В какой стране был создан компьютер бэсм
После опытов с первыми цифровыми вычислительными машинами новым этапом развития советских ЭВМ в 1950-х годах стало создание одной из самых быстродействующих машин в мире – БЭСМ-1, а также ЦЭМ-1 и ЦЭМ-2 в Курчатовском институте.
БЭСМ-1 в момент ее создания являлась самой быстродействующей машиной в Европе и одной из самых быстродействующих ЭВМ в мире. Главный конструктор: академик АН СССР С. А. Лебедев; основные разработчики: К. С. Неслуховский, П. П. Головистиков, В. А. Мельников, В. С. Бурцев, В. Н. Лаут, А. И. Зимарев, А. Г. Лаут, А. А. Соколов, М. В. Тяпкин, В. Я. Алексеев, В. П. Смирягин, И. Д. Визун, А. С. Федоров, О. К. Щербаков и др.
Организация-разработчик: Институт точной механики и вычислительной техники АН СССР (ИТМ и ВТ).
Завод-изготовитель: Московский завод счетно-аналитических машин (САМ).
Год окончания разработки: 1953.
Год начала выпуска: 1953.
Число выпущенных машин: 1.
Область применения: крупные научные и производственные задачи.
Структура ЭВМ
— Система представления чисел — двоичная с плавающей запятой, число разрядов для кодов чисел — 39.
— Цифровая часть числа — 32 разряда; знак числа — 1 разряд; порядок числа — 5 разрядов; знак порядка — 1.
— Диапазон представляемых чисел: 10 –9 – 10 10 .
Система команд — трехадресная. Число разрядов для кодов команд — 39. Код операции — 6 разрядов; коды адресов — 3 адреса по 11 разрядов каждый. В систему операций машины входят: арифметические операции, операции передач кодов, логические операции и операции управления. Операции могут производиться как с нормализованными, так и с ненормализованными числами.
БЭСМ-1 имела оперативную память (ОЗУ) на ферритовых сердечниках емкостью 1024 числа (до этого была опробована оперативная память на ртутных трубках и потенциалоскопах), долговременное запоминающее устройство на полупроводниковых диодах (ДЗУ) емкостью до 1024 чисел. В ДЗУ постоянно хранились некоторые наиболее часто встречающиеся константы и подпрограммы. Содержимое ДЗУ не изменялось во время работы машины. Кроме того, машина имела внешний накопитель на магнитных лентах (НМЛ) — четыре блока по 30 000 чисел в каждом, а также промежуточный накопитель на магнитном барабане (НМБ) емкостью 5120 чисел со скоростью выборки до 800 чисел/с.
Ввод информации в машину производился с фотосчитывающего устройства на перфоленте со скоростью ввода 20 чисел в секунду. Вывод результатов на электромеханическое печатающее устройство осуществлялся со скоростью 1,5 числа/с, а на фотопечатающее устройство — со скоростью 200 чисел/с.
Элементная база
Машина построена на стандартных двух- и четырехламповых ячейках, в которых смонтированы различные схемы (триггеры, вентили, усилители и т. д.). ЭВМ БЭСМ-1 имела около 5000 электронных ламп.
Конструкция
ЭВМ БЭСМ-1 была собрана на одной основной стойке. Кроме нее имелась стойка ДЗУ и шкаф питания. Имелся также пульт управления, служащий для пуска и остановки машины, а также для контроля ее работы.
Программное обеспечение
Системное ПО отсутствовало.
Технико-эксплуатационные характеристики
— Средняя производительность — 8000–10000 оп/с.
— Время полезной работы — 72% в среднем.
— Питание машины — от сети трехфазного переменного тока напряжением 220 В ± 10%, частотой 50 Гц.
— Потребляемая мощность — около 30 кВт (без системы охлаждения).
— Занимаемая площадь — до 100 кв. м.
Особенности ЭВМ
БЭСМ-1 была машиной параллельного действия, имела развитую структуру и организацию связей устройств и сбалансированность их характеристик. Принципы ее организации и конструкции воплотились и совершенствовались в последующих ЭВМ, разработанных в СССР.
Важной особенностью БЭСМ-1 стало введение операций над числами с плавающей запятой с обеспечением большого диапазона используемых чисел (от 10 –9 до 10 10 ). На БЭСМ-1 обеспечивалась высокая точность вычислений (около 10 десятичных знаков), выполнялись операции с удвоенной точностью при меньшем быстродействии.
Для машины БЭСМ-1 была разработана система контрольных задач-тестов, позволяющих быстро находить неисправности в машине, а также система профилактических испытаний для обнаружения мест возможных неисправностей. Были получены патент на машину и патенты на отдельные составляющие БЭСМ-1. Имеется большое количество публикаций.
Б. И. Шитиков: ЦЭМ-1 и ЦЭМ-2 — первые ЭВМ Курчатовского института
В 1950-х гг. прошлого столетия в РНЦ «Курчатовский институт», называвшемся в то время Лабораторией измерительных приборов АН СССР (ЛИПАН), были сконструированы две цифровые электронные машины: ЦЭМ-1 и ЦЭМ-2.
Разработка ЦЭМ-1 была начата во второй половине 1951 г. по инициативе академика Л. Н. Соболева, руководившего в то время расчетным подразделением ЛИПАНа.
Непосредственным руководителем работ стал начальник сектора Н. А. Явлинский, подразделение которого в то время вело экспериментальные исследования на первых термоядерных установках типа ТОКАМАК. Разработку конструкции ЦЭМ-1 проводил старший инженер Г. Н. Михайлов с участием автора этой статьи. Автор в то время был молодым специалистом, только закончившим МЭИ по специальности «релейная защита и автоматика».
ЦЭМ-1 была введена в эксплуатацию в 1953 г., и ее характеризовали следующие данные.
1. Принцип действия — последовательный.
2. Система кодирования команд — двухадресная, с засылкой результата на место второго числа. 3. Машина оперировала 30-разрядными двоичными числами (31-й разряд использовался для записи знака числа).
