Эниак». Выпускалась на протяжении 10 лет. Электронно-вычислительная машина (ЭВМ). ЭВМ = Компьютер. 1950-е годы. Создание многопроцессорных вычислительных систем. Русский абак. XVII век. Урал-16. Элементная база – активные и пассивные элементы.
«Троичная ЭВМ» - Перспективы троичных технологий. В 1956-1958 гг. с группой единомышленников создал в МГУ троичную ЭВМ «Сетунь». Леонардо Фибоначчи. Участник ВОВ. Информатика. К сожалению, замечательное изобретение так и осталось незамеченным. Родился 7 февраля 1925 городе Каменское. Троичная (трёхзначная) логика. Работа выполнена учеником 9 класса Прашко Максимом.
«Классификация ЭВМ» - Карманные модели. Универсальные ЭВМ. Проблемно-ориентированные ЭВМ. По способу организации вычислительного процесса. удобны для пользования, имеют средства компьютерной связи. Деловые ПК включают минимум средств воспроизведения графики и звука. Специализированные ЭВМ. По конструктивным особенностям ПК классифицируются так.
Сергей Алексеевич Лебедев родился 2 ноября 1902 года в Нижнем Новгороде. В 1921 году, сдав экзамены экстерном, Лебедев поступил учиться в МВТУ на электротехнический факультет, который закончил в 1928 году, став инженером-электриком. Результаты его дальнейших работ были использованы при эксплуатации отечественных электростанций и высоковольтных линий передач. В 1939 году Лебедев защитил докторскую диссертацию по теории искусственной устойчивости энергосистем.
Во время войны Лебедев занимался разработкой самонаводящихся торпед, разработал систему стабилизации танкового орудия при прицеливании. За эту работу Лебедев был награжден орденом Трудового Красного Знамени и медалью «За доблестный труд в Великой Отечественной войне 1941-1945 годов».
В 1945 году Лебедев избирается действительным членом АН УССР и становится директором Института Электротехники АН УССР. В конце 1947 года в этом институте стал создаваться макет цифровой электронной счетной машины (МЭСМ*), пробный пуск которого состоялся 6 ноября 1950 года. Во время демонстрации машина вычисляла факториалы натуральных чисел и решала уравнение параболы.
Одновременно Лебедев в лаборатории № 1 ИТМ и ВТ в Москве работал над созданием БЭСМ - быстродействующей электронной счетной машины. Лебедев сам разработал структуру БЭСМ и составил план реализации проекта ее разработки, он постоянно контролировал ход выполнения этого проекта, который был успешно завершен в апреле 1953 года.
Создание БЭСМ-1 (план создания на одном листе) стало важнейшим этапом в развитии отечественной вычислительной техники. Эта первая быстродействующая ЭВМ (8-10 тыс. операций в секунду) была тогда самой производительной машиной в Европе и одной из лучших в мире. В структуре БЭСМ-1 уже тогда были реализованы основные решения, характерные для современных ЭВМ.
Сергей Алексеевич был человеком скромным и даже застенчивым. Он всегда умел находить общий язык со своими молодыми коллегами, а они относились к нему с большим и искренним уважением. В нем сочетались душевная доброта и чуткость, высокая принципиальность и требовательность. Личный пример у Сергея Алексеевича был главным принципом воспитания. Вспоминают такой случай. Для завершения проекта БЭСМ-1** оставалось очень мало времени, но были еще недоделки. Кто-то сказал: «Не успеем, мало дней осталось». Сергей Алексеевич ответил: «Успеем, есть еще ночи, ночью хорошо работать - никто не мешает». Он работал, забывая об усталости, и своим примером увлекал других. Понимая, как важна подготовка специалистов для нового направления, с 1953 г. и до конца своих дней С. А. Лебедев возглавлял кафедру «Электронные вычислительные машины» в Московском физико-техническом институте.
