cand_orel

Categories:

Позитив. ЭВМ

Как-то стало забываться или у человечества поменялись приоритеты (с технических на гламурные), но наша страна была в своё время не последней в области вычислительной техники.

Мой интерес к вычислительной технике, впоследствии определивший, наверное, и профессиональный выбор, и отчасти образ жизни и увлечений, возник в детстве после чтения научно-фантастических книг в целом и советской фантастики в частности. Но о фантастике, советской фантастике я уже писал, поэтому ностальгировать вновь здесь не буду.

Так же не буду сильно углубляться в совсем-совсем историю вычислительных устройств. Про всякие счетные палочки, арифмометры, логарифмические линейки, если кому хочется обширную и проверенную информацию можно найти в Википедии. 

С моей точки зрения фактически развитие вычислительной техники началось с трех последовательных составляющих — формулирование законов и правил алгебры логики; схемотехническая реализация блоков логических вентилей; формирование принципов цифровой электроники, включая полупроводниковую, и включая микроэлектронику.

Или формальное определение. Электронно-вычислительная машина (сокращённо ЭВМ) — комплекс технических, аппаратных и программных средств, предназначенных для автоматической обработки информации, вычислений, автоматического управления; при этом основные функциональные элементы (логические, запоминающие, индикационные и др.) выполнены на электронных элементах. 

Пунктирно в общемировом масштабе начальные этапы большого, но короткого (по времени) пути можно обозначить следующим образом.

— первые гражданские ЭВМ Z1 и Z2 были созданы в конце 1930-х годов в Германии;

— 1941 год — Конрад Цузе создал вычислительную машину Z3, которая имела все свойства современного компьютера;

— 1942 год — в Университете штата Айова разработали первую в США электронную цифровую вычислительную машину прототип ЭНИАК;

— в начале 1943 года успешные испытания прошла первая американская вычислительная машина Марк I, предназначенная для выполнения сложных баллистических расчётов для ВМС США;

— в 1943 года заработала английская вычислительная машина специального назначения «Колосс» для расшифровки секретных кодов Третьего Рейха;

— в 1944 году Конрад Цузе разработал ещё более быструю вычислительную машину — Z4;

— 1946 год стал годом создания первой американской гражданской универсальной электронной цифровой вычислительной машины ЭНИАК;

— в 1950 году в Москве под руководством академика И. С. Брука была создана первая советская ЭВМ М-1, являющаяся первым компьютером в континентальной Европе.

Далее я в плане исторической справки приведу информацию по развитию вычислительной техники в нашей стране.

В 1945 году работала первая в СССР аналоговая вычислительная машина. До войны же были начаты исследования и разработки быстродействующих триггеров — основных элементов цифровых ЭВМ. В 1948 года Председатель Совета Министров СССР И. В. Сталин подписал постановление, в соответствии с которым создавался Институт точной механики и вычислительной техники. В этом же году под началом доктора физико-математических наук С. А. Лебедева в Киеве начинаются работы по созданию МЭСМ (малой электронной счётной машины). 25 декабря 1951 года комиссия АН СССР под председательством академика Келдыша приняла машину МЭСМ, которая была передана в эксплуатацию. В конце 1948 года сотрудники Энергетического института им. Крижижановского И. С. Брук и Б. И. Рамеев получают авторское свидетельство на ЭВМ с общей шиной, а в 1950—1951 гг. создают её. В этой машине впервые в мире вместо электронных ламп используются полупроводниковые диоды. С 1948 г. Брук вёл работы по электронным ЦВМ и управлению с применением средств вычислительной техники. В начале 1949 года в Москве на базе завода САМ были созданы СКБ-245 и НИИ Счетмаш. Создаются заводы «Счётмаш» в Курске, Пензе, Кишинёве. 

В начале 50-х в Алма-Ате была создана лаборатория машинной и вычислительной математики. В конце 1951 г. вступила в эксплуатацию ЭВМ М-1, разработанная в лаборатории Энергетического института АН СССР. Осенью 1952 года была завершена разработка Большой электронно-счётной машины — БЭСМ-1, построенной на электронных лампах. Опытная эксплуатация началась с 1952 года. Советские учёные из ИТМиВТ АН СССР создавали сети компьютерной связи с 1952 года в рамках работ по созданию автоматизированной системы противоракетной обороны (ПРО). В 1953 в СССР начали серийно выпускать машину «Стрела», в 1954 для нужд Министерства обороны СССР основан первый советский вычислительный центр ВЦ-1 (эксплуатировавший ЭВМ «Стрела»). С 1956 И. Берг и Ф. Старос возглавляют в Ленинграде лабораторию СЛ-11, которая впоследствии была преобразована в КБ-2. Там они создают первую в СССР настольную ЭВМ УМ-1 и её модификацию УМ-1НХ, за что им присуждена Государственная премия. В 1957 в серию запустили машину «Урал-1». Всего было выпущено 183 машины.