4. Запоминающие устройства: оперативное, емкостью 496 чисел или команд на ультразвуковых линиях задержки (31 стальная трубка, заполненные ртутью, по 16 чисел или команд в каждой) и внешнее на магнитном барабане емкостью 4096 чисел или команд.
5. В ЦЭМ-1 использовалось около 1900 ламп (потребляемая мощность составляла 14 кВт).
6. Средняя скорость выполнения операций: — сложения или вычитания — 495 команд/с; — умножения или деления — 232 команды/с.
7. Для запоминания операндов арифметического устройства также применялись ртутные ультразвуковые линии задержки (четыре стальные трубки, заполненные ртутью, каждая на одно число).
В ЦЭМ-1 был использован следующий набор команд: сложение, вычитание, умножение, деление, умножение и деление на целые степени (сдвиг вправо и влево на n разрядов), поразрядное логическое умножение, перенос чисел, условные переключения по знаку плюс и минус, ввод — чтение с перфоленты, вывод — запись на перфоленту.
Первоначально машина ЦЭМ-1 проектировалась как одноадресная, но в ходе ее создания по предложению академика С. А. Соболева был сделан переход на двухадресное кодирование команд. В двухадресной команде записывались наименование операции и адреса двух чисел.
В течение нескольких лет ЦЭМ-1 использовалась для решения разнообразных задач по научной тематике института. Однако круг решаемых задач сильно ограничивался относительно низкой скоростью работы машины, и в связи с этим в 1954 г. автором было сделано предложение о создании новой ЭВМ — параллельного действия на новых элементах радиоэлектроники, что позволяло превзойти производительность ЦЭМ-1 в десятки раз. Это предложение было принято руководителем автора — Н. А. Явлинским.
Вновь разрабатываемой ЭВМ было присвоено название ЦЭМ-2, она имела следующие характеристики.
Искусственный интеллект в контакт-центрах может автоматизировать половину запросов
1. Система команд — трехадресная.
2. Арифметическое устройство параллельного действия с представлением чисел с плавающей запятой (32 разряда — мантисса, 8 разрядов — показатель).
3. Оперативная память на ферритовых кольцах емкостью 1024 слова по 40 бит в слове.
4. Внешняя память на магнитном барабане емкостью 16 000 слов.
5. Оперативное запоминание кодов чисел и команд с использованием триггерных регистров, выполненных на электронных лампах (общее количество ламп 1500).
6. Система управления арифметическими и логическими операциями — микропрограммная с использованием импульсно-потенциальной логики.
7. Ввод данных и команд при помощи фотоввода собственной конструкции (с использованием стандартной телеграфной перфоленты).
8. Вывод данных на перфоленту и бумагу с помощью стандартного телеграфного аппарата, позже замененного АЦПУ параллельного действия.
9. Средняя скорость выполнения операций: — сложение или вычитание — 30 000 команд/с; — умножение или деление — 8000 команд/с.
Благодаря ряду особенностей, которые рассмотрены ниже, конструкцией ЦЭМ-2 была обеспечена высокая степень бесперебойности ее функционирования в условиях двухсменного режима эксплуатации (с выключением на ночь).
Выбор импульсно-потенциальной логики для устройства управления и арифметического устройства позволил для создания наиболее массового элемента (реализующего логическую операцию «И») использовать схему (в составе ЦЭМ-2 их было около 7000), состоящую всего из трех простейших, практически безотказных деталей:
1. Полупроводникового диода — в качестве вентиля, пропускающего переключающий импульс на вход триггера (диод позволяет одновременно реализовывать еще и функцию «ИЛИ» при объединении выходов нескольких схем «И» на входе одного триггера).
2. Конденсатора, используемого для подачи на катод диода переключающего отрицательного импульса;
3. Омического сопротивления, используемого для подачи на катод диода напряжения, запирающего диодный вентиль.
Для исполнения каждой микрокоманды использовалась последовательность переключающих импульсов. Причем подобный импульс через схемы «И» мог действовать одновременно на все триггеры 32-разрядного регистра арифметического устройства. Для реализации всего набора микроопераций было задействовано около 40 генераторов одиночных импульсов, названных исполнительными элементами. Реализация машинных команд осуществлялась путем поочередного запуска соответствующих исполнительных элементов через заданные интервалы времени — такты. Обычно в ЭВМ принято задавать эти интервалы с помощью непрерывно действующего тактового генератора импульсов. Но при этом возникает необходимость в построении системы отбора тактовых импульсов (с требуемыми интервалами их следования) и наложении логических условий (определяющих исполнение тех или иных микрокоманд), что усложняет процесс отладки системы управления ЭВМ и поиска неисправных элементов.
В ЦЭМ-2 такты следования исполнительных импульсов задаются с помощью электромагнитных линий задержки с отводами. Каждой категории родственных машинных команд (например, сложению с вычитанием) соответствует отдельная цепочка линий задержки. Нетрудно заметить, что при этом такая цепочка одновременно выполняет функцию динамической памяти для микропрограммы соответствующей машинной команды. Для запуска микропрограммы требуется, как правило, простейшая логическая схема, пропускающая импульс на вход такой цепочки.
Импульсы с выбранных отводов линии задержки (с заданными интервалами) поступают непосредственно на входы соответствующих исполнительных элементов. Выбор отводов производится в соответствии с требуемыми интервалами между смежными исполнительными импульсами.
При этом естественным образом обеспечивается модульность микропрограммной системы управления (ибо каждая микропрограмма запоминается отдельной цепочкой линий задержки), а это существенно упрощает процедуру отладки системы управления ЭВМ. При запуске процесса исполнения команд программы одиночный импульс начинает циркулировать по цепочкам линий задержки в соответствии с последовательностью микропрограмм машинных команд, задействованных в программе.
С учетом того что в ЦЭМ-2 в качестве силовых элементов использовалось большое количество электронных ламп, особое внимание было уделено разработке системы электропитания, перед которой ставились следующие задачи:
1. Предотвращение выхода из строя элементов машины при ее запуске (дело в том, что ламповым ЭВМ был присущ такой недостаток).