В июне 1953 года Лебедев был назначен директором ИТМ и ВТ, который с 1975 года носит его имя. 23 октября 1953 года Лебедев был избран действительным членом Академии наук СССР по Отделению физико-математических наук. Он стал первым академиком по специальности «счетные устройства». За создание БЭСМ Лебедев в 1954 году был награжден орденом Ленина, а в 1956 году ему было присвоено звание Героя Социалистического труда.
После создания в феврале 1955 года Вычислительного центра АН СССР перед ИТМ и ВТ была поставлена задача подготовить БЭСМ к серийному выпуску. Машинами БЭСМ-2 были оснащены практически все крупные вычислительные центры страны. На БЭСМ-2 осуществлялись расчеты при запусках искусственных спутников Земли и первых космических кораблей с человеком на борту.
С целью привлечения внимания к научным и техническим достижениям нашей страны в октябре 1955 года в Дармштадте (ФРГ) на Международной конференции по электронным счетным машинам зарубежным специалистам был прочитан доклад Лебедева о БЭСМ. Это доклад произвел сенсацию: БЭСМ оказалась лучшей ЭВМ в Европе!
После успеха БЭСМ Лебедев начал продумывать принципы и архитектуру новой ЭВМ М-20, которая должна была стать самой быстродействующей в мире. Для работы с этой ЭВМ были написаны многие учебники, а в программу ВУЗов были включены курсы по изучению М-20 и программирования для нее.
Параллельно с разработкой и созданием универсальных ЭВМ Лебедев уделял большое внимание работам, связанным с обороной страны. По его инициативе в 1955 году были разработаны спецмашины Диана-1 и Диана-2 для наведения истребителей на воздушные цели. В этих работах участвовал будущий академик и директор ИТМ и ВТ В. С. Бурцев, их продолжение привело к созданию целой серии ЭВМ, предназначенных для решения задач противоракетной обороны. На базе этих машин была создана первая система ПРО страны, за что ее авторы, в том числе Лебедев и Бурцев, получили Ленинскую премию.
Вершиной работы Лебедева по созданию универсальных ЭВМ стала самая известная в мире отечественная ЭВМ БЭСМ-6 (1967 год). По результатам работы над БЭСМ-6 Лебедев с группой сотрудников ИТМ и ВТ, в которую входили будущий академик В. А. Мельников и будущий главный конструктор модульного конвейерного процессора (лучшей ЭВМ России 90-х годов) А. А. Соколов, получил Государственную премию.
С. А. Лебедев поставил себе цель создать вычислительную машину с быстродействием 100 млн. оп/с. Работа началась с вычислительного комплекса для системы ПВО, известной под наименованием С-300, который в модернизированном виде серийно выпускается до сих пор. Отработанная на машинах для С-300 элементная база была использована при разработке МВК Эльбрус 1.
С. А. Лебедев умер 3 июля 1974 года и не увидел этих новых машин, как не увидел он и МВК Эльбрус 2, который стал итогом многолетнего труда коллектива ИТМ и ВТ.
Другим важным итогом стал многомашинный информационно-вычислительный комплекс реального времени АС-6, активно использовавшийся в центрах управления полетами космических аппаратов.
Всю свою жизнь С. А. Лебедев готовил научные кадры, личным примером воспитывал молодежь. Он возглавлял в МФТИ кафедру ЭВМ, читал лекции, лично руководил научной работой многих дипломников и аспирантов. За двадцать лет под его руководством было создано 15 высокопроизводительных ЭВМ.
В процессе проектирования, наладки и запуска в эксплуатацию машин МЭСМ, БЭСМ, М-20 он выступал как главный конструктор, как инженер-наладчик, а если требовали обстоятельства, то и как техник-монтажник. Позднее, с появлением квалифицированных специалистов, Лебедев доверял им значительную часть работ, оставляя себе наиболее трудные участки, связанные с обоснованием нововведений, с теоретическим обоснованием структуры и параметров ЭВМ.
Российская академия наук учредила премию имени С. А. Лебедева, которой один раз в два года награждаются российские ученые, внесшие большой вклад в развитие отечественной вычислительной техники.