В 1958 г. в ВЦ № 1 МО СССР (п/я 01168) под руководством А. И. Китова была создана самая быстродействующая в мире ламповая ЭВМ «М-100» (сто тысяч операций в секунду) для использования в военных целях. Коллективу разработчиков во главе с А. И. Китовым было выдано Авторское свидетельство № 19628 с приоритетом от 27 июня 1958 г. на изобретение метода параллельной обработки машинных команд Арифметическим устройством ЭВМ (принцип макроконвейерной обработки или параллелизма вычислений). Данный метод, в настоящее время, используется в современных компьютерах. Рекордному быстродействию ЭВМ «М-100» также способствовала разработанная под руководством А. И. Китова система двухуровневой оперативной памяти (кэш-память и ОЗУ) и ряд других новшеств. 

В июле 1961 года в СССР запустили в серию первую полупроводниковую универсальную управляющую машину «Днепр». Первыми советскими серийными полупроводниковыми ЭВМ стали «Весна» и «Снег», выпускавшиеся с 1964 по 1972 год. Первыми в мире серийными ЭВМ на интегральных схемах стали советские ЭВМ «Гном», выпускавшиеся с 1965 года. В 1966 году создана БЭСМ-6, лучшая отечественная ЭВМ 2-го поколения. На тот момент она была самой быстрой не только в СССР, но и в Европе. В архитектуре БЭСМ-6 впервые был широко использован принцип совмещения выполнения команд (до 14 одноадресных машинных команд могли находиться на разных стадиях выполнения). Механизмы прерывания, защиты памяти и другие новаторские решения позволили использовать БЭСМ-6 в мультипрограммном режиме и режиме разделения времени. ЭВМ имела 128 Кб оперативной памяти на ферритовых сердечниках и внешнюю память на магнитных барабанах и ленте. БЭСМ-6 работала с тактовой частотой 10 МГц и рекордной для того времени производительностью — около 1 млн операций в секунду. Всего было выпущено 355 ЭВМ. 

В начале 1970-х — разработка систем серии «Эльбрус». «Эльбрус-2» использовался в ядерных центрах, системах противоракетной обороны и других отраслях «оборонки». В 1972 году были введены в строй железнодорожная система «комплексной автоматизации билетно-кассовых операций» АСУ «Экспресс» и система резервирования авиабилетов «Сирена», обеспечивавшие передачу и обработку больших массивов информации. В 1972 года Минский завод им. Г. К. Орджоникидзе приступил к серийному выпуску ЭВМ третьего поколения ЕС-1020. Пятилетний производственный план предусматривал производство от 12 до 15 тыс. машин указанной модели в 1972—1975 гг. для удовлетворения потребностей советской науки и промышленности в вычислительной технике.

Что касается технических характеристик ЭВМ, находящихся на слуху и популярных в литературе и научно популярных источниках. 

МЭСМ (Малая электронная счётная машина) — одна из первых в СССР и континентальной Европе электронно-вычислительных машин. Первоначально МЭСМ задумывалась как макет или модель Большой электронной счётной машины (БЭСМ), первое время буква «М» в названии означала «модель». Работа над машиной носила исследовательский характер, в целях экспериментальной проверки принципов построения универсальных цифровых ЭВМ. После первых успехов и с целью удовлетворения обширных потребностей в вычислительной технике, было принято решение доделать макет до полноценной машины, способной решать реальные задачи. 

Макет МЭСМ-1 был изготовлен в ноябре 1950 года, первые биты информации МЭСМ-1 обработала 25 декабря 1950 года. 

Собственно характеристики МЭСМ-1:

— арифметическое устройство: универсальное, параллельного действия, на триггерных ячейках;

— представление чисел: двоичное, с фиксированной запятой, 16 двоичных разрядов на число, плюс один разряд на знак;

— система команд: трёхадресная, 20 двоичных разрядов на команду (первые 4 разряда — код операции, следующие 5 — адрес первого операнда, ещё 5 — адрес второго операнда, и последние 6 — адрес для результата операции);

— операции: сложение, вычитание, умножение, деление, сдвиг, сравнение с учётом знака, сравнение по абсолютной величине, передача управления, передача чисел с магнитного барабана, сложение команд, остановка;

— оперативная память: на триггерных ячейках, для данных — на 31 число, для команд — на 63 команды;

— постоянная память: штекерная, для данных — на 31 число, для команд — на 63 команды;

— тактовая частота: 5 кГц;

— быстродействие: 3000 операций в минуту (полное время одного цикла составляет 17,6 мс; операция деления занимает от 17,6 до 20,8 мс);

— количество электровакуумных ламп: 6000 (около 3500 триодов и 2500 диодов);

— занимаемая площадь: 60 м²;

— потребляемая мощность: около 25 кВт.