2. Обеспечение профилактического контроля работоспособности элементов машины.
3. Защита от случайных кратковременных бросков напряжения электрической сети, обеспечивающей электропитание ЦЭМ-2.
Для удовлетворения поставленных условий все используемые напряжения электропитания (в том числе напряжение накала ламп) были стабилизированы и могли плавно регулироваться в требуемых пределах. Это позволяло при запуске машины поочередно плавно поднимать напряжения электропитания до нужных уровней и во время профилактики производить отбраковку элементов ЦЭМ-2, отклоняя от номинальных значений уровни соответствующих напряжений электропитания. С целью защиты от перепадов напряжения питающей электросети ЦЭМ-2 была подключена к электросети через мотор-генератор со стабилизированным выходным напряжением. Благодаря перечисленным конструктивным особенностям машины ЦЭМ-2 ее отладка и последующая эксплуатация осуществлялась всего двумя инженерами и двумя операторами. В ее отладке и последующей эксплуатации принимали участие З. Д. Доброхотова и В. И. Николаев.
ЦЭМ-2 была введена в строй в 1955 г. и проработала в Курчатовском Институте до 1963 г. Затем ее передали в один из институтов Минздрава СССР. В 1957 г. ЦЭМ-2 прошла экспертизу межведомственной комиссии Радиокомитета СССР, которая подтвердила высокую степень надежности ее функционирования.
За десять дней двухсменной работы (под контролем комиссии) не было зафиксировано ни одного сбоя радиоэлектроники машины. Несмотря на все достоинства конструкции ЦЭМ-2, серийное производство ее не было рекомендовано комиссией (это было сделано по указанию руководства Радиокомитета СССР), и только благодаря инициативе энтузиастов аналогичные машины были построены еще в трех организациях — две в Москве и одна в Башкирии.
История вычислений уходит в далекое прошлое. Человечеству пришлось потратить не один век, чтобы создать первую электронно-вычислительную машину (ЭВМ). Несомненно – это одно из величайших открытий XX-го века, тот старт, который позволил человечеству двигаться вперед в мире информационных технологий.
До 1950 г. доминировали релейные ЭВМ, которые были ненадежные в вычислениях и очень больших размеров. На смену релейным пришли вакуумные и ламповые ЭВМ. По праву первым электронным компьютером можно назвать американский ENIAC. Машина имела колоссальные данные: 18000 электронных ламп, площадь 90 × 15 м 2 , весила 30 т и потребляла 150 кВт. И если в Америке и Европе уже активно создавались новые ЭВМ, в частности, с неймовским типом памяти, то в СССР процесс немного затянулся.
Так, в 1950 г. в Киевской лаборатории моделирования и вычислительной техники Института электротехники АН СССР под руководством академика С. А. Лебедева была создана первая советская ЭВМ — МЭСМ (малая электронная счетная машина). Это был настоящий прорыв – Лебедев применил принцип параллельной обработки слов. В последующем началось активное строение первого поколения БЭСМ-1 (большая электронная счетная машина).
БЭСМ-1
Разработка БЭСМ-1 была завершена в 1952 г. Машина имела 2000 электронных ламп и быстродействие – 8000 оп./с. Система представления чисел в машине — двоичная с учётом порядков, в форме чисел с плавающей запятой. Диапазон чисел, с которыми оперирует машина, примерно от 9 до 109. В систему команд машины входят 9 арифметических операций, 8 операций передач кодов, 6 логических операций, 9 операций управления. Общий объем оперативной памяти составил 1024 разрядных слова. Потребляемая мощность – 35 кВт.
В 1953 г. советская БЭСМ-1 была самой быстродействующей ЭВМ в Европе, уступив лишь американской IBM 701, которая, в частности, имела огромный коммерческий успех.
БЭСМ-1 была машиной, способной решать сложные математические задачи, заменяя тысячи вычислений. Машина бесспорно внесла огромный вклад в развитие атомной энергетики и исследование космоса. В 1950 годах было создано еще много советских ЭВМ, таких как Минск, Урал, Днепр, Мир и т. д, но они значительно уступали в производительности БЭСМ-1.
БЭСМ-2 и БЭСМ-3M
В конце 1950-х начался бум транзисторных ЭВМ, которые по своим характеристикам значительно опережали ламповые. В Англии в 1958 г. была выпущена транзисторная ЭВМ – Elliot-803, в Германии – Simens-2002, в Японии – H-1. В СССР первой транзисторной ЭВМ стала – Сетунь. Что касается серии БЭСМ, то впервые транзисторы были использованы на БЭСМ-6, но об этом позже. В тоже время для облегчения пользования машиной были созданы первые языки программирования – Алгол и Фортран.
После успеха БЭСМ-1 было решено создать усовершенствованный вариант для массового производства. Так, в 1958 г. на свет появилась БЭСМ-2. Всего было выпущено 67 машин в период с 1958 по 1962 год под руководством коллектива ИТМиВТ и завода им.Володарского. По достоверным фактам с помощью БЭСМ-2 была рассчитана траектория полета беспилотной советской ракеты на Луну.
Основные характеристики БЭСМ-2 аналогичны предшественнице. Машина имела 4000 электронные лампы, а быстродействие было увеличено до 20000 оп./c., и ОЗУ до 2024 разрядных слов.
Помимо БЭСМ-2 но основе БЭСМ-1 была создана серийная ЭВМ – М-20, которая серийно разрабатывалась с 1955 по 1958 год. На момент окончания разработки М-20 была самой быстрой ЭВМ в мире и имела 20000 оп./c. Всего было выпущено 64 машины.
БЭСМ-3М была сконструирована молодыми и талантливыми инженерами ИТМиВТ. Это был небольшой макет, который повторял структуру М-20 и стал в дальнейшем основой для серийной БЭСМ-4.