Примечания:
* «МЭСМ» — малая электронная счетная машина — была первой отечественной универсальной ламповой ЭВМ в СССР. Начало работ по созданию — 1948 г, 1950 г. — завершение работ, 1950 — официальный ввод в эксплуатацию. В 1952-1953 гг. МЭСМ была самой быстродействующей и практически единственной регулярно эксплуатируемой ЭВМ в Европе.
** «БЭСМ» — большая электронная счетная вычислительная машина, вводится в эксплуатацию в 1952-1953 гг. БЭСМ-1 имела 5 тыс. электронных ламп. Быстродействие около 10 тыс. операций в секунду над 39-разрядными двоичными числами. Она являлась одной из самых быстродействующих машин в мире.
Литература:
Информатика Энциклопедический словарь для начинающих. Под ред. Д.А. Поспелова. М.:, «Педагогика-Пресс», 1994.
50 лет отечественной информатике С.Прохоров СomputerWeekly N6, 1998, c.22
На первоначальном этапе своего развития сфера разработки компьютеров в СССР шла в ногу с мировыми тенденциями. О история развития советских ЭВМ до 1980-го года и пойдёт речь в этой статье.
Предыстория ЭВМ
В современной разговорной – да и научной тоже – речи выражение «электронная вычислительная машина» повсеместно изменено на слово «компьютер». Это не совсем верно теоретически – компьютерные вычисления могут быть основаны не на использовании электронных приспособлений. Однако исторически сложилось, что ЭВМ стали основным инструментом для проведения операций с большими объёмами численных данных. А поскольку над их совершенствованием работали исключительно математики, все типы информации стали кодироваться численными «шифрами», и удобные для их обработки ЭВМ из научно-военной экзотики превратились в универсальную широко распространённую технику.
Инженерная база для создания электронных вычислительных машин была заложена в Германии в годы Второй мировой войны. Там прототипы современных компьютеров использовались для шифрования. В Британии в те же годы совместными усилиями шпионов и учёных была спроектирована аналогичная машина для расшифровки – Colossus. Формально ни немецкие, ни британские аппараты электронными вычислительными машинами считаться не могут, скорее электронно-механическими – операциям отвечали переключения реле и вращение роторов-шестерёнок.
После завершения войны разработки нацистов попали в руки Советского Союза и, в основном, США. Сложившееся в то время научное сообщество отличалось сильной зависимостью от «своих» государств, но что важнее – высоким уровнем проницательности и трудолюбия. Ведущие специалисты сразу нескольких областей заинтересовались возможностями электронно-вычислительной техники. А правительства согласились, что устройства для быстрых, точных и сложных вычислений – это перспективно, и выделили средства на соответствующие исследования. В США до и во время войны велись свои кибернетические разработки – непрограммируемый, но полностью электронный (без механической компоненты) компьютер Атанасова-Берри (ABC), а также электромеханический, но программируемый под разные задачи ЭНИАК. Их модернизация с учётом трудов европейских (немецких и британских) учёных привела к появлению первых «настоящих» ЭВМ. В это же время (в 1947-м году) в Киеве был организован Институт электротехники АН УССР, во главе которого встал Сергей Лебедев, инженер-электротехник и родоначальник советской информатики. В один год с появлением института Лебедев открывает под его крышей лабораторию моделирования и вычислительной техники, в которой в последующие несколько десятилетий разрабатываются лучшие ЭВМ Союза.
ЭНИАК
Принципы первого поколения ЭВМ
В 40-х годах известный математик Джон фон Нейман пришёл к выводу, что вычислительные машины, в которых программы задаются буквально вручную, переключением рычагов и проводов, чрезмерно сложны для практического использования. Он создаёт концепцию, по которой исполняемые коды хранятся в памяти так же, как и обрабатываемые данные. Отделение процессорной части от накопителя данных и принципиально одинаковый подход к хранению программ и информации стали краеугольными камнями архитектуры фон Неймана. Эта компьютерная архитектура до сих пор является самой распространённой. Именно от первых устройств, построенных на архитектуре фон Неймана, отсчитываются поколения ЭВМ.