Данные считывались с перфокарт или набирались с помощью штекерного коммутатора. Также мог использоваться магнитный барабан, хранящий до 5000 кодов чисел или команд. Для вывода использовалось электромеханическое печатающее устройство. 

БЭСМ-6 (Большая электронно-счётная машина) — советская электронная вычислительная машина серии БЭСМ, первая советская суперЭВМ на элементной базе второго поколения — полупроводниковых транзисторах. БЭСМ-6 была разработана в середине 1960 годов и сдана Госкомиссии в 1967 году. С 1968 года начат серийный выпуск на заводе Счётно-аналитических машин (САМ) в Москве. Производство шло вплоть до 1987 года, и за это время было выпущено 355 машин. 

Особенности БЭСМ-6: 

— элементная база — транзисторный парафазный усилитель с диодной логикой на входе (в электронных схемах использовалось 60 000 транзисторов и 180 000 полупроводников-диодов);

— тактовая частота — 9 МГц;

— 48-битное машинное слово;

— быстродействие — около 1 млн операций в секунду;

— конвейерный центральный процессор (ЦП) с отдельными конвейерами для устройства управления (УУ) и арифметического устройства (АУ) (конвейер позволял совмещать обработку нескольких команд, находящихся на разных стадиях выполнения);

— 8-слойная физическая организация памяти;

— виртуальная адресация памяти и расширяемые регистры страничной приписки;

— совмещённое АУ для целой и плавающей арифметики;

— кеш на 16 48-битных слов: 4 чтения данных, 4 чтения команд, 8 — буфер записи;

— система команд — 50 24-битных команд (по две в слове);

— потребляемая мощность — 50 кВт;

 — площадь, необходимая для размещения машины — 225 кв. м.

В середине 1960-х годов в СССР в области вычислительной техники выявился ряд проблем, а именно: 

— общее количество ЭВМ было явно недостаточным;

— производились десятки различных несовместимых друг с другом моделей ЭВМ, что затрудняло решение крупных вычислительных и организационных задач; для осуществления проектов АСУ (автоматизированных систем управления) была крайне желательна унификация компьютерных средств;

— ориентация советских ЭВМ того времени исключительно на численные расчёты и отчасти на управление оборудованием, а также ориентация вычислительной техники на специалистов в области математики и физики;

— значительным было отставание в области системного программирования (в то время в СССР всё ещё нормой были работа без операционной системы и программирование непосредственно в машинных кодах);

— бедность периферийного оборудования.

Назревала необходимость «большого скачка» — перехода к массовому производству унифицированных ЭВМ, оснащённых большим количеством стандартизированного программного обеспечения и периферийного оборудования. Специально для этого проекта был создан Научно-исследовательский центр электронной вычислительной техники (НИЦЭВТ). 

ЕС ЭВМ (Единая система электронных вычислительных машин) — советская серия компьютеров. Аналоги серий System/360 и System/370 фирмы IBM, выпускавшихся в США c 1964 года. Программно и аппаратно совместимы со своими американскими прообразами. Активно эксплуатировались в СССР и странах СЭВ с 1971 по 1990 годы, после чего стали выходить из эксплуатации, и примерно к 2000-м практически исчезли. Всего было выпущено свыше 15 тыс. машин ЕС ЭВМ. 

Всего же в 1950 — 1960-х годах выпускалось более 40 семеств ЭВМ; в 1970 — 1990-х  их уже было больше сотни разной степени мощности и популярности. А потом мы все организованно перешли на персональные ЭВМ.

При написании поста использованы данные Википедии.

promo cand_orel july 21, 2019 03:47 1
Buy for 10 tokens
Так почему же танго? Почему же танго и Индия? Почему уже ассоциировал однажды именно танго в своем клипе? Это мои ночные мысли… Я опять еду в командировку и мне не спится… Я знаю, что я опять не засну в поезде – поэтому у меня хороший плеер и очень хорошие наушники, звук лучше, чем на работе…

Error

Anonymous comments are disabled in this journal

default userpic

Your reply will be screened

Your IP address will be recorded