БЭСМ-4
Если бы не один мультфильм, то БЭСМ-4 можно было бы назвать просто хорошей ЭВМ. Она основывалась на элементной базе – транзисторах и имела хорошую производительность (до 40 000 операций в секунду). Тем не менее, IBM на тот момент выпускала более достойные образцы.
БЭСМ-4 полностью унаследовала архитектуру М-20 и имела ОЗУ – 4156 разрядных слова. Машина серийно производилась с 1965 года, всего было выпущено 30 экземпляров. Для БЭСМ-4 существовало не менее 3 разных компиляторов с языка Алгол-60, компилятор Fortran.
Наверное, кто-то слышал о мультфильме «Кошечка». Он был совсем коротким, и в нем было показано перемещение силуэта кошки. Вся суть в том, что движение моделировалось системой дифференциальных уравнений второго порядка на БЭСМ-4. Кадры мультфильма создавались печатью символов БЭСМ-4 на бумаге с помощью АЦПУ-128. Поэтому можно с уверенностью сказать, что БЭСМ-4 имеет прямое отношение к созданию одного из первых роликов с использованием компьютерной анимации.
БЭСМ-6
Особое место в отечественном компьютеростроении безусловно занимает легендарная БЭСМ-6. Принципы, заложенные в ее структурную организацию актуальны до сих пор. Эти ЭВМ до сих пор используются в научно-исследовательских институтах для решения наиболее сложных и важных задач.
БЭСМ-6 была разработана группой инженеров под руководством С.А. Лебедева в 1965г., поступила в производство в 1968 году. Всего было выпущено 367 моделей. БЭСМ-6 – это первая суперЭВМ, сконструированная на элементной базе второго поколения.
Основной целью БЭСМ-6 являлось создание быстродействующей, относительно недорогой серийной машины, которая могла бы удовлетворять всем современным требованиям автоматизации и программирования. Как показывают результаты, задача была выполнена.
БЭСМ-6 имеет достойные технические показатели:
- быстродействие – около 1 млн. операций/с.;
- объем ОЗУ – от 32 до 128 тысяч слов;
- тактовая частота – 9 МГц;
- элементная база – 60 тыс. транзисторов;
- время умножения – 1,9 мкс;
- время деления – 4,9 мкс;
- время выполнения логических поразрядных операций – 0,5 мкс.
На основе БЭСМ-6 были созданы известные компьютеры на интегральных микросхемах серии Эльбрус. Во второй половине 80-х была разработана 64-разрядная машина БЭСМ-6 (Эльбрус-Б), включающая собственную систему команд и два режима совместимости с БЭСМ.
На основе БЭСМ-6 был создан тестовый эмулятор.
Подводя итоги
Безусловно, серия ЭВМ БЭСМ послужила развитию советской компьютерной школы. Если посмотреть на историю, то можно сказать, что в 1950 – 1960 годах CCCР шла наравне с Америкой во всех планах, включая и компьтеризацию. БЭСМ были достойными конкурентами американским IBM, и кто знает, как могли повернуться события, если бы не роковая ошибка, допущенная в 1967 году правительством СССР. По мнению многих экспертов, именно тот год был переломным, после того как началась разработка серии ЕС ЭВМ.
Началось полное копирование западных технологий IBM. Так, во второй половине 80-х годов в Минске начался выпуск персональных ЕС ЭВМ (ЕС-1840, ЕС-45 и 55) на процессорах, подобных Intel. Однако технология производства микропроцессоров не позволила пойти дальше уровня Intel 286. После этого пошла на спад советская компьютерная индустрия. Были закрыты многие заводы, и разогнаны коллективы ученых. Но историю не изменишь, и в настоящее время БЭСМ очень ценится среди фанатов советских компьютеров.
В 1967 году начались испытания ЭВМ БЭСМ-6 – вершины отечественной компьютерной индустрии. Дорон Свейд – куратор музея вычислительной техники Великобритании, покупавший для своего музея одну из последних работающих БЭСМ-6, сказал: «Российская серия суперкомпьютеров БЭСМ, разрабатывавшаяся более чем 40 лет тому назад, может свидетельствовать о лжи Соединенных Штатов, объявлявших свое технологическое превосходство в течение всех лет холодной войны».
БЭСМ-6 была первой советской ЭВМ, достигшей быстродействия 1 млн операций в секунду – лучший в то время показатель в Европе и второй в мире. Кроме того, структурная организация этой машины отличалась целым рядом революционных для своего времени особенностей, предвосхитивших многие архитектурные решения, использовавшиеся в компьютерах последующих поколений. Так, например, в БЭСМ-6 впервые использовался принцип совмещения выполнения команд (С.А. Лебедев называл его «принципом водопровода»). Сейчас этот принцип называется «вычислительным конвейером». Он получил широкое распространение. Именно на нем основана работа всех современных компьютеров, включая персональные.
БЭСМ-6 выпускалась на московском заводе Счетно-аналитических машин (САМ) с 1968 по 1987 годы. За это время было выпущено 355 машин! Ими были оснащены все академические и отраслевые институты страны, нуждающиеся в использовании мощных ЭВМ, конструкторские бюро. На основе БЭСМ-6 были созданы вычислительные центры, системы управления в реальном масштабе времени, вычислительные системы телеобработки данных космических исследований. Она использовалась для моделирования сложнейших физических процессов, задач управления, в системах проектирования других ЭВМ. На этой машине было воспитано целое поколение советских ученых и инженеров.
В 70-е и 80-е компьютеры были таких размеров, что приходилось под 1 машину выделять целую комнату В 70-е и 80-е компьютеры были таких размеров, что приходилось под 1 машину выделять целую комнатуЛебедев одним из первых понял необходимость совместной работы инженеров и математиков над созданием ЭВМ. Поэтому БЭСМ-6 стала первой отечественной машиной, которая была сдана в эксплуатацию с полным математическим обеспечением . При создании БЭСМ-6 впервые использовалась система компьютерного проектирования, проводившегося на БЭСМ-2, о которой мы писали ранее.