Одновременно с формулировкой постулатов архитектуры фон Неймана в электротехнике начинается массовое применение вакуумных ламп. На тот момент только они позволяют в полной мере реализовать автоматизацию вычислений, предлагаемую новой архитектурой, поскольку время реакции электронных ламп чрезвычайно мало. Однако каждая лампа требовала для работы отдельного питающего провода, кроме того, физический процесс, на котором основано функционирование вакуумных ламп – термоэлектронная эмиссия – накладывал ограничения на их миниатюризацию. Как следствие, ЭВМ первого поколения потребляли сотни киловатт энергии и занимали десятки кубометров пространства.
В 1948-м году Сергей Лебедев, занимавшийся на своём директорском посту не только административной работой, но и научной, подал в АН СССР докладную записку. В ней говорилось о необходимости в кратчайшие сроки разработать свою электронную вычислительную машину, и ради практического использования, и ради научного прогресса. Разработки этой машины велись полностью с нуля – об экспериментах западных коллег Лебедев и его сотрудники информации не имели. За два года машина была спроектирована и смонтирована – для этих целей под Киевом, в Феофании, институту отвели здание, ранее принадлежавшее монастырю. В 1950-м ЭВМ, названная (МЭСМ), произвела первые вычисления – нахождение корней дифференциального уравнения. В 1951-м году инспекция академии наук, возглавляемая Келдышем, приняла МЭСМ в эксплуатацию. МЭСМ состояла из 6000 вакуумных ламп, выполняла 3000 операций в секунду, потребляла чуть меньше 25 кВт энергии и занимала 60 квадратных метров. Имела сложную трёхадресную систему команд и считывала данные не только с перфокарт, но и с магнитных лент.
Пока Лебедев строил свою машину в Киеве, в Москве образовалась своя группа электротехников. Электротехник Исаак Брук и изобретатель Башир Рамеев, оба – сотрудники Энергетического института им. Кржижановского, ещё в 1948-м подали в патентное бюро заявку на регистрацию проекта собственной ЭВМ. К 1950-му году Рамеева поставили во главе особой лаборатории, где буквально за год была собрана М-1– ЭВМ значительно менее мощная, чем МЭСМ (выполнялось всего 20 операций в секунду), но зато и меньшая по размерам (около 5 метров квадратных). 730 ламп потребляли 8 кВт энергии.
В отличие от МЭСМ, которая использовалась главным образом в военных и промышленных целях, вычислительное время серии «М» отводилось и учёным-ядерщикам, и организаторам экспериментального шахматного турнира между ЭВМ. В 1952-м году появилась М-2, производительность которой выросла в сто раз, а число ламп – всего лишь вдвое. Этого удалось достичь активным использованием управляющих полупроводниковых диодов. Энергопотребление увеличилось до 29 кВт, площадь – до 22 квадратных метров. Несмотря на явную успешность проекта, в массовое производство ЭВМ не запустили – этот приз ушёл ещё одному кибернетическому творению, созданному при поддержке Рамеева – «Стреле».
ЭВМ «Стрела» создавалась в Москве, под руководством Юрия Базилевского. Первый образец устройства завершили к 1953-му году. Как и М-1, «Стрела» использовала память на электронно-лучевых трубках (МЭСМ использовала триггерные ячейки). «Стрела» оказалась наиболее удачным из этих трёх проектов, поскольку её сумели запустить в серию – за сборку взялся Московский завод счётно-аналитических машин. За три года (1953-1956) было выпущено семь «Стрел», которые затем отправились в МГУ, в вычислительные центры АН СССР и нескольких министерств.
Во многих смыслах «Стрела» была хуже, чем М-2. Она выполняла те же 2000 операций в секунду, но при этом использовалось 6200 ламп и больше 60 тысяч диодов, что в сумме давало 300 квадратных метров занимаемой площади и порядка 150 кВт энергопотребления. М-2 подвели сроки: её предшественница хорошей производительностью не отличалась, а к моменту ввода в эксплуатацию доведенной до ума версии «Стрелы» уже были отданы в производство.