Архитектура БЭСМ-6 использовалась при разработке ЭВМ следующего поколения – «Эльбрусов», что позволило сделать эти машины программно совместимыми. Таким образом, огромный массив различных программ, созданных за годы эксплуатации БЭСМ-6, легко переносился на более мощные машины следующего поколения.
В 1975 году состоялся исторический советско-американский космический проект «Союз-Аполлон». Управление полетом осуществлялось специально созданным вычислительным комплексом БЭСМ-6/АС-6, генеральным конструктором которого был В.А. Мельников. Многопроцессорная система переменной структуры АС-6 была создана с использованием конструктивных и схемотехнических решений БЭСМ-6, в АС-6 были воплощены многие идеи, составившие основу будущих Супер-ЭВМ «Эльбрус». Если раньше сеанс обработки телеметрической информации занимал около получаса, то комплекс БЭСМ-6/АС-6 справлялся с этой задачей всего за одну минуту. Вся поступающая информация обрабатывалась почти на полчаса раньше, чем у американцев! Это был триумф советской вычислительной техники.
Экипаж "Союз-Аполлон" был выведен на орбиту в 1975 году под управлением ЭВМ БЭСМ-6/АС-6 Экипаж "Союз-Аполлон" был выведен на орбиту в 1975 году под управлением ЭВМ БЭСМ-6/АС-6В следующих публикациях мы расскажем о других ЭВМ, завершивших «золотой век» отечественного компьютеростроения.
Может, кто-то не знает, но СССР занималась разработкой собственных ЭВМ и персональных компьютеров. За всё это отвечали первоклассные инженеры.
В своё время одна из таких ЭВМ даже удостоилась звания самой мощной вычислительной машины в Европе. А это, знаете ли, очень похвально.
Мы узнали всё про советские компьютеры и о пяти самых интересных моделях рассказываем вам.
1. МЭСМ
Удивительно, что МЭСМ была создана за два года.
Точкой отсчёта в развитии советских ЭВМ принято считать МЭСМ (Малую электронно-счётную машину). Инициатором её разработки в 1948 году выступил наш инженер и изобретатель Сергей Алексеевич Лебедев.
К 1950 году МЭСМ была полностью готова. ЭВМ состояла из 6 тысяч вакуумных ламп-проводников. Электропотребление было на уровне 25 кВт. При этом, счётная машина могла выполнять до 3 тысяч операций в секунду. Тестовый стенд был собран в бывшем общежитии при женском монастыре в Феофании под Киевом.
МЭСМ могла считывать информацию с перфокарт и магнитных лент.
Сергей Лебедев — создатель МЭСМ.
Знаете, кстати, какая площадь была необходима для её монтажа? 60 квадратных метров! Стоит сказать, что по сравнению с другими ЭВМ тех лет, МЭСМ была сравнительно компактной. Как какой-нибудь Mac mini на фоне Mac Pro.
В 1951 году академия наук приняла и утвердила МЭСМ на постоянное использование в военной и промышленной сферах.
2. БЭСМ-1
Сложно поверить, что когда-то ЭВМ, занимавшие огромные пространства, по мощности уступают современным смартфонам.
Из названия, думаю, уже догадались, что БЭСМ — это сокращение от «Большой электронно-счётной машины». Её разработкой также руководил Сергей Алексеевич. Создавалась она совместно со студентами-дипломниками ИТМиВТ (Института точной механики и вычислительной техники).
Выпуск состоялся в 1953 году и по возможностям БЭСМ сравнялась с американскими ЭВМ. На территории Европы БЭСМ была и вовсе признана самой мощной вычислительной станцией. Она могла выполнять до 10 тысяч операций в секунду.
Требуемая площадь — около 100 квадратных метров.
К слову, на БЭСМ-4 (1965 г.) был создан мультфильм «Кошечка», ставший одним из первых примеров компьютерной анимации. Да, за много лет до Pixar.
В 1967 году была выпущена последняя машина в этой линейке — БЭСМ-6 (пятой не было), которая относилась к категории СуперЭВМ. Она выпускалась до 1987 года (всего с заводов сошло около 355 единиц БЭСМ-6), а её наработки стали основой ЭВМ Эльбрус.
Также на БЭСМ-6 учёные и военные проводили расчёты для запуска космических аппаратов и моделировали поведение атомных бомб.
3. Электроника БК–0010
Помимо промышленных ЭВМ, для которых требовался целый отдельный павильон, выпускались и так называемые бытовые компьютеры. Проще говоря — ПК. Вот, например, «Электроника БК-0010».
В качестве носителей информации компьютер использовал компакт-кассеты. Процессором выступал 16-битный чип К1801ВМ1, тоже производства СССР.
Компьютер появился в 1985 году, его проектированием занимались Александр Полосин и Сергей Косенков. Особенностью компьютера была поддержка графического режима.
Электроника БК-0010 была дико популярна среди гиков. Под неё было создано множество софта, а в начале 90-х были выпущены улучшенные версии «Электроника БК–011» и «Электроника БК–011М».
4. Микро-80
Покупать все комплектующие нужно было по отдельности и паять самостоятельно.
Первый любительский компьютер, который появился за два года до выхода «Электроники». Он был создан радиолюбителями из «МИЭМ» (Московского института электроники и математики) абсолютно случайно. История такая:
В институт по ошибке приходит посылка от НПО «Кристалл», на коробке которой написаны цифры 8080. Подкованные ребята сразу просекли, что внутри лежит аналог чипа Intel 8080. И там действительно лежал советский аналог интеловского процессора с сумасшедшим названием «К580ИК80А».
«Микро-80» не превратился в массовый продукт — это была история для энтузиастов, какими и были его создатели. Ребята из МИЭМ в 1983 году в журнале «Радио» опубликовали схему и инструкцию по его сборке.
Идея того, что любой технически подкованный человек может собрать у себя дома целый компьютер потрясла Советский Союз. «Микро-80» был хитом у радиолюбителей.