М-3 вновь была «урезанным» вариантом – ЭВМ выполняла 30 операций в секунду, состояла из 774-х ламп и потребляла 10 кВт энергии. Зато и занимала эта машина только 3 кв.м., благодаря чему пошла в серийное производство (было собрано 16 ЭВМ). В 1960-м году М-3 модифицировали, производительность довели до 1000 операций в секунду. На базе М-3 в Ереване и Минске разрабатывались новые ЭВМ «Арагац», «Раздан», «Минск». Эти «окраинные» проекты, шедшие параллельно с ведущими московскими и киевскими программами, добились серьёзных результатов уже позже, после перехода на транзисторные технологии.
В 1950-м году Лебедева перевели в Москву, в Институт точной механики и вычислительной техники. Там за два года была спроектирована ЭВМ, прообразом которой в своё время считалась МЭСМ. Новую машину назвали БЭСМ – Большая электронная счётная машина. Этот проект положил начало самой успешной серии советских компьютеров.
Доработанная ещё за три года БЭСМ отличалась великолепным по тем временам быстродействием – до 10 тысяч операций в минуту. При этом использовалось всего 5000 ламп, а потребляемая мощность составляла 35 кВт. БЭСМ являлась первой советской ЭВМ «широкого профиля» – её изначально предполагалось предоставлять учёным и инженерам для проведения их расчётов.
БЭСМ-2 разрабатывалась для серийного производства. Число операций в секунду довели до 20 тысяч, оперативная память, после испытаний ЭЛТ, ртутных трубок, была реализована на ферритовых сердечниках (на следующие 20 лет этот тип ОЗУ стал ведущим). Выпуск начался в 1958-м году, и за четыре года с конвейеров завода им. Володарского сошло 67 таких ЭВМ. С БЭСМ-2 началась разработка военных компьютеров, руководивших системами ПВО – М-40 и М-50. В рамках этих модификаций был собран первый советский компьютер второго поколения – 5Э92б, и дальнейшая судьба серии БЭСМ уже оказалась связана с транзисторами.
С 1955-го года Рамеев «передислоцировался» в Пензу для разработки ещё одной ЭВМ, более дешёвой и массовой «Урал-1». Состоящая из тысячи ламп и потребляющая до 10 кВт энергии, эта ЭВМ занимала порядка ста квадратных метров и стоила куда дешевле мощных БЭСМ. «Урал-1» выпускался до 1961-го года, всего было произведено 183 компьютера. Их устанавливали в вычислительных центрах и конструкторских бюро по всему миру, в частности, в центре управления полётами космодрома «Байконур». «Урал 2-4» также являлись ЭВМ на электронных лампах, но уже использовали ферритовую оперативную память, выполняли по несколько тысяч операций в секунду и занимали 200-400 квадратных метров.
В МГУ разрабатывали собственную ЭВМ – «Сетунь». Она также пошла в массовое производство – на Казанском заводе вычислительных машин было выпущено 46 таких ЭВМ. Их спроектировал математик Соболев совместно с конструктором Николаем Брусенцовым. «Сетунь» – ЭВМ на троичной логике; в 1959-м году, за несколько лет до массового перехода на транзисторные компьютеры, эта ЭВМ со своими двумя десятками вакуумных ламп выполняла 4500 операций в секунду и потребляла 2,5 кВт электричества. Для этого использовались ферритодиодные ячейки, которые советский инженер-электротехник Лев Гутенмахер опробовал ещё в 1954-м году при разработке своей безламповой электронной вычислительной машины ЛЭМ-1. «Сетуни» благополучно функционировали в различных учреждениях СССР, но будущее было за ЭВМ взаимно совместимыми, а значит – основанными на одной и той же, двоичной логике. Тем более что мир получил транзисторы, убравшие вакуумные лампы из электротехнических лабораторий.
ЭВМ первого поколения США
Серийное производство ЭВМ в США началось раньше, чем в СССР – в 1951-м году. Это был UNIVAC I, коммерческий компьютер, созданный скорее для обработки статистических данных. Его производительность была примерно такой же, что и у советских разработок: использовалось 5200 вакуумных ламп, выполнялось 1900 операций в секунду, потреблялось 125 кВт энергии.
Зато научные и военные компьютеры отличались куда большей мощностью (и размерами). Разработка ЭВМ Whirlwind началась ещё до Второй мировой, причём её назначением было ни много ни мало – подготовка пилотов на авиационных симуляторах. Естественно, в первой половине 20-го века это было нереальной задачей, поэтому война прошла, а Whirlwind так и не построили. Но затем началась холодная война, и разработчики из Массачусетского технологического института предложили вернуться к грандиозной идее.
В 1953-м году (тогда же, когда в свет вышли М-2 и «Стрелы») Whirlwind был завершён. Этот компьютер выполнял 75000 операций в секунду и состоял из 50 тысяч вакуумных ламп. Потребление энергии достигало нескольких мегаватт. В процессе создания ЭВМ были разработаны ферритовые накопители данных, оперативная память на электронно-лучевых трубках и нечто вроде примитивного графического интерфейса. На практике от Whirlwind так и не было проку – его модернизировали под перехват самолётов-бомбардировщиков, а на момент сдачи в эксплуатацию воздушное пространство уже перешло под власть межконтинентальных ракет.
Бесполезность Whirlwind для военных не поставила крест на подобных ЭВМ. Создатели компьютера передали основные наработки компании IBM. В 1954-м году на их основе был спроектирован IBM 701 – первый серийный компьютер этой корпорации, на тридцать лет обеспечивший ей лидерство на рынке вычислительной техники. Его характеристики были полностью аналогичны Whirlwind. Таким образом, быстродействие у американских компьютеров было выше, чем у советских, да и многие конструктивные решения были найдены раньше. Правда, это касалось скорее использования физических процессов и явлений – архитектурно ЭВМ Союза зачастую были совершеннее. Возможно, потому, что Лебедев и его последователи разрабатывали принципы построения ЭВМ практически с нуля, опираясь не на старые идеи, а на последние достижения математической науки. Однако обилие нескоординированных проектов не позволило СССР создать свою IBM 701 – удачные особенности архитектур были рассредоточены по разным моделям, и таким же распылением отличалось финансирование.
Принципы второго поколения ЭВМ
ЭВМ на вакуумных лампах отличались сложностью программирования, большими габаритами, высоким энергопотреблением. При этом ломались машины часто, ремонт их требовал участия профессиональных электротехников, а правильность исполнения команд серьёзно зависела от исправности аппаратной части. Узнать, вызвана ошибка неправильным подключением какого-то элемента или «опечаткой» программиста было крайне тяжёлой задачей.
В 1947-м году в лаборатории Белла, обеспечившей США в 20-м веке добрую половину передовых технологических решений, Бардин, Браттейн и Шокли изобрели биполярный полупроводниковый транзистор. 15 ноября 1948 года в журнале «Вестник информации» А.В. Красилов опубликовал статью «Кристаллический триод». Это была первая публикация в СССР о транзисторах. был создан независимо от работы американских учёных.
Кроме пониженного энергопотребления и большей скорости реакции, транзисторы выгодно отличались от вакуумных ламп своими долговечностью и на порядок меньшими габаритами. Это позволяло создавать вычислительные блоки промышленными методами (конвейерная сборка ЭВМ на вакуумных лампах представлялась маловероятной из-за их размеров и хрупкости). Заодно решалась проблема динамического конфигурирования компьютера – небольшие периферийные устройства легко было отключать и заменять другими, что в случае с массивными ламповыми компонентами не являлось возможным. Себестоимость транзистора была выше, чем себестоимость вакуумной лампы, однако при массовом производстве транзисторные компьютеры окупались значительно быстрее.
Переход на транзисторные вычисления в советской кибернетике прошёл плавно – не было создано никаких новых КБ или серий, просто старые БЭСМы и «Уралы» перевели на новую технологию.