Естественно, нашлись и те, кому было сложно собрать конструкцию из более чем 200 микросхем. Но компьютер-то хотелось! Поэтому в редакцию журнала частенько стали поступать письма с просьбой сделать упрощённую схему.
В 1986 году это случилось, и создатели «Микро-80» поделились схемой по сборке более простого компьютера «Радио 86РК», содержащий всего 29 микросхем.
5. Агат
Но Агат нельзя назвать полной копией Apple II. Всё-таки железо в нём было своё, хоть созданное по подобию.
Первый серийный компьютер, который производился с 1982 по 1993 год, целых 11 лет — это самое главное, что вам нужно знать про этот компьютер. И в отличие от большинства того, о чём мы говорили с вами до этого, Агат был основан на Apple II+.
Стоил он дорого, 4 тысячи рублей. За эти деньги можно было приобрести машину. Как домашний компьютер, Агат популярности не снискал, зато он прижился в образовательной сфере.
(57 голосов, общий рейтинг: 4.67 из 5)
Постановление Совета министров СССР об образовании Института точной механики и вычислительной техники Академии наук СССР было принято в июне 1948 года, когда руководство страны уже осознало необходимость создания устройств, позволяющих автоматизировать процесс математических расчетов. В США в это время уже полным ходом шли работы, приведшие впоследствии к созданию цифровых вычислительных машин. Никакого научного обмена идеями и разработками в этой области тогда не существовало — подробности американских разработок стали известны в нашей стране только в середине 1950-х годов. Но общая тенденция была одинакова — осуществлялся переход от аналоговых (уже электронных, но еще не цифровых) и релейных (во многом цифровых, но не электронных, а электромеханических) машин к цифровым.
Первым директором ИТМиВТ стал академик, генерал-лейтенант Николай Григорьевич Бруевич, известный своими работами в области автоматизации интеллектуальной деятельности. Бруевич — один из создателей теории точности и надежности машин и приборов, разработчик теории счетно-решающих устройств, в частности логического анализа и синтеза устройств цифровых вычислительных машин, а также средств управления машинами. Под руководством Бруевича проводились исследования вопросов автоматизации умственного труда в области машиностроения, сущность которых — создание более эффективных приемов исследования на основе применения вычислительной техники.
При создании ИТМиВТ его первому директору удалось объединить в новом институте несколько ранее разрозненных групп ученых. Первое время тематика работ института не была напрямую связана с цифровой электронной вычислительной техникой, но уже тогда был создан отдел быстродействующих ЭВМ. Бруевич убедил руководство страны, что нужно отказаться от слепого копирования американской релейной вычислительной машины и приступить к проектированию вычислительных машин на электронных лампах.
В начале 1950 года директором ИТМиВТ был назначен переведенный из Киева на работу в Москву академик Михаил Алексеевич Лаврентьев, который назначил начальником лаборатории № 1 Сергея Алексеевича Лебедева.
Лебедев работал в институте электротехники АН УССР, где создавался макет электронной счетной машины (МЭСМ), который впоследствии был развит и превращен в малую электронную счетную машину. Работа над МЭСМ подходила к концу: в 1949 году была завершена разработка запоминающего устройства и других основных элементов машины. В Москве Лебедеву была поставлена задача в кратчайшие сроки создать не макет, а полноценную вычислительную машину для проведения расчетов, необходимых для проектирования и производства ядерного оружия. Такой машиной должна была стать БЭСМ — быстродействующая электронная счетная машина.
Для работы над БЭСМ Лебедев планировал взять с собой из Киева всех разработчиков МЭСМ и даже добился предоставления им жилья в Москве на Песчаной улице, но в последний момент руководство разрешило переезд в Москву только его самого. В результате пришлось срочно формировать совершенно новый коллектив, так как работа над МЭСМ в Киеве продолжалась, и Лебедев одновременно руководил двумя коллективами.
МЭСМ в связи с началом работ над БЭСМ стала называться малой электронной счетной машиной, а из Киева Лебедев привез собственноручно выполненный проект БЭСМ, который вскоре стал именоваться как большая электронная счетная машина. Один из ведущих разработчиков ИТМиВТ Петр Петрович Головистиков вспоминал: «Существует легенда, что вся схема БЭСМ у Сергея Алексеевича была записана на папиросных коробках «Казбек» или отдельных листках. Это неверно. Она заключалась в толстых тетрадях, в которых самым скрупулезным образом были изображены все структурные схемы машины, приведены временные диаграммы работы блоков, подробно расписаны все варианты выполнения отдельных операций». Среди документации ИТМиВТ была обнаружена одна из таких тетрадей (рис. 1), состоящая из 100 разлинованных страниц, заполненных личными записями Лебедева. В ней, например, имеются такие заголовки:
09.07.50:
Передача с магнитной ленты на барабан.
12.07.50:
Рассмотреть вариант макета с общими элементами памяти для команд и чисел с одним управляющим коммутатором и работой на 4 такта ЦУ (а не на 3 такта).
16.07.50:
Программное и схемное осуществление передачи с ленты на барабан.
Выбор количества разрядов машины.
Выбор количества разрядов для макета с параллельным вводом чисел.
21.07.50:
Перевод из двоичной в десятичную систему на машине.
23.07.50:
Управление магнитной лентой.
04.08.50:
Возможность и целесообразность осуществления варианта с параллельным вводом кодов и памятью на тригерных ячейках.
08.08.50:
Передача с барабана на внутреннюю память.
Чтение тетради позволяет проследить весь процесс постепенного понимания структуры будущей вычислительной машины. Первая дата в тетради относится к 7 июля 1950 года, когда Лебедев уже работал над двумя проектами — доведением до рабочего состояния МЭСМ и разработкой БЭСМ. Последняя дата (12 августа 1950 года) обозначена на странице 46 (рис. 1), а все дальнейшие записи следуют без указания дат. По-видимому, вторая половина тетради заполнилась к концу лета 1950 года. За это время были спроектированы основные узлы будущей машины и разработаны алгоритмы выполнения (производства, как написано в тетради) основных операций: сложения, умножения, деления.