Полностью полупроводниковая ЭВМ 5Э92б, спроектированная Лебедевым и Бурцевым, была создана под конкретные задачи противоракетной обороны. Она состояла из двух процессоров – вычислительного и контроллера периферийных устройств – имела систему самодиагностики и допускала «горячую» замену вычислительных транзисторных блоков. Производительность равнялась 500000 операций в секунду для основного процессора и 37000 – для контроллера. Столь высокая производительность дополнительного процессора была необходима, поскольку в связке с ЭВМ работали не только традиционные системы ввода-вывода, но и локаторы. ЭВМ занимала больше 100 квадратных метров. Её проектирование началось в 1961-м, а завершилось в 1964-м году.
Уже после 5Э92б разработчики занялись универсальной транзисторной ЭВМ – БЭСМами. БЭСМ-3 осталась макетом, БЭСМ-4 дошла до серийного производства и была выпущена в количестве 30 машин. Она выполняла до 40 операций в секунду и являлась «подопытным образцом» для создания новых языков программирования, пригодившихся с появлением БЭСМ-6.
За всю историю советской вычислительной техники БЭСМ-6 считается самой триумфальной. На момент своего создания в 1965-м году эта ЭВМ была передовой не столько по аппаратным характеристикам, сколько по управляемости. Она имела развитую систему самодиагностики, несколько режимов работы, обширные возможности по управлению удалёнными устройствами (по телефонным и телеграфным каналам), возможность конвейерной обработки 14 процессорных команд. Производительность системы достигала миллиона операций в секунду. Имелась поддержка виртуальной памяти, кеша команд, чтения и записи данных. В 1975-м году БЭСМ-6 обрабатывала траектории полёта космических аппаратов, участвовавших в проекте «Союз-Аполлон». Выпуск ЭВМ продолжался до 1987-го года, а эксплуатация – до 1995-го.
С 1964-го года на полупроводники перешли и «Уралы». Но к тому времени монополия этих ЭВМ уже прошла – почти в каждом регионе производили свои компьютеры. Среди них были украинские управляющие ЭВМ «Днепр», выполняющие до 20000 операций в секунду и потребляющие всего 4 кВт, ленинградские УМ-1, тоже управляющие, и требующие всего 0,2 кВт электричества при производительности 5000 операций в секунду, белорусские «Мински», «Весна» и «Снег», ереванские «Наири» и многие другие. Особого внимания заслуживают разработанные в киевском Институте кибернетики ЭВМ «МИР» и «МИР-2».
Эти инженерные ЭВМ стали выпускаться серийно в 1965-м году. В известном смысле глава Института кибернетики, академик Глушков, опередил Стива Джобса и Стива Возняка с их пользовательскими интерфейсами. «МИР» представлял собой ЭВМ с подключенной к ней электрической печатной машинкой; задавать команды процессору можно было на человекочитаемом языке программирования АЛМИР-65 (для «МИР-2» использовался язык высокого уровня АНАЛИТИК). Команды задавались как латинскими, так и кириллическими символами, поддерживались режимы редактирования и отладки. Вывод информации предусматривался в текстовом, табличном и графическом видах. Производительность «МИРа» составляла 2000 операций в секунду, для «МИР-2» этот показатель достигал 12000 операций в секунду, потребление энергии составляло несколько киловатт.
ЭВМ второго поколения США
В США электронные вычислительные машины продолжала разрабатывать IBM. Впрочем, у этой корпорации был и конкурент – небольшая компания Control Data Corporation и её разработчик Сеймур Крэй. Крэй одним из первых брал на вооружение новые технологии – сперва транзисторы, а затем и интегральные схемы. Он же собрал первые в мире суперкомпьютеры (в частности, самый быстрый на момент своего создания CDC 1604, который долго и безуспешно пытался приобрести СССР) и первым стал применять активное охлаждение процессоров.
Транзисторный CDC 1604 появился на рынке в 1960-м году. Он был основан на германиевых транзисторах, выполнял больше операций, чем БЭСМ-6, но имел худшую управляемость. Однако уже в 1964-м (за год до появления БЭСМ-6) Крэй разработал CDC 6600 – суперкомпьютер, отличавшийся революционной архитектурой. Центральный процессор на кремниевых транзисторах выполнял лишь простейшие команды, всё «преобразование» данных переходило в ведомство десяти дополнительных микропроцессоров. Для его охлаждения Крэй применял циркулирующий в трубках фреон. В итоге CDC 6600 стал рекордсменом по быстродействию, обогнав IBM Stretch в три раза. Справедливости ради, «соревнования» БЭСМ-6 и CDC 6600 никогда не проводилось, а сравнение по числу выполняемых операций на том уровне развития техники уже не имело смысла – слишком многое зависело от архитектуры и системы управления.
Принципы третьего поколения ЭВМ
Появление вакуумных ламп ускорило выполнение операций и позволило воплотить в жизнь идеи фон Неймана. Создание транзисторов решило «габаритную проблему» и позволило снизить энергопотребление. Однако оставалась проблема качества сборки – отдельные транзисторы буквально припаивались друг к другу, а это было плохо и с точки зрения механической надёжности, и с точки зрения электроизоляции. В начале 50-х годов инженерами высказывались идеи интеграции отдельных электронных компонентов, но только к 60-м появились первые опытные образцы интегральных микросхем.
Вычислительные кристаллы стали не собирать, а выращивать на специальных подложках. Электронные компоненты, выполняющие различные задачи, стали соединять при помощи металлизации алюминием, а роль изолятора была отведена p-n-переходу в самих транзисторах. Интегральные микросхемы стали плодом интеграции же трудов как минимум четырёх инженеров – Килби, Леговеца, Нойса и Эрни.
Поначалу микросхемы проектировались по тем же принципам, по которым осуществлялась «маршрутизация» сигналов внутри ламповых ЭВМ. Затем инженеры стали применять так называемую транзисторно-транзисторную логику (ТТЛ), более полно использовавшую физические преимущества новых решений.
Немаловажным было обеспечение совместимости, аппаратной и программной, различных ЭВМ. Особенно много внимания уделялось совместимости моделей одних и тех же серий – до межкорпоративного и тем более межгосударственного сотрудничества ещё было далеко.
Советская промышленность была в полной мере обеспечена ЭВМ, однако многообразие проектов и серий начинало создавать проблемы. По сути, универсальная программируемость компьютеров ограничивалась их аппаратной несовместимостью – у всех серий были разные разрядности процессоров, наборы команд и даже размеры байтов. Кроме того, серийность производства ЭВМ была весьма условной – компьютерами обеспечивались лишь крупнейшие вычислительные центры. В то же время, отрыв американских инженеров увеличивался – в 60-х годах в Калифорнии уже уверенно выделялась Кремниевая долина, где вовсю создавались прогрессивные интегральные микросхемы.
В 1968-м году была принята директива «Ряд», по которой дальнейшее развитие кибернетики СССР направлялось по пути клонирования компьютеров IBM S/360. Сергей Лебедев, остававшийся на тот момент ведущим инженером-электротехником страны, отзывался о «Ряде» скептически – путь копирования по определению являлся дорогой отстающих. Однако другого способа быстро «подтянуть» отрасль никто не видел. Был учреждён Научно-исследовательский центр электронной вычислительной техники в Москве, основной задачей которого было выполнение программы «Ряд» – разработки унифицированной серии ЭВМ, подобных S/360. Результатом работы центра стало появление ЕС ЭВМ в 1971-м году. Несмотря на сходство идеи с IBM S/360, прямого доступа к этим компьютерам советские разработчики не имели, поэтому проектирование ЭВМ начиналось с дизассемблирования программного обеспечения и логического построения архитектуры на основании алгоритмов её работы.
Разработка ЕС ЭВМ велась совместно со специалистами из дружественных стран, в частности, ГДР. Однако попытки догнать США в сфере разработки компьютеров завершились крахом в 1980-х годах. Причиной фиаско послужил как экономический и идеологический спад СССР, так и появление концепции персональных компьютеров. К переходу на индивидуальные ЭВМ кибернетика Союза была не готова ни технически, ни идейно.