Необходимо было рассчитывать все, даже длину магнитных лент, которые предполагалось использовать в качестве внешней памяти. Подобный расчет также имеется в тетради — была вычислена суммарная длина ленты (200 метров) и определено полное время передачи информации с ленты на магнитный барабан (20 минут). И тут же помечено: «Время приемлемое».
Особый интерес вызывают страницы 84 и 85 (рис. 2), на которых есть записи, не имеющие технического характера, — они посвящены организации работ над проектом большой машины. Записи сделаны при подготовке к встрече с руководством, от которого зависел успех проекта создания новой ЭВМ. Здесь обозначены проблемы, с которыми сталкивались обе группы разработчиков, работавшие в Киеве и в Москве, но главный вывод был прост — при реальном обеспечении работы можно построить машину ко второму полугодию 1952 года. Указанный срок был выдержан.
Один только перечень заголовков этой тетради показывает, что Лебедев вел свою разработку очень тщательно, вникая во все тонкости работы машины, многие из которых открывались впервые, не забывая о важности правильной организации труда и планировании. Лебедев лично составил план работ по созданию БЭСМ и постоянно контролировал ход его выполнения. Работа по этому плану проводилась сотрудниками ИТМиВТ, составившими так называемую «московскую группу». В соответствии с ним завершение разработки эскизного проекта намечалось на I квартал 1951 года (практически одновременно с завершением работы над макетом МЭСМ). В плане были выделены три основных направления работ (рис. 3):
По каждому направлению были определены 20 главных работ, для которых устанавливались сроки выполнения и затраты ресурсов. В состав работ входили следующие:
Разработка основных электронных элементов (счетчики, ячейки статического запоминания, ключи, суммирующие ячейки). Разработка методики производства арифметических операций (сложение, вычитание, умножение, деление). Разработка методики производства специальных операций (сравнение, сдвиг, изменение знака, интерполяция). Разработка методики и вспомогательных устройств для перевода чисел из десятичной в двоичную систему счисления и обратно. Разработка вспомогательных устройств для решения системы линейных уравнений. Разработка устройства для приготовления программы и внешних цифровых данных. Разработка устройства для окончательной записи результатов. Разработка системы контроля, сигнализации и питания машины. Разработка действующего макета машины (на пониженной частоте, с уменьшенным количеством разрядов, с ограниченной памятью, на статических блоках на электронных лампах и с ограниченным количеством операций).На плане заметны неоднократно вносившиеся правки, относящиеся к срокам выполнения заданий и ресурсам, требующимся для этого. Состав работ практически не подвергался изменению, хотя пункт № 4 явно вставлялся тогда, когда все остальные работы уже были написаны (это подтверждается исправлением номеров всех пунктов плана, начиная с пункта № 5 и до конца списка). Также позднейшую вставку представляет собой пункт № 7, поэтому пункты плана начиная с № 8 исправлялись дважды (второй раз новые номера просто писались левее первоначального). Вставка пункта № 7 наталкивает на мысль, что решение запланировать создание отдельного устройства для решения линейных уравнений пришло к Лебедеву несколько позднее (в окончательном варианте БЭСМ никаких подобных аналоговых устройств не осталось — машина была полностью цифровой).
Ресурсы для проекта, по-видимому, исчислялись в тысячах рублей в ценах 1950 года. Цена определялась (и корректировалась, часто несколько раз) для каждого пункта плана. Сразу при создании плана первоначальные сроки были установлены только для первых его пунктов. У пункта № 8 (и последующих пунктов) плана первый срок проставлен только карандашом, тогда как у предыдущих пунктов — теми же фиолетовыми чернилами, что и само название работы. Иногда первоначальные сроки отодвигались, но некоторые из них затем вновь были восстановлены. Так или иначе, работы над эскизным проектом БЭСМ завершились именно в первом квартале 1951 года. Это означало, что электрические схемы устройств были не только разработаны, но и проверены как математическими расчетами, так и на специально созданных макетах, был также составлен текст самого эскизного проекта.
Сергей Алексеевич не побоялся привлечь к работе над ЭВМ молодых студентов Московского энергетического института, где он читал лекции по основам цифровых приборов. К работе им были привлечены девять студентов МЭИ, которым были выданы темы дипломным работ, непосредственно относящиеся к разработке вычислительной машины:
И. Д. (Горелова) Визун — усилители считывания и записи к потенциалоскопу. В. Н. Лаут — запоминающее устройство на потенциалоскопах. В. А. Мельников — блок центрального управления операциями.Работа каждого участника была отражена в плане эскизного проекта, который представляет собой лист бумаги формата А4, заполненный с одной стороны рукописными записями, сделанными автоматической ручкой с фиолетовыми чернилами и, по-видимому, более поздними карандашными пометками и пометками более темными чернилами. Судя по почерку, записи и пометки сделаны непосредственно С. А. Лебедевым. По этому плану завершение разработки эскизного проекта намечалось на I квартал 1951 года (практически одновременно с завершением работы над макетом МЭСМ).
Молодые коллеги Лебедева оказывали ему весьма существенную помощь. Все студенты блестяще справились со своими дипломными проектами, которые дали им мощнейший импульс к творческому развитию. Из девяти студентов двое — В. С. Бурцев и В. А. Мельников впоследствии стали лауреатами Государственных премий, действительными членами Академии наук, директорами академических институтов. Валентин Лаут защитил докторскую диссертацию, ему дважды присуждалась Государственная премия. Имена многих выпускников МЭИ 1950 года неоднократно встречаются в списках сотрудников, награжденных орденами и медалями за участие в важнейших работах ИТМиВТ.
Если бы в архиве института случайно не сохранился листок Лебедева с планом работ над эскизным проектом, мы бы никогда не узнали о той огромной работе, которая проводилась молодым коллективом института при создании первой полноценной отечественной цифровой вычислительной машины (МЭСМ изначально проектировалась как макетный вариант и никогда не производилась серийно). Разработчики ЭВМ, как и разработчики другой техники, предпочитают сохранять только окончательные варианты документации — предварительные варианты, черновики, записки, письма, чертежи, эскизы часто теряются, хотя именно с их помощью можно проследить процесс работы над новыми проектами, не менее интересный, чем результат. Сегодня, с внедрением новых технологий проектирования, разработчики стали формировать так называемые «книги проектов», в которые заносятся все промежуточные документы и их варианты. На основе этих книг (архивов документов) компании, ведущие разработку, получают возможность доказывать свою непосредственную причастность к процессу разработки и свои авторские права. Однако эти архивы не сохраняют то, что люди называют «теплом человеческих рук», тот энергетический заряд, который передается от личных записей разработчиков.
Как результат общего труда по реализации разработанного Лебедевым плана 21 апреля 1951 года начала работу Государственная комиссия по приемке эскизного проекта БЭСМ, а летом 1952 года было завершено изготовление БЭСМ, которая заработала к осени 1952 года. В итоге в апреле 1953 года Государственная комиссия под председательством М. В. Келдыша приняла к работе БЭСМ, в июне 1953 года Лебедев был назначен директором ИТМиВТ и избран действительным членом Академии наук СССР по Отделению физико-математических наук, став первым академиком по специальности «счетные устройства».
Многие задачи, казавшиеся до этого неразрешимыми из-за большого объема вычислений, легко решались на БЭСМ, получившей наименование БЭСМ Академии наук. Сам Лебедев любил приводить в качестве примера расчет на БЭСМ траектории полета снаряда, который осуществлялся на БЭСМ быстрее, чем летел сам снаряд.
БЭСМ АН была установлена на первом этаже здания ИТМиВТ на Ленинском проспекте (рис. 4), и долгое время на ней решались как научные, так и прикладные задачи, в частности был проведен расчет траектории ракеты, доставившей вымпел Советского Союза на Луну. При эксплуатации машины за долгие годы возникали различные сложные ситуации, ведь в состав машины входили 4 тыс. электронных ламп, но инженеры и техники всегда находили оригинальные решения по поддержанию ее работоспособности.
После создания в феврале 1955 года Вычислительного центра АН СССР перед ИТМиВТ была поставлена задача подготовить БЭСМ к серийному выпуску, что и было сделано к концу 1957 года, когда Ульяновский завод начал выпускать эту машину под наименованием БЭСМ-2. Этими машинами были оснащены практически все крупные вычислительные центры страны. На БЭСМ-2 осуществлялись расчеты запусков искусственных спутников Земли и первых космических кораблей с человеком на борту. БЭСМ-2 была воспроизведена в Китае, куда выезжала группа сотрудников ИТМиВТ. К моменту окончания работы над БЭСМ АН Лебедев уже продумал принципы и архитектуру новой машины М-20, которая должна была стать самой быстродействующей в мире.
БЭСМ выпускалась в различных модификациях до 1964 года — всего в нашей стране, кроме самого первого и единственного экземпляра БЭСМ АН, было изготовлено 16 экземпляров БЭСМ-2, 27 экземпляров БЭСМ-2М и 2 экземпляра БЭСМ-3.
В 1960 году машину БЭСМ АН разобрали, освободив помещение для М-50, и по этому поводу была выпущена трогательная эпитафия.
Ни одна другая машина в ИТМиВТ не удостаивалась такой чести. Сотрудники института, работавшие на ней, стали решать свои задачи на БЭСМ-2, а позже — на БЭСМ-4. Отдельные части БЭСМ АН удалось сохранить. Когда в 1982 году к 80-летию С. А. Лебедева стараниями тогдашнего директора ИТМиВТ В. С. Бурцева в институте был открыт музей истории, для него из сохранившихся блоков БЭСМ АН и БЭСМ-2 был создан специальный стенд, представляющий собой работающий макет одной из секций БЭСМ (рис. 5).
В левой части макета установлено пять плат, изготовленных точно по чертежам первой машины и укомплектованных деталями того времени. На правой части располагается демонстрационная панель с экраном. Правая и левая части перекрываются раздвижной стеклянной дверью, сохранившейся в подлинном виде с 1951 года. Верхняя плата укомплектована разъемами типа «лист» и начинена подлинными блоками БЭСМ АН. Вторая сверху плата укомплектована подлинными блоками БЭСМ-2, в которой был осуществлен переход на пальчиковые лампы (ведущий разработчик — П. П. Головистиков) и широко применялись кристаллические диоды. Третья сверху плата представляет собой образец пульта управления с запоминающим устройством на электронных трубках, применявшимся на первой машине. На пульте воспроизведены все органы управления машиной. Четвертая сверху плата представляет собой полную мнемоническую схему центрального пульта управления БЭСМ, а на пятой плате располагаются тумблеры управления макетом.
Расшифровка записей по организации работ и планам С. А. Лебедева
Организация работы (стр. 84 тетради С. А. Лебедева).
Московская группа. Киевская группа. Направления работ.
Помещение (освоение помещения. Академия, проводка, строительство Института Феофания. Площадь. Расширение. Жилье)
Кадры (списочный состав) по Москве и по Киеву. Оценка кадров. Недостаток.
Первоочередное мероприятие. Сборка работников ВЭИ, как необходимое условие успешного развертывания работы.
Оборудование. На сегодняшний день удовлетворительно при действительном развертывании работ — резкое увеличение.
Материалы — исключительно плохое снабжение. Трудность заранее предусмотреть необходимые параметры. Малое сравнительно потребное количество. Необходимость внеочередного снабжения.
Система оплаты — более низкие ставки, чем в СКБ 245, — в результате трудность набора инженерно-технического персонала.
Ожидаемые результаты (стр. 85 тетради С. А. Лебедева).
Запуск макета в 4-м квартале 50 г. Можно решать реальные задачи.
Угроза срыва успешного окончания эскизного проекта.
Немедленно приступить к изготовлению опытного образца.
При реальном обеспечении работы можно построить машину ко второму полугодию 1952 г.
Читайте также: