Отечественные процессоры ссср. Начало информатики и создание первых эвм в ссср

В марте 1949 г. начались исследования по проектированию электронных схем элементов арифметического устройства с использованием радиоламп (триггеров, генераторов импульсов, счетчиков, разрешающих схем). В ноябре 1950 г. был изготовлен макет арифметического устройства машины, в декабре отработаны арифметические операции. 4 января 1951 г. проведены испытания действующего макета.

8 января 1951 г. С.А.Лебедев на заседании ученого совета доложил о результатах испытаний макета. «Принцип работы быстродействующей машины – принцип арифмометра. Основное требование к такой машине – ускорение и автоматизация счёта. Перед лабораторией была поставлена задача, создать работающий макет электронной быстродействующей счётной машины. При разработке макета нами был принят ряд ограничений.

Скорость – 100 операций в секунду. Количество знаков ограничено пятью в десятичной системе (16 знаков двоичной системы). Машина может производить сложение, вычитание, умножение, деление и ряд таких действий, как сравнение, сдвиг, останов, предусмотрена возможность добавления операций.

Основным элементом электронной счётной машины является элемент, позволяющий производить суммирование. Применены электронные реле (триггерные ячейки), в которых осуществляется перебрасывание тока из одной лампы в другую путём подачи импульсов на сетку. Это дает возможность производить действие сложения, из которого образуются и все остальные действия.

Вместо десятичной системы применяется двоичная система, что определяется свойствами триггерных ячеек (С.А. Лебедев поясняет работу машины по схеме). Кроме элементов для счёта, машина должна иметь элементы, которые управляют процессом вычислений. Такими элементами являются разрешающие устройства и элементы запоминания.

В 1951 г. перед лабораторией поставлена задача – перевести макет в работающую машину. Препятствием для этого пока является отсутствие автоматического ввода исходных данных и автоматического вывода полученных результатов. Автоматизация этих операций будет осуществлена с помощью магнитной записи, которая разрабатывается Институтом Физики…».

Основные теоретические принципы построения счётной машины были решены. Однако наиболее трудной частью работы явилось практическое создание МЭСМ. Только разносторонний предыдущий опыт исследований позволил Сергею Алексеевичу с блеском справиться с труднейшей задачей технического воплощения принципов построения ЭВМ.

Один просчёт был всё же допущен. Под МЭСМ было отведено помещение на нижнем этаже двухэтажного здания, в котором размещалась лаборатория. Когда её смонтировали и включили под напряжение, шесть тысяч раскалённых электронных ламп превратили помещение в тропики. Пришлось удалить часть потолка, чтобы отвести из комнаты хотя бы часть тепла. Именно предвидение такого эффекта заставило И.С. Брука на начальном этапе разработки АЦВМ М-1 начать исследование возможности использования в построении логических схем малогабаритных купроксных выпрямителей вместо ламповых диодов 6х6 (прим. автора).

В проектировании МЭСМ участвовали кандидаты наук Л.И. Дашевский и Е.А. Шкабара, инженеры С.Б. Погребинский, А.Л. Гладыш, В.В. Крайницкий, И.П. Акулова, З.С. Зорина-Рапота, техники-монтажники С.Б. Розенцвайг, А.Г. Семеновский, М.Д. Шулейко и др.

Сохранился календарный план-график этапов разработки электронной (малой) счётной машины:

1. Октябрь-ноябрь 1948 г. Разработка общих принципов построения электронных счётных машин.
2. Январь-март 1949 г. Даны общие направления для разработки отдельных элементов. Семинары по счётным машинам с участием представителей Институтов математики и физики АН УССР.
3. Март-апрель 1949 г . Разработка триггеров на лампах 6Н9М и 6Н15. Разработка разрешающих устройств на тех же лампах. Разработка генераторов импульсов. Разработка счётчиков на лампах 6Н15.
4. Май-июнь 1949 г . Разработка арифметического устройства на лампах 6Н15 (первый вариант).
5. Июнь-сентябрь 1949 г . Разработка арифметического устройства на лампах 6Н9 (второй вариант). Разработка статистических элементов запоминания.
6. Октябрь-декабрь 1949 г. Создание принципиальной блок-схемы. Разработка общей компоновки машины. Конструирование и изготовление каркаса машины.
7. Январь-март 1950 г . Разработка и изготовление отдельных блоков и их отладка. Разработка и изготовление пульта управления машины. Разработка ТУ на магнитное запоминание.
8. Апрель-июль 1950 г. Установка блоков в каркасе и монтаж межблочных соединений. Монтаж связей между каркасом и пультом. Отладка на каркасе блоков и групп блоков по взаимодействию.
9. Август-ноябрь 1950 г . Отладка управления машиной от пульта. Первый пробный пуск макета (06.11.1950 г.).
10. Ноябрь-декабрь 1950 г . Увеличение количества блоков запоминания. Отработка операции сложения и вычитания. Отработка операции умножения и сравнения.
11. Январь-февраль 1951 г . Демонстрация (04.01.1951 г.) действующего макета приёмной комиссии. Составление акта окончания работ по макету. Во время демонстрации на макете решались задачи по вычислению суммы нечётного ряда факториала числа, возведение в степень. Начата переделка макета в электронную (малую) машину.
12. Март-май 1951 г. Разработка систем постоянных чисел и команд. Введение фотографической записи результата. Разработка схемы управления магнитным запоминанием. Введение в эксплуатацию постоянных чисел и команд. Демонстрация работы машины Правительственной комиссии.
13. Июнь-август 1951 г. Приспособление сортировки с перфокартами для ввода исходных в машину. Введение новых блоков для осуществления операций сложения команд, ввода подпрограмм, связи с магнитной записью кодов. Монтаж и отладка управления системы магнитного запоминания.
14. Август-ноябрь 1951 г. Отработка делений и остальных операций. Переделка блоков запоминания с целью увеличения надёжности. Окончание переделки макета в малую машину и опробование её в целом перед пуском.
15. Декабрь 1951 г. Пуск Электронной (малой) машины в эксплуатацию (25.12.1951 г.).

25 декабря 1951 г. МЭСМ была принята комиссией Академии наук СССР (председатель – академик М.В. Келдыш) и передана в эксплуатацию.

Рис. 16. Общий вид счётной машины МЭСМ. За пультом В.В. Крайницкий

Основные характеристики МЭСМ

1. Система счёта – двоичная с фиксированной запятой.
2. Количество разрядов – 16 и один на знак.
3. Вид запоминающего устройства – на триггерных ячейках с возможностью использования магнитного барабана.
4. Ёмкость запоминающего устройства:

• для чисел – 31;
• для команд – 63.

• для чисел – 31;
• для команд – 63;

• триодов – около 3500;
• диодов – 2500;

Постановлением Президиума АН УССР за активное участие в разработке и создании отечественной ЭВМ МЭСМ была объявлена благодарность основным участникам этой работы: А.Л. Гладыш, Л.Н. Дашевскому, В.В. Крайницкому, И.П. Акуловой, З.С. Рапоте, С.Б. Погребинскому, С.Б. Розенцвайгу, А.Г. Семеновскому, Е.А. Шкабаре и сотрудникам Института физики за создание магнитного барабана Р.Г. Офенгенгену и М.Д. Шулейко.

Так в декабре 1951 г. практически одновременно и независимо в Советском Союзе были изготовлены и введены в эксплуатацию две первые электронные цифровые машины: автоматическая цифровая вычислительная машина АЦВМ М-1 в России и малая электронная счетная машина МЭСМ в Украине.

АЦВМ М-1 и МЭСМ открыли начало практической реализации создания цифровых вычислительных машин в СССР:

• под руководством И.С. Брука весной 1952 г. начались разработка и изготовление быстродействующей универсальной ЭВМ . Опыт создания М-1, её элементная база, многие технические решения и порядок организации работ обеспечили завершение разработки машины в январе 1953 г. и ввод её в эксплуатацию в июне 1953 года. Был изготовлен один экземпляр машины. В Энергетическом институте АН СССР ЭВМ М-2 находилась в режиме круглосуточной эксплуатации свыше 15 лет. Скорость работы М-2 составляла 2 тыс. операций в секунду;
• С.А.Лебедев приступил к разработке своей следующей машины – быстродействующей машины в Институте точной механики и вычислительной техники (ИТМ и ВТ) в Москве ещё до завершения работ по машине МЭСМ в Киеве. В 1953 г. разработка БЭСМ была завершена, начато её изготовление. Был изготовлен один экземпляр машины. Скорость работы БЭСМ-1 достигала 8 тыс. операций в секунду;
• независимо от этих двух машин в 1953 г. под руководством главного конструктора Ю.Я. Базилевского и его заместителя Б.И. Рамеева была завершена разработка и начато серийное изготовление быстродействующей ЭВМ « ». Скорость работы ЭВМ «Стрела» составляла 2 тыс. операций в секунду. Было изготовлено 7 экземпляров машин.

Литература

1. 4 декабря – День Российской информатики . – URL: http://www.ieee.ru/the_day.shtml
2. Александриди Т.М., Залкинд А.Б., Карцев М.А., Матюхин Н.Я., Журкин Л.М., Рогачев Ю.В., Шидловский Р.П. Автоматическая цифровая вычислительная машина М-1 . –М.: ЭНИН АН СССР, 1951.
3. Карцев М.А. Арифметические устройства цифровых машин . –М.: Физматгиз. 1958.
4. Малиновский Б.Н. История вычислительной техники в лицах . –Киев, 1995.
5. Рогачев Ю.В. Вычислительная техника от М-1 до М-13 (1950–1990 гг.) . –М.: НИИВК, 1998.

Уже не секрет, что в 1950 -70 годах СССР был одним из мировых лидеров в гонке под названием «разработка и производство компьютерной техники».
Первые ЭВМ - МЭСМ, М-1, позднее известная БЭСМ-6 с быстродействием более 1 млн. операций с плавающей запятой в секунду, компактные ЭВМ серии МИР, и многие другие достижения великих умов в «компьютерной» сфере советских времен.

Многим известна истории создания ПК таких мировых зарубежных гигантов как Apple, IBM и т.д., так как информация о них на протяжении не одного десятилетия освещалась и была на слуху. Исторически ложилось мнение, что в СССР кроме того, что не было «секса», так еще и персональные компьютеры появились позже на лет 10 чем в той же Америке. Но это не более чем миф.Первые советские интегральные микросхемы с несколькими десятками транзисторов, увидели свет уже в середине 1960 годов, а к середине 1970-х выпускались микропроцессоры, сложные микросхемы, количество транзисторов в них уже измерялось в тысячах. В 1974 году были разработаны первые микро-ЭВМ на основе универсальных микропроцессоров. Секционные процессоры серий К532 и К536 (появившиеся в том же году) позволяли выпускать машины с разрядностью до 16–32 бит. Так появились 16-разрядные микро-ЭВМ. В 1977 году был выпущен аналог Intel 8080 - 8-разрядный процессор К580ИК80. Он то и стал основой для создания целого ряда моделей ПК и микро-ЭВМ. Через два года был разработан первый в мире 16-разрядный однокристальный микро-ЭВМ - К1801ВЕ1. На базе К1801ВЕ1 в 1981 создан К1801ВМ (однокристальный 16-разрядный микропроцессор), система команд которого была похожа на систему команд мини-ЭВМ PDP-11.Из речи заместителя министра радиопромышленности СССР:




Размах в размерах первых ЭВМ был «огромен»: тонны оборудования, целые машинные залы, персонал, обслуживающий такое чудо техники. А потому мысль о том, что можно пользоваться ЭВМ дома - казалась просто смешной, кто мог себе позволить разместить такой агрегат в 4 стенах квартиры. Да и сама концепция малогабаритного компьютера для личного пользования в то время была необычной. Но она была. Конец 70 годов знаменовался массовым производством и выпуском ПК: Искра-1256, Искра-226, Искра-555, ВЭФ-Микро, Микро-80, Электроника НЦ-8010, Электроника БК-0010, Микроша, Криста, Апогей БК-01, Партнер 01.01, Спектр-001 и т.д.

Кроме того, у советских граждан было непреодолимое желание, голубая мечта так сказать, иметь ПК на вынос, тот который можно было бы содержать дома. В одной из газет, кажись «Труд», в 1987 году была опубликована заметка о том, как начальник АСУ цементного завода в Приморском украл (то бишь вынес) детали с завода для сборки компьютеров. Вынес не много не мало, а деталей на 6 тысяч рублей, в то время за такие деньги можно было купить квартиру. Пришлось товарищу В. Моляренко за свое «хобби» получить два года исправительных работ.

Обширная технологическая ниша, образовавшаяся из-за острого дефицита в личных автоматизированных средствах связи и переработки информации - вот что были призваны заполнить ПК.
Одни советские издания рассказывали, как собрать ПЭВМ своими руками, другие повествовали насколько необходим данный агрегат советским гражданам. Например журнал «Эти профессиональные персональные компьютеры» подробно описывал то, как устроены современные компьютеры и какое не только светлое, но и увлекательное будущее они несут: помогают изучить английский язык, дают возможность играть в нарды, создавать вязальные схемы, работать с документами. В известных журналах с миллионым тиражем начали появляться целые разделы, посвященные IT-тематике, обычно назывались они «Человек и компьютер». Что говорить, даже в журнале для публики 6-12 лет «Мурзилке» появилась иллюстрация, на которой учительница ознакамливает учеников с вычислительной машиной.

1986 год. Иллюстрация журнал «Мурзилка»

1986 год. Иллюстрация в журнале «Юный техник»Микроша (на основе Радио-86РК)


В 1986 году Лианозовским электромеханическим заводом была выпущена РК-совместимая модель Микроша. Это была улучшенная версия прототипа РК86, увеличено базовое ОЗУ до 32 Кбайт, появился программируемый таймер КР580ВИ53. Почему Микроша стала одной из известнейших моделей советских ПК, да все банально просто - опять маркетинг, реклама. В 1986 году реклама о ПК Микроше красовалась на обложке журнала Радио, а годом позже, в 1987 году ЭВМ - на обложке ежемесячного научно-популярного журнала «Наука и жизнь» (№7).

ПК Микроша - надежная, сравнительно недорогая машина. Стоимость такого устройства составляла на то время 500 рублей.

«Наука и жизнь» №7 1987 годВесила ПЭВМ Микроша около 3 кг: системный блок 1.4 кг, блок питания - 1,3 кг, модулятор -200 грамм. Технические данные простейшего компьютера предназначенного для широкой продажи:
-Разрядность - 8 бит
-Объем ОЗУ - 32 Кбайт
-Тактовая частота - 1.8 МГц
-Потребляемая мощность - не более 20 Вт

Как говорилось о ПК в журнале «Наука и жизнь», Микроша может и не самый лучший, не такой как хотелось бы иметь, но все же настоящий, живой компьютер, открывающий немало интересных возможностей и в основном соответствующий сформировавшемуся на мировом рынке классу простейших ЭВМ. В качестве устройства внешней памяти использовался обычный бытовой магнитофон, в качестве дисплея - черно-белый телевизор. В комплекте к ЭВМ прилагалась небольшая приставка-блочек (размером с пачку сигарет), так называемый модулятор, для подключения к телевизору. На экране телевизора помещалось 24 строки из букв или цифр, по 64 символа в одной строке. Операцию сложения Микроша выполнял за 3 микросекунды, а быстродействие его составляло 200-300 тыс. операция в секунду.

Микропроцессор Микроши - восьмиразрядный КР580ИК80А, адресная шина - 16-ти проводная. Первая порция программного обеспечения поставлялась на магнитофонной кассете МК-60, на ней программы которые необходимы для начала работы с ПЭВМ.

Пользователь, который хотел ввести программы, написанные на языке Бейсике, должен был начинать сеанс работы с компьютером со считывания в ОЗУ машины интерпретатора этого языка. Такая необходимость была из-за отсутствия ПЗУ необходимой емкости.Криста - чудо техники с «тачскрином»


Еще одним интересным экземпляром и представителем класса простейших ПЭВМ была 8-разрядная машина Криста. ПЭВМ Криста начала выпускаться на Муромском заводе радиоизмерительных приборов в 1986 году. Характеристики устройства: 32 Кбайт ОЗУ, 2 Кбайт ПЗУ, звуковой генератор на микросхеме ВИ53. Криста была частично совместима с Радио-86РК, в 1986 году стоила она 510 рублей.
Советский персональный компьютер работал на советском аналоге процессора Intel 8080 и очень походил на «Микрошу». Дисплеем служил обычный бытовой телевизор, а для хранения, записи и воспроизведения программ - кассетный магнитофон. Криста это первая советская персональная машина укомплектованная световым пером. Световое перо по сути представляло собой светочувствительную ручку, при помощи которой можно было прикасаться к объектам на экране, такой себе отечественный тачскрин. Такой инструмент позволял быстро выбирать объекты на дисплее, применялся для рисования на нем. Говорить о полезности такого манипулятора не стоит, ибо работать у большого экрана телевизора, вырисовывая что-либо, было крайне некомфортно для глаз.Информация из рекламы на ПК Криста:


Из воспоминаний о Кристе: «мой первый комп с ним на кассете шел „музыкальный секвенсер“ в качестве музыкального демо был полонез огинского, не хуже синтезатора валил, а программы от микроши подходили», «а программа для светового пера - это был экран заполненный точками вот такими …… (псевдографика). При поднесении пера точки заменялись на звездочки. Сохраняться было нельзя. Было много игр. Подходили почти все от Радио 86рк и других. Был еще интерпретатор ассемблера но его постичь мне не удалось и похоже вообще невозможно))».Апогей - самый продвинутый анолог Радио-86РК


Персональная электронная вычислительная машина «Апогей БК-01». Выпуск данного советского 8-разрядного ПК стартовал в далеком 1988 году, на заводе БРА в тульской области (занимался выпуском бытовой радиоаппаратуры): 64 Кбайт ОЗУ, 4 Кбайт ПЗУ. Присутствовал штатный трехканальный звуковой генератор на микросхеме КР580ВИ53 (для вывода звука). Для хранения, записи и воспроизведения программ кроме кассетного магнитофона, была предусмотрена загрузка из внешнего ПЗУ до 64 Кбайт, правда только чтение. Апогей БК01 обеспечивал программную поддержку двух режимов записи и считывания.
Апогей БК-01Ц - это «цветная» версия ПЭВМ. Тут была применена микросхема КР580ВГ75, которая помогла реализовать цветное изображение: 8 цветов для символов на черном фоне, либо 8 цветов фона с черными символами. Впрочем, ПЭВМ Апогей выводил достаточно сложные и красивые картинки.

Стоимость компьютера составляла от 440 до 560 рублей.
ПК-01 Львов


В 1986 году во Львовском политехническом институте была разработана персональная 8-разрядная учебно-бытовая ЭВМ «Львов». Выпущена машина была львовским производственным объединением им. Ленина. ПК был основан на процессоре КР580ВМ80А, были улучшены графические возможности. ОЗУ составляла 64 Кбайт, 16 Кбайт отводилось под видеопамять. Звуковой генератор во Львове отсутствовал, звук выводился программно с полной загрузкой процессора.
Характеристики ПЭВМ Львов: частота 2,22 МГц, быстродействие составляло 200-300 тысяч операций за секунду, ОЗУ - 64 Кбайт (видеопамять 16 Кбайт), ПЗУ - 16 Кбайт, потребляемая мощность составляла не более 30 Вт.
Магнитофон был внешней памятью, а обычный телевизор служил в качестве монитора. На экране могли одновременно отображаться 4 из 8 цветов палитры. К ПЭВМ Львов можно было подключить контролер НГМД, принтер ROBOTRON. Стоимость такой машины равнялась 750 рублям стоимость была выше из-за наличия цветной графики и относительно большого объема памяти. Модель была популярна, особенно в Украине, выпущено было 80 тысяч таких устройств. Потому не странно что по количеству выпущенных игр и программ эта ПЭВМ занимает 3 или 4 место среди советских персональных компьютеров. Возможно его популярность была не чем иным, как очередным маркетинговым ходом, ведь эта машина активно рекламировалась по телевизору в конце 80-х.

Советские компьютеры… Для большинства читателей это словосочетание наверняка звучит довольно странно, - на протяжении последнего десятка лет найти хотя бы какое-нибудь «железо» российского производства было неразрешимой задачей. Но такая ситуация сложилась именно в последнее десятилетие, - в предыдущие годы компьютеростроение в нашей стране развивалось, и довольно успешно.

Однако в истории советских компьютеров случались и вершины успеха, и пропасть предательства. Да-да - и предательства, приведшего к очень серьезным последствиям.

Сколько критических стрел было выпущено за последние годы по поводу состояния нашей вычислительной техники! И что была она безнадежно отсталой (при этом обязательно ввернут про «органические пороки социализма и плановой экономики»), и что сейчас развивать ее бессмысленно, потому что «мы отстали навсегда». И почти в каждом случае рассуждения будут сопровождаться выводом, что «западная техника всегда была лучше», что «русские компьютеры делать не умеют»…

Обычно, критикуя советские компьютеры, акцентируется внимание на их ненадежности, трудности в эксплуатации, малых возможностях. Да, многие программисты «со стажем» наверняка помнят те «зависающие» без конца «Е-Эс-ки» 70-80-х годов, могут рассказать о том, как выглядели «Искры», «Агаты», «Роботроны», «Электроники» на фоне только начавших появляться в Союзе IBM PC (даже и не последних моделей) в конце 80-х - начале 90-х, упомянув о том, что такое сравнение оканчивается отнюдь не в пользу отечественных компьютеров. И это так - указанные модели действительно уступали западным аналогам по своим характеристикам.

Но стоит заметить, что эти перечисленные марки компьютеров отнюдь не являлись лучшими отечественными разработками, - несмотря на то, что были наиболее распространенными. И на самом деле советская электроника не только развивалась на мировом уровне, но и иной раз опережала аналогичную западную отрасль промышленности!

Но почему же тогда сейчас мы используем исключительно иностранное «железо», а в советское время даже с трудом «добытый» отечественный компьютер казался грудой металла по сравнению с западным аналогом? Не является ли утверждение о превосходстве советской электроники голословным?

Нет, не является! Почему? Ответ - в этой статье.

Слава наших отцов

Официальной «датой рождения» советской вычислительной техники следует считать, видимо, конец 1948 года. Именно тогда в секретной лаборатории в местечке Феофания под Киевом под руководством Сергея Александровича Лебедева (в то время - директора Института электротехники АН Украины и по совместительству руководителя лаборатории Института точной механики и вычислительной техники АН СССР) начались работы по созданию Малой Электронной Счетной Машины (МЭСМ). Лебедевым были выдвинуты, обоснованы и реализованы (независимо от Джона фон Неймана) принципы ЭВМ с хранимой в памяти программой.

В своей первой машине Лебедев реализовал основополагающие принципы построения компьютеров, такие как:

наличие арифметических устройств, памяти, устройств ввода/вывода и управления;

кодирование и хранение программы в памяти, подобно числам;

двоичная система счисления для кодирования чисел и команд;

автоматическое выполнение вычислений на основе хранимой программы;

наличие как арифметических, так и логических операций;

иерархический принцип построения памяти;

использование численных методов для реализации вычислений.

проектирование, монтаж и отладка МЭСМ были выполнены в рекордно короткие сроки (примерно 2 года) и проведены силами всего 17 человек (12 научных сотрудников и 5 техников).

Пробный пуск машины МЭСМ состоялся 6 ноября 1950 года, а регулярная эксплуатация - 25 декабря 1951 года.

В 1953 году коллективом, возглавляемым С.А.Лебедевым, была создана первая большая ЭВМ - БЭСМ-1 (от Большая Электронная Счетная Машина), выпущенная в одном экземпляре. Она создавалась уже в Москве, в Институте точной механики (сокращенно - ИТМ) и Вычислительном центре АН СССР, директором которого и стал С.А.Лебедев, а собрана была на Московском заводе счетно-аналитических машин (сокращенно - САМ). После комплектации оперативной памяти БЭСМ-1 усовершенствованной элементной базой ее быстродействие достигло 10000 операций в секунду - на уровне лучших в США и лучшее в Европе. В 1958 году после еще одной модернизации оперативной памяти БЭСМ, уже получившая название БЭСМ-2, была подготовлена к серийному производству на одном из заводов Союза, которое и было осуществлено в количестве нескольких десятков.

Параллельно шла работа в подмосковном Специальном конструкторском бюро № 245, которым руководил М.А.Лесечко, основанном также в декабре 1948 года приказом И.В.Сталина. В 1950-1953 гг. коллектив этого конструкторского бюро, но уже под руководством Базилевского Ю.Я. разработал цифровую вычислительную машину общего назначения «Стрела» с быстродействием в 2 тысячи операций в секунду. Эта машина выпускалась до 1956 года, а всего было сделано 7 экземпляров. Таким образом, «Стрела» была первой промышленной ЭВМ, - МЭСМ, БЭСМ существовали в то время всего в одном экземпляре.

Вообще, конец 1948 года был крайне продуктивным временем для создателей первых советских компьютеров. Несмотря на то, что обе упомянутые выше ЭВМ были одними из лучших в мире, опять-таки параллельно с ними развивалась еще одна ветвь советского компьютеростроения - М-1, «Автоматическая цифровая вычислительная машина», которой руководил И.С.Брук. М-1 была запущена в декабре 1951 года - одновременно с МЭСМ и почти два года была единственной в Российской Федерации действующей ЭВМ (МЭСМ территориально располагалась на Украине, под Киевом). Однако быстродействие М-1 оказалось крайне низким - всего 20 операций в секунду, что, впрочем, не помешало решать на ней задачи ядерных исследований в институте И. В. Курчатова. Вместе с тем М-1 занимала довольно мало места - всего 9 квадратных метров (сравните со 100 кв.м. у БЭСМ-1) и потребляла значительно меньше энергии, чем детище Лебедева. М-1 стала родоначальником целого класса «малых ЭВМ», сторонником которых был ее создатель И.С.Брук. Такие машины, по мысли Брука, должны были предназначаться для небольших конструкторских бюро и научных организаций, не имеющих средств и помещений для приобретения машин типа БЭСМ.

В скором времени М-1 была серьезно усовершенствована, и ее быстродействие достигло уровня «Стрелы» - 2 тысячи операций в секунду, в то же время размеры и энергопотребление выросли незначительно. Новая машина получила закономерное название М-2 и введена в эксплуатацию в 1953 году. По соотношению стоимости, размеров и производительности М-2 стала наилучшим компьютером Союза. Именно М-2 победила в первом международном шахматном турнире между компьютерами.

В результате в 1953 году серьезные вычислительные задачи для нужд обороны страны, науки и народного хозяйства можно было решать на трех типах вычислительных машин - БЭСМ, «Стрела» и М-2. Все эти ЭВМ - это вычислительная техника первого поколения. Элементная база - электронные лампы - определяла их большие габариты, значительное энергопотребление, низкую надежность и, как следствие, небольшие объемы производства и узкий круг пользователей, главным образом, из мира науки. В таких машинах практически не было средств совмещения операций выполняемой программы и распараллеливания работы различных устройств; команды выполнялись одна за другой, АЛУ («арифметико-логическое устройство», блок, непосредственно выполняющий преобразования данных) простаивало в процессе обмена данными с внешними устройствами, набор которых был очень ограниченным. Объем оперативной памяти БЭСМ-2, например, составлял 2048 39-разрядных слов, в качестве внешней памяти использовались магнитные барабаны и накопители на магнитной ленте.

На Западе дело в то время обстояло не слишком лучше. Вот пример из воспоминаний академика Н.Н.Моисеева, ознакомившегося с опытом своих коллег из США: «Я увидел, что в технике мы практически не проигрываем: те же самые ламповые вычислительные монстры, те же бесконечные сбои, те же маги-инженеры в белых халатах, которые исправляют поломки, и мудрые математики, которые пытаются выйти из трудных положений.» Напомним, что в 1953 г. в США был выпущен компьютер IBM 701 с быстродействием до 15 тысяч операций в секунду, построенный на электронно-вакуумных лампах, бывший наиболее производительным в мире.

Более производительной была следующая разработка Лебедева - ЭВМ М-20, серийный выпуск которой начался в 1959 году. Число 20 в названии означает быстродействие - 20 тысяч операций в секунду, объем оперативной памяти в два раза превышал ОП БЭСМ, предусматривалось также некоторое совмещение выполняемых команд. В то время это была одна из наиболее мощных и надежных машин в мире, и на ней решалось немало важнейших теоретических и прикладных задач науки и техники того времени. В машине М20 были реализованы возможности написания программ в мнемокодах. Это значительно расширило круг специалистов, которые смогли воспользоваться преимуществами вычислительной техники. По иронии судьбы компьютеров М-20 было выпущено ровно 20 штук.

ЭВМ первого поколения выпускались в СССР довольно долго. Даже в 1964 году в Пензе еще продолжала производиться ЭВМ «Урал-4», служившая для экономических расчетов.

Победной поступью

В 1948 году в США был изобретен полупроводниковый транзистор, который стал использоваться в качестве элементной базы ЭВМ. Это позволило разработать ЭВМ с существенно меньших габаритов, энергопотребления, при существенно более высокой (по сравнению с ламповыми компьютерами) надежности и производительности. Чрезвычайно актуальной стала задача автоматизации программирования, так как разрыв между временем на разработку программ и временем собственно расчета увеличивался.

Второй этап развития вычислительной техники конца 50-х - начала 60-х годов характеризуется созданием развитых языков программирования (Алгол, Фортран, Кобол) и освоением процесса автоматизации управления потоком задач с помощью самой ЭВМ, то есть разработкой операционных систем. Первые ОС автоматизировали работу пользователя по выполнению задания, а затем были созданы средства ввода нескольких заданий сразу (пакета заданий) и распределения между ними вычислительных ресурсов. Появился мультипрограммный режим обработки данных.

Наиболее характерные черты этих ЭВМ, обычно называемых «ЭВМ второго поколения»:

совмещение операций ввода/вывода с вычислениями в центральном процессоре;

увеличение объема оперативной и внешней памяти;

использование алфавитно-цифровых устройств для ввода/вывода данных;

«закрытый» режим для пользователей: программист уже не допускался в машинный зал, а сдавал программу на алгоритмическом языке (языке высокого уровня) оператору для ее дальнейшего пропуска на машине.

В конце 50-х годов в СССР было также налажено серийное производство транзисторов. Это позволило приступить к созданию ЭВМ второго поколения с большей производительностью, но меньшими занимаемой площадью и энергопотреблением. Развитие вычислительной техники в Союзе пошло едва ли не «взрывными» темпами: в короткий срок число различных моделей ЭВМ, пущенных в разработку, стало исчисляться десятками: это и М-220 - наследница лебедевской М-20, и «Минск-2» с последующими версиями, и ереванская «Наири», и множество ЭВМ военного назначения - М-40 с быстродействием 40 тысяч операций в секунду и М-50 (еще имевшие в себе ламповые компоненты). Именно благодаря последним в 1961 году удалось создать полностью работоспособную систему противоракетной обороны (во время испытаний неоднократно удалось сбить реальные баллистические ракеты прямым попаданием в боеголовку обьемом в половину кубического метра). Но в первую очередь хотелось бы упомянуть серию «БЭСМ», разрабатываемую коллективом разработчиков ИТМ и ВТ АН СССР под общим руководством С.А.Лебедева, вершиной труда которых стала ЭВМ БЭСМ-6 созданная в 1967 году. Это была первая советская ЭВМ, достигшая быстродействия в 1 миллион операций в секунду (показатель, превзойденный отечественными ЭВМ последующих выпусков только в начале 80-х годов при значительно более низкой, чем у БЭСМ-6, надежности в эксплуатации).

Кроме высокого быстродействия (лучший показатель в Европе и один из лучших в мире), структурная организация БЭСМ-6 отличалась целым рядом особенностей, революционных для своего времени и предвосхитивших архитектурные особенности ЭВМ следующего поколения (элементную базу которых составляли интегральные схемы). Так, впервые в отечественной практике и полностью независимо от зарубежных ЭВМ был широко использован принцип совмещения выполнения команд (до 14 машинных команд могли одновременно находиться в процессоре на разных стадиях выполнения). Этот принцип, названный главным конструктором БЭСМ-6 академиком С.А.Лебедевым принципом «водопровода», стал впоследствии широко использоваться для повышения производительности универсальных ЭВМ, получив в современной терминологии название «конвейера команд».

БЭСМ-6 выпускалась серийно на московском заводе САМ с 1968 по 1987 год (всего было выпущено 355 машин) - своего рода рекорд! Последняя БЭСМ-6 была демонтирована уже в наши дни - в 1995 году на московском вертолетном заводе Миля. БЭСМ-6 были оснащены крупнейшие академические (например, Вычислительный Центр АН СССР, Обьединенный Институт Ядерных Исследований) и отраслевые (Центральный Институт Авиационного Машиностроения - ЦИАМ) научно-исследовательские институты, заводы и конструкторские бюро.

Интересна в этой связи статья куратора Музея вычислительной техники в Великобритании Дорона Свейда о том, как он покупал в Новосибирске одну из последних работающих БЭСМ-6. Заголовок статьи говорит сам за себя: «Российская серия суперкомпьютеров БЭСМ, разрабатывавшаяся более чем 40 лет тому назад, может свидетельствовать о лжи Соединенных Штатов, объявлявших технологическое превосходство в течение лет холодной войны». Полный ее текст (на ангийском языке) доступен здесь.

В 1966 году над Москвой была развернута система противоракетной обороны на базе созданной группами С.А.Лебедева и его коллеги В.С.Бурцева ЭВМ 5Э92б с производительностью 500 тысяч операций в секунду, просуществовавшая до настоящего времени (в 2002 году должна быть демонтирована в связи с сокращением РВСН). Была также создана материальная база для развертывания ПРО над всей территорией Советского Союза, однако впоследствии согласно условиям договора ПРО-1 работы в этом направлении были свернуты.

Группа В.С.Бурцева приняла активное участие в разработке легендарного противосамолетного зенитного комплекса С-300, создав в 1968 году для нее ЭВМ 5Э26, отличавшуюся малыми размерами (2 кубических метра) и тщательнейшим аппаратным контролем, отслеживавшим любую неверную информацию. Производительность ЭВМ 5Э26 была равна аналогичной у БЭСМ-6 - 1 миллион операций в секунду.

Информация для специалистов

Работа модулей оперативной памяти, устройства управления и арифметико-логического устройства в БЭСМ-6 осуществлялась параллельно и асинхронно, благодаря наличию буферных устройств промежуточного хранения команд и данных. Для ускорения конвейерного выполнения команд в устройстве управления были предусмотрены отдельная регистровая память хранения индексов, отдельный модуль адресной арифметики, обеспечивающий быструю модификацию адресов с помощью индекс-регистров, включая режим стекового обращения.

Ассоциативная память на быстрых регистрах (типа cache) позволяла автоматически сохранять в ней наиболее часто используемые операнды и тем самым сократить число обращений к оперативной памяти. «Расслоение» оперативной памяти обеспечивало возможность одновременного обращения к разным ее модулям из разных устройств машины. Механизмы прерывания, защиты памяти, преобразования виртуальных адресов в физические и привилегированный режим работы для ОС позволили использовать БЭСМ-6 в мультипрограммном режиме и режиме разделения времени. В арифметико-логическом устройстве были реализованы ускоренные алгоритмы умножения и деления (умножение на четыре цифры множителя, вычисление четырех цифр частного за один такт синхронизации), а также сумматор без цепей сквозного переноса, представляющий результат операции в виде двухрядного кода (поразрядных сумм и переносов) и оперирующий с входным трехрядным кодом (новый операнд и двухрядный результат предыдущей операции).

ЭВМ БЭСМ-6 имела оперативную память на ферритовых сердечниках - 32 Кб 50-разрядных слов, объем оперативной памяти увеличивался при последующих модификациях до 128 Кб.

Обмен данными с внешней памятью на магнитных барабанах (в дальнейшем и на магнитных дисках) и магнитных лентах осуществлялся параллельно по семи высокоскоростным каналам (прообраз будущих селекторных каналов). Работа с остальными периферийными устройствами (поэлементный ввод/вывод данных) осуществлялась программами-драйверами операционной системы при возникновении соответствующих прерываний от устройств.

Технико-эксплуатационные характеристики:

Среднее быстродействие - до 1 млн. одноадресных команд/с
Длина слова - 48 двоичных разрядов и два контрольных разряда (четность всего слова должна была быть «нечет». Таким образом, можно было отличать команды от данных - у одних четность полуслов была «чет-нечет», а у других - «нечет-чет». Переход на данные или затирание кода ловилось элементарно, как только происходила попытка выполнить слово с данными)
Представление чисел - с плавающей запятой
Рабочая частота - 10 МГц
Занимаемая площадь - 150-200 кв. м
Потребляемая мощность от сети 220 В/50Гц - 30 КВт (без системы воздушного охлаждения)

Использование этих элементов в сочетании с оригинальными структурными решениями позволило обеспечить уровень производительности до 1 млн. операций в секудну при работе в 48-разрядном режиме с плавающей запятой, что является рекордным по отношению к сравнительно небольшому количеству полупроводниковых элементов и их быстродействию (около 60 тыс. транзисторов и 180 тыс. диодов и частоте 10 МГц).

Архитектура БЭСМ-6 характеризуется оптимальным набором арифметических и логических операций, быстрой модификацией адресов с помощью индекс-регистров (включая режим стекового обращения), механизмом расширения кода операций (экстракоды).

При создании БЭСМ-6 были заложены основные принципы системы автоматизации проектирования ЭВМ (САПР). Компактная запись схем машины формулами булевой алгебры явилась основой ее эксплуатационной и наладочной документации. Документация для монтажа выдавалась на завод в виде таблиц, полученных на инструментальной ЭВМ.

Создателями БЭСМ-6 были В.А.Мельников, Л.Н.Королев, В.С.Петров, Л.А.Теплицкий - руководители; А.А.Соколов, В.Н.Лаут, М.В.Тяпкин, В.Л.Ли, Л.А.Зак, В.И.Смирнов, А.С.Федоров, О.К.Щербаков, А.В.Аваев, В.Я.Алексеев, О.А.Большаков, В.Ф.Жиров, В.А.Жуковский, Ю.И.Митропольский, Ю.Н.Знаменский, В.С.Чехлов, общее руководство осуществлял С.А.Лебедев.

Предательство

Вероятно, самым звездным периодом в истории советской вычислительной техники была середина шестидесятых годов. В СССР тогда действовало множество творческих коллективов. Институты С.А.Лебедева, И.С.Брука, В.М.Глушкова - только крупнейшие из них. Иногда они конкурировали, иногда дополняли друг друга. Одновременно выпускалось множество различных типов машин, чаще всего несовместимых друг с другом (разве что за исключением машин, разработанных в одном и том же институте), самого разнообразного назначения. Все они были спроектированы и сделаны на мировом уровне и не уступали своим западным конкурентам.

Многообразие выпускавшихся ЭВМ и их несовместимость друг с другом на программном и аппаратном уровнях не удовлетворяло их создателей. Необходимо было навести мало-мальский порядок во всем множестве производимых компьютеров, например, взяв какой-либо из них за некий стандарт. Но…

В конце 60-х руководством страны было принято решение, имевшее, как показал ход дальнейших событий, катастрофические последствия: о замене всех разнокалиберных отечественных разработок среднего класса (их насчитывалось с полдесятка - «Мински», «Уралы», разные варианты архитектуры М-20 и пр.) - на Единое Семейство ЭВМ на базе архитектуры IBM 360, - американского аналога. На уровне Минприбора не так громко было принято аналогичное решение в отношении мини-ЭВМ. Потом, во второй половине 70-х годов, в качестве генеральной линии для мини- и микро-ЭВМ была утверждена архитектура PDP-11 также иностранной фирмы DEC. В результате производители отечественных ЭВМ были принуждены копировать устаревшие образцы IBM-вской вычислительной техники. Это было начало конца.

Вот оценка члена-корреспондента РАН Бориса Арташесовича Бабаяна (полный текст статьи доступен здесь).

«Потом наступил второй период, когда был организован ВНИИЦЭВТ. Я считаю, что это критический этап развития отечественной вычислительной техники. Были расформированы все творческие коллективы, закрыты конкурентные разработки и принято решение всех загнать в одно „стойло“. Отныне все должны были копировать американскую технику, причем отнюдь не самую совершенную. Гигантский коллектив ВНИИЦЭВТ копировал IBM, а коллектив ИНЭУМ - DEC.»

Никоим образом не стоит думать, что коллективы разработчиков ЕС ЭВМ выполняли свою работу плохо. Напротив, создавая вполне работоспособные компьютеры (хоть и не очень надежные и мощные), подобные западным аналогам, они справились с этой задачей блестяще, - учитывая то, что производственная база в СССР отставала от западной. Ошибочной была именно ориентация всей отрасли на «подражание Западу», а не на развитие оригинальных технологий.

К сожалению, сейчас неизвестно, кто конкретно в руководстве страны принял преступное решение о сворачивании оригинальных отечественных разработок и развитии электроники в направлении копирования западных аналогов. Возможно, им был либо недостаточно умный человек, не способный компетентно оценить ситуацию в своей отрасли, либо лоббист западных корпораций или правительств, умело внедренный в правительство СССР. Обьективных причин для такого решения не было никаких.

Так или иначе, но с начала 70-х годов разработка малых и средних средств вычислительной техники в СССР начала деградировать. Вместо дальнейшего развития проработанных и испытанных концепций компьютеростроения огромные силы институтов вычислительной техники страны стали заниматься «тупым», да к тому же еще и полузаконным копированием западных компьютеров. Впрочем, законным оно быть не могло - шла «холодная война», и экспорт современных технологий «компьютеростроения» в СССР в большинстве западных стран был попросту законодательно запрещен.

Вот еще одно свидетельство Б.А.Бабаяна:

«Расчет был на то, что можно будет наворовать много матобеспечения - и наступит расцвет вычислительной техники. Этого, конечно, не произошло. Потому что после того, как все были согнаны в одно место, творчество кончилось. Образно говоря, мозги начали сохнуть от совершенно нетворческой работы. Нужно было просто угадать, как сделаны западные, в действительности устаревшие, вычислительные машины. Передовой уровень известен не был, передовыми разработками не занимались, была надежда на то, что хлынет матобеспечение… Вскоре стало ясно, что матобеспечение не хлынуло, уворованные куски не подходили друг к другу, программы не работали. Все приходилось переписывать, а то, что доставали, было древнее, плохо работало. Это был оглушительный провал. Машины, которые делались в этот период, были хуже, чем машины, разрабатывавшиеся до организации ВНИИЦЭВТа...»

Cамое главное - путь копирования заокеанских решений оказался гораздо сложнее, чем это предполагалось ранее. Для совместимости архитектур требовалась совместимость на уровне элементной базы, а ее-то у нас и не было. В те времена отечественная электронная промышленность также вынужденно встала на путь клонирования американских компонентов, - для обеспечения возможности создания аналогов западных ЭВМ. Но это было очень непросто.

Можно было достать и скопировать топологию микросхем, узнать все параметры электронных схем. Однако это не давало ответа на главный вопрос - как их сделать. По сведениям одного из экспертов российского МЭП, работавшего в свое время генеральным директором крупного НПО, преимущество американцев всегда заключалось в огромных инвестициях в электронное машиностроение. В США были и остаются совершенно секретными не столько технологические линии производства электронных компонентов, сколько оборудование по созданию этих самых линий. Результатом такой ситуации стало то, что созданные в начале 70-х годов советские микросхемы - аналоги западных были похожи на американо-японские в функциональном плане, но не дотягивали до них по техническим параметрам. Поэтому платы, собранные по американским топологиям, но с нашими компонентами, оказывались неработоспособными. Приходилось разрабатывать собственные схемные решения.

В цитированной выше статье Свейда делается вывод: «БЭСМ-6 была, по общему мнению, последним оригинальным русским компьютером, что был спроектирован наравне со своим западным аналогом». Это не совсем верно: после БЭСМ-6 была серия «Эльбрус»: первая из машин этой серии «Эльбрус-Б» была микроэлектронной копией БЭСМ-6, предоставляла возможность работать в системе команд БЭСМ-6 и использовать программное обеспечение, написанное для нее. Однако общий смысл вывода верен: из-за приказа некомпетентных или сознательно вредящих деятелей правящей верхушки Советского Союза того времени советской вычислительной технике был закрыт путь на вершину мирового Олимпа. Которой она вполне могла достичь - научный, творческий и материальный потенциал вполне позволяли это сделать.

Вот, к примеру, немного из личных впечатлений одного из авторов статьи:

«В период моей работы в ЦИАМ (1983 - 1986 гг.) уже происходил переход смежников - заводов и КБ авиапрома - на ЕС-овскую технику. В связи с этим руководство института начало заставлять руководителей подразделений переходить на только что установленную в институте ЕС-1060 - клон западного IBM PC. Разработчики устроили саботаж этого решения, пассивный, а кое-кто и активный, предпочитая использовать старую добрую БЭСМ-6 пятнадцатилетней давности. Дело в том, что работать на ЕС-1060 в дневное время было практически невозможно - постоянные „зависы“, скорость прохождения заданий крайне медленная; в то же время любое зависание БЭСМ-6 рассматривалось как ЧП, настолько они были редки.»

Однако отнюдь не все оригинальные отечественные разработки были свернуты. Как уже говорилось, коллектив В.С.Бурцева продолжал работу над серией ЭВМ «Эльбрус», и в 1980 году ЭВМ «Эльбрус-1» с быстродействием до 15 миллионов операций в секунду был запущен в серийное производство. Симметричная многопроцессорная архитектура с общей памятью, реализация защищенного программирования с аппаратными типами данных, суперскалярность процессорной обработки, единая операционная система для многопроцессорных комплексов - все эти возможности, реализованные в серии «Эльбрус», появились раньше, чем на Западе. В 1985 году следующая модель этой серии, «Эльбрус-2», выполнял уже 125 миллионов операций в секунду. «Эльбрусы» работали в целом ряде важных систем, связанных с обработкой радиолокационной информации, на них считали в номерных Арзамасе и Челябинске, а многие компьютеры этой модели до сих пор обеспечивают функционирование систем противоракетной обороны и космических войск.

Весьма интересной особенностью «Эльбрусов» являлся тот факт, что системное программное обеспечение для них создавалось на языке высокого уровня - Эль-76, а не традиционном ассемблере. Перед исполнением код на языке Эль-76 переводился в машинные команды с помощью аппаратного, а не программного обеспечения.

С 1990 года выпускался также «Эльбрус 3-1», отличавшийся модульностью конструкции и предназначавшийся для решения больших научных и экономических задач, в том числе моделирования физических процессов. Его быстродействие достигло 500 миллионов операций в секунду (на некоторых командах). Всего было произведено 4 экземпляра этой машины.

С 1975 года группой И.В.Прангишвили и В.В.Резанова в научно-производственном обьединении «Импульс» начал разрабатываться вычислительный комплекс ПС-2000 с быстродействием в 200 миллионов операций в секунду, пущенный в производство в 1980 году и применявшийся в основном для обработки геофизических данных, - поиска новых месторождений полезных ископаемых. В этом комплексе максимально использовались возможности параллельного исполнения команд программы, что достигалось хитроумно спроектированной архитектурой.

Большие советские компьютеры, вроде того же ПС-2000, во многом даже превосходили своих зарубежных конкурентов, но стоили гораздо дешевле - так, на разработку ПС-2000 было затрачено всего 10 миллионов рублей (а его использование позволило получить прибыль в 200 миллионов рублей). Однако их сферой применения были «крупномасштабные» задачи - та же противоракетная оборона или обработка космических данных. Развитие средних и малых ЭВМ в Союзе предательством кремлевской верхушки было заторможено всерьез и надолго. И именно поэтому тот прибор, что стоит у вас на столе и о котором рассказывается в нашем журнале, сделан в Юго-Восточной Азии, а не в России.

Катастрофа

С 1991 года для российской науки настали тяжелые времена. Новая власть России взяла курс на уничтожение российской науки и оригинальных технологий. Прекратилось финансирование подавляющего большинства научных проектов, вследствие разрушения Союза прервались взаимосвязи заводов-производителей ЭВМ, оказавшихся в разных государствах, и эффективное производство стало невозможным. Многие разработчики отечественной вычислительной техники были вынуждены работать не по специальности, теряя квалификацию и время. Единственный экземпляр разработанного еще в советское время компьютера «Эльбрус-3», в два раза более быстрого, чем самая производительная американская супермашина того времени Cray Y-MP, в 1994 году был разобран и пущен под пресс.

Некоторые их создателей советских компьютеров уехали за границу. Так, в настоящее время ведущим разработчиком микропроцессоров фирмы Intel является Владимир Пентковский, получивший образование в СССР и работавший в ИТМиВТ - Институте Точной Механики и Вычислительной Техники имени С.А.Лебедева. Пентковский принимал участие в разработке упоминавшихся выше компьютеров «Эльбрус-1» и «Эльбрус-2», а затем возглавил разработку процессора для «Эльбруса-3» - Эль-90. Вследствие целенаправленной политики уничтожения российской науки, ведущейся правящими кругами РФ под влиянием Запада, финансирование проекта «Эльбрус» прекратилось, и Владимир Пентковский был вынужден эмигрировать в США и устроиться на работу в корпорацию Intel. Вскоре он стал ведущим инженером корпорации и под его руководством в 1993 году в Intel разработали процессор Pentium, по слухам, названный так именно в честь Пентковского. Пентковский воплощал в Intel"овских процессорах те советские ноу-хау, которые знал сам, многое додумывая в процессе разработки, и к 1995 году фирма Intel выпустила более совершенный процессор Pentium Pro, который уже вплотную приблизился по своим возможностям к российскому микропроцессору 1990 года Эль-90, хоть и не догнал его. В настоящее время Пентковский разрабатывает следующие поколения процессоров Intel. Так что процессор, на котором, возможно, работает ваш компьютер, сделан именно нашим соотечественником и мог бы быть российского производства, если бы не события после 1991 года.

Еще теплится жизнь в оборонном комплексе, однако новых разработок в этой области практически не ведется. Выпускаются военные ЭВМ, например, ЭВМ 40У6 или бортовая ЭВМ А-40, однако все они были разработаны в 70-80-е годы.

Несмотря на трудности, продолжаются разработки над наследником «Эльбрусов» - процессором E2k («Эльбрус-2000»), которыми занимается фирма «Эльбрус» (созданная на базе ИТМиВТ имени С.А.Лебедева, сайт - elbrus.ru). Руководитель фирмы - уже упоминавшийся выше Б.А.Бабаян. Уже опытные образцы E2k в 1999 году по многим параметрам превосходили Intel"овский Merced. Для окончательной реализации проекта в настоящее время финансирования не хватает, однако по заказу Министерства Обороны проектируются урезанные версии E2k для использования в военных технологиях. Вместе с тем работы Б.А.Бабаяна зачастую подвергаются справедливой критике, - например, со стороны В.С.Бурцева (electronics.ru), что показывает наличие некоторых проблем в развитии данного проекта.

Для иллюстрации сказанного можно привести слова Б.А.Бабаяна:

«Сейчас в послесуперскалярном мире есть всего три места, где разрабатывается архитектура широкого командного слова. Одно место - это Москва, наш коллектив и серия „Эльбрус“, второе - это Hewlett-Packard и Intel, и третье место - это Transmeta вместе с IBM и Texas Instruments. Все! Больше никто не владеет этой технологией. Эта технология не появится сама собой из ниоткуда. Для того чтобы ее разработать, нужно 10 лет. Конечно, ее можно заимствовать. Это всегда быстро. Но независимо ее разрабатывать очень долго. Это подчеркивает важность работ нашего коллектива» .

Многие НИИ переключились на создание крупных вычислительных систем на основе импортных компонентов. Так, в НИИ “Квант” под руководством В.К.Левина ведется раззработка вычислительных системы МВС-100 и МВС-1000, основанных на процессорах Alpha 21164 (производства DEC-Compaq). Однако приобретение такого оборудования затруднено действующим эмбарго на экспорт в Россию высоких технологий, возможность же применения подобных комплексов в оборонных системах крайне сомнительна, - никто не знает, сколько в них можно найти «жучков», активирующихся по сигналу и выводящих систему из строя.

На рынке же персональных ЭВМ отечественные компьютеры отсутствуют полностью. Максимум, на что идут российские разработчики - это сборка компьютеров из комплектующих и создание отдельных устройств, например, материнских плат, - опять-таки из готовых компонентов, при этом размещая заказы на производство на заводах Юго-Восточной Азии. Однако и таких разработок весьма мало (можно назвать фирмы «Аквариус», «Формоза»). Развитие же линии «ЕС» практически остановилось, - зачем создавать свои аналоги, когда проще и дешевле купить оригиналы? Хотя стоит сказать, что компьютеры этой серии в малом количестве производятся и сейчас (например, ВМ2500, ВМ3500), но уже с широким использованием импортных комплектующих, и применяются в специализированных системах МВД, ГИБДД, СМП.

Разумеется, не все еще потеряно. Остались и описания технологий, иной раз даже по прошествии десяти лет превосходящих западные, и действующие образцы. К счастью, не все разработчики отечественной вычислительной техники уехали за границу или умерли. Так что шанс еще есть.

В СССР МЭСМ была запущена в то время, когда в Европе была только одна ЭВМ - английская ЭДСАК, запущенная на год раньше. Но процессор МЭСМ был намного мощнее за счет распараллеливания вычислительного процесса. Аналогичная ЭДСАК машина - ЦЭМ-1 - была принята в эксплуатацию в Институте атомной энергии в 1953 году - но также превосходила ЭДСАК по ряду параметров.

Разработанный лауреатом Сталинской премии, Героем социалистического труда С.А. Лебедевым принцип конвейерной обработки, когда потоки команд и операндов обрабатываются параллельно, применяется сейчас во всех ЭВМ в мире.

Был пройден очень непростой путь от создания первых громоздких и медленных ламповых ЭВМ до суперкомпьютеров - высокоскоростных, основанных на интегральных микросхемах. Советские компьютеры всё-таки состоялись, и на них могли работать специалисты разных областей промышленности, науки, а не только программисты. Потребность в удобных, недорогих и компактных ЭВМ возникла к середине семидесятых годов прошлого века. В них нуждалась и военная отрасль, и многие другие сферы хозяйства страны.

Микро-ЭВМ "Электроника"

Советские компьютеры имели своих предшественников. Это созданные ещё в шестидесятые годы ЭВМ, простые в использовании и довольно компактные машины из серии "Мир". Они использовались в основном для инженерных расчётов. К середине семидесятых появились микропроцессоры, и это позволило начать выпуск "Электроники НЦ" и "Электроники С5" - универсальных микро-ЭВМ. Они уже по многим параметрам были близки к персональным ЭВМ, но первые советские компьютеры использовались только в производстве - с их помощью управляли технологическими процессами, оборудованием и так далее.

В конце семидесятых годов в промышленных масштабах начался выпуск настольных шестнадцатибитных ЭВМ - достаточно мощных и компактных. Это такие модели, как "Электроника Т3-29" и "Искра 1256", предназначенные для военных, а также модели попроще - "Искра 226", "Электроника ДЗ-28" и другие. В начале восьмидесятых на основе одноплатных шестнадцатибитных микро-ЭВМ и стандартных терминалов выпускались аналоги диалоговых вычислительных комплексов - ДВК.

Середина восьмидесятых

В СССР начинается серийное производство таких универсальных ЭВМ, как ЕС-1840, "Электроника-85", ДВК-3, БК-0010, "Агат", "Микроша". Компьютер претерпевает бурное развитие в нашей стране, и этот процесс продолжается вплоть до распада Советского Союза. К началу девяностых выпускались многие десятки моделей.

Советские компьютеры были разнообразных классов и архитектур, в том числе и IBM-совместимые, и без аналогов среди любых как советских, так и зарубежных персональных компьютеров. Например, "Корвет" - компьютер совершенно уникальный, а также "Львов ПК-01", "Вектор-06Ц" и некоторые другие. С той поры недолгое время в истории отечественного компьютеростроения происходили многие важные события, о которых лучше говорить по порядку.

Киев

Заглянем в прошлое. Год 1948-й, местечко Феофания, неподалёку от столицы Украинской ССР, секретная лаборатория, где руководит Сергей Александрович Лебедев - директор Института электротехники и руководитель данной лаборатории Института вычислительной техники и точной механики Академии наук Украины. Именно там в данный момент создаётся малая электронная (МЭСМ). Именно Лебедев выдвинул, обосновал и реализовал - вне зависимости от Неймана - основные принципы работы ЭВМ с программой, хранимой в памяти.

Первая созданная им машина имела память, арифметические устройства, а также устройства ввода, вывода, управления. Она умела кодировать и хранить программы в памяти, как числа. Она пользовалась двоичной системой счисления, чтобы кодировать команды и числа, и автоматически выполняла вычисления. В ней присутствовали и арифметические, и логические программы. Она имела построение памяти по иерархическому принципу. На ней легко было использовать численные методы, чтобы реализовать вычисления. Проект, монтаж и отладка были сделаны в два года коллективом из семнадцати человек - пяти техников и двенадцати научных сотрудников. Пробы состоялись в ноябре 1950 года, а в 1951 году началась регулярная эксплуатация. Именно так начинались советские компьютеры.

Ещё Киев

1965-й - год создания машины для инженерных расчётов ЭВМ "МИР", разработчиками которой стали учёные из Киевского института кибернетики - Глушков, Благовещенский, Лосев, Летинский, Погребинский, Молчанов, Рабинович, Стогний. Тогда же для этой машины был реализован на микрокомандном уровне язык программирования - АЛМИР-65. ЭВМ была способна производить около тысячи операций в секунду, вводить и выводить данные при помощи электрической пишущей машинки, хранить оперативную память на ферритовых сердечниках, а внешнюю - на перфолентах.

В 1969 году начала выпускаться персональная ЭВМ "МИР-2", созданная там же, в Киеве. Это получилась модель усовершенствованная, она действовала более чем в десять раз быстрее предыдущих. Была увеличена и постоянная, и оперативная память. Теперь к ЭВМ подключались помимо перфоленты и пишущей машинки векторный графический дисплей, имеющий световое перо, и магнитные карты. Языком программирования стал аналитик - можно сказать, "внук" АЛМИРЫ-65.

Микропроцессоры

В 1974 году выпустились первые советские микропроцессоры - секционные модели с микропрограммным управлением и четырёх- или восьмибитной разрядностью секции. Для серии К532, например, было характерно низкое энергопотребление, широкий диапазон питающих напряжений и скорость до двухсот пятидесяти тысяч операций в секунду.

А серия К536 отличалась дешевизной технологии, так же не слишком высоким энергопотреблением, но и не настолько была быстра. На основе комплекта К532 сразу же были выпущены шестнадцатиразрядные микро-ЭВМ ("Электроника НЦ"), а К536 стал основой серийных выпусков первых советских универсальных микро-ЭВМ "Электроника С5", тоже шестнадцатиразрядных.

Секционник

Это был первый советский компьютер! Секционные микропроцессоры считались перспективными, поскольку позволяли на их основе создавать ЭВМ любой разрядности от восьми до тридцати двух. При этом реализовалась любая командная система посредством микропрограммного управления.

Но позже, уже к концу восьмидесятых годов, микроэлектроника бурно развила свои возможности, и советская компьютерная промышленность переориентировалась на аналоги зарубежных ЭВМ. Универсальные секционные процессоры были вытеснены однокристальными моделями. Однако ещё долго секционники применялись, особенно в военной промышленности.

В 1977 году состоялся выпуск восьмиразрядного однокристального микропроцессора К580ВМ80А, который был полным аналогом весьма известной модели Intel 8080. Такой процессор не предполагали использовать для универсальной ЭВМ, он применялся в управляющих микро-ЭВМ, микроконтроллерах, периферийных устройствах и измерительной технике - множество мест применения. Однако он был дёшев и прост, а потому не один советский читатель журнала "Радио" сконструировал на его основе домашний компьютер.

Производительность у него была высокая, система команд универсальная, потому и стал этот микропроцессор одним из самых распространённых в СССР. Помимо персонального компьютера, ему подходили многие другие микропроцессорные устройства, поэтому во второй половине восьмидесятых годов прошлого века этот процессор использовался едва ли не в сотнях моделей советских машин - это и домашний компьютер, и учебный, и не одна профессиональная модель.

"Электроника-60"

В 1978 году родилась шестнадцатиразрядная микро-ЭВМ быстродействующая "Электроника-60". По системе команд "Электроника-60" была совместима с DEC PDP-11/LSI-11 - американской ЭВМ. Производительность - до миллиона операций в секунду. Использовались такие машины на производстве, управляли технологическими процессами, устанавливались в станки с ЧПУ и - главное - долго и честно трудились в науке и военной отрасли.

В 1983 году журнал с миллионным тиражом "Радио" опубликовал схему любительского компьютера "Микро-80" с процессором К580ИК80А, что и послужило первым шагом к массовому увлечению радиолюбителей микропроцессорной и компьютерной техникой. В это время советские персональные компьютеры были способны работать с любым магнитофоном для хранения данных и программ и с любым телевизором, который служил монитором.

Именно с помощью "Электроники-60" в 1984 году была написана всеми любимая игра "Тетрис". Занимаясь в вычислительном центре Академии наук СССР распознаванием речи и прочими проблемами искусственного интеллекта, он часто применял в своей работе головоломки для обкатки той или иной идеи.

Позже эта игра была переписана для IBM PC на языке программирования Turbo Pascal, а сделал это шестнадцатилетний советский школьник - Вадим Герасимов, ныне проживающий в Австралии и работающий в Google.

Первый кабинет информатики

В восьмидесятых годах была разработана и выпущена партия простых, то есть доступных универсальных персональных компьютеров для домашнего и учебного применения. Это была, конечно, шестнадцатибитная "Электроника БК-0010", где аббревиатурой БК обозначался бытовой компьютер. На тот момент ещё не было в мире персональных компьютеров на шестнадцатиразрядных процессорах.

Что же в ней особенного? Специализированные микросхемы с большой степенью интеграции - вентильные матрицы, служившие контроллерами дисплея, клавиатуры, памяти и много ещё. Использовался интерпретарор языка "Фокал". Поддерживалась монохромная графика с высоким разрешением или четырёхцветная. Именно такие машины оснащали первый кабинет информатики, а их потомки вплоть до 1993 года служили основными бытовыми и учебными компьютерами в Советском Союзе.

Академгородок

Новосибирские школьники были привлечены к работе вычислительного центра сибирского отделения Академии наук СССР, и при их непосредственном участии появилась программная система для школ, так и называвшаяся - "Школьница" для персональной ЭВМ "Агат". Она работала с языками программирования "Рапира" и "Робик", включала в себя графическую систему "Шпага" и множество разнообразных пакетов обучающих программ.

"Агат" - детище 1984 года, считается первым серийным персональным компьютером, совместимым с Apple II+ и представлявшим собой уже серьёзный ПК с оперативной памятью в сто двадцать восемь килобайт, с флоппи-дисководами и цветным монитором, отображавшим шестнадцать цветов. Именно в 1984 году пленумом ЦК КПСС принято постановление, после которого началась компьютеризация школьного образования.

Переломный год

В 1985 году вся страна почувствовала не то ломку, не то перестройку, и это не могло не коснуться компьютерной сферы. Многие знаковые модели советских компьютеров были разработаны именно тогда. Развивались довольно успешно прогрессивные шестнадцатибитные "Электроники", новые модели ДВК, появились совместимые с IBM советские компьютеры. Особенно характерны для этого времени трёхпроцессорная "Истра-4816" - до четырёх мегабайт ОЗУ, а также карманный шестнадцатиразрядный микрокалькулятор "Электроника МК-85".

Но не прекращались работы и над ПК, для которых основой служили простейшие восьмибитные процессоры. Так появились модели "Специалист", "Океан-240", "Ириша". Компьютеры были восьмибитными. Значит ли это, что они плохие? Нет. Среди восьмибитных были модели просто замечательные, несмотря на то, что процессор слегка устарел. Например, "Корвет" - компьютер просто превосходный.

«Микроша» и другие

Компьютер из самых цветастых и голосистых среди советских домашних персональных машин - это восьмибитный "Вектор-06Ц". Опять же, журнал "Радио" за 1986 год опубликовал несколько схем микрокомпьютера "Радио-86РК", и эта модель была настолько простой, что мгновенно завоевала огромную популярность. Появились аналоги и варианты, среди которых было несколько таких, что удостоились промышленного выпуска. Например, "Микроша" - компьютер с ласковым названием. "Радио-86РК" хорошо совмещался с "Микро-80", отсюда оно и появилось.

Один из основных ПК для учёбы - "Корвет". Компьютер был очень сложным и многофункциональным, несмотря на всю свою восьмибитность. Оперативная память невелика - всего 257 Кб, но для тех времён это был шикарный показатель. Кроме того, цветная графика с разрешением довольно высоким - 512х256 точек, аппаратное ускорение, текстовый видеоконтроллер, звуковой генератор - аналог IBM PC, локальная сеть, мышь, джойстики, принтер, дисководы - всё это и многое другое было изначально предусмотрено. Настолько же хорош был любительский "Орион-128", тоже восьмиразрядный, созданный подмосковным радиолюбителем Вячеславом Сафроновым и его друзьями. В 1990-м их разработки опубликовал журнал "Радио".

Последний всплеск

Середина восьмидесятых ознаменовалась необычайным подъёмом в отечественном компьютеростроении, наблюдалось огромное количество прекрасных оригинальных идей. Казалось - прорыв! Но не тут-то было. Горбачёвское сближение СССР и мировой экономики не привело страну к расцвету. Парадокс - случилось обратное. и лишилась всех своих прогрессивных достижений.

Случился массовый переход на выпуск уже давно устаревших и простейших моделей - спектрум-совместимых. Впрочем, самые простые модели, совместимые с IBM, тоже выпускались. Зато чисто советские разработки прекратились вообще уже к 1992 году. Все производители перешли на единый мировой стандарт - выпуск исключительно совместимых с IBM персональных компьютеров.

Выводы

Об отечественной вычислительной технике в последние десятилетия принято высказываться негативно. Только про пороки социализма и его плановой экономики, при которых мы "отстали навсегда", да про то, что на Западе технологии всегда были лучше, а русские - криворукие и компьютеры делать не могут.

Но все, буквально все вышеперечисленные компьютеров вовсе не являлись лучшими разработками. Они просто были распространёнными. На самом деле электроника в СССР развивалась вполне на мировом уровне и во многом опережала эту же отрасль на Западе, о чём могут свидетельствовать наши военные и космические программы.

11 класс, тест «Компьютер как средство автоматизации информационных процессов»

Вариант 1

Аl. Когда В.Т. Однер изобрел арифмометр?
1) в 1870 г. 2) в 1879 г. 3) в 1882 г. 4) в 1880 г

А2. Какое приспособление для счета , относящееся к ручному этапу развития ИКТ, изображено на рисунке?
1) кипу 2) абак 3) саламинская доска 4) палочки Непера

АЗ. Как называлась первая советская серийная ЭВМ?
1) ПУЛЯ 2)БЭСМ 3) МЭСМ 4) «Стрела»

А4. Что представляет собой большая интегральная схема?
1) набор на одной плате различных транзисторов
2) набор программ для работы на ЭВМ
3) набор ламп , выполняющих различные функции
4) кристалл кремния с сотнями логических элементов

А5. Как называется устройство ввода графических изо­бражений в компьютер?
1) джойстик 2) микрофон 3) сканер 4) клавиатура

А6. К ак называется устройство вывода любой визуальной информации от ПК?
1) колонки 2) монитор 3)принтер 4) плоттер

А7. Как называется принтер , печатающий высококачест­венные цветные глянцевые копии?
1) матричный 2) лазерный 3) струйный 4) твердокрасочный

А8. Свойство оперативного запоминающего устройства (ОЗУ):
1) энергонезависимость
2) возможность перезаписи информации
3) долговременное хранение информации
4) энергозависимость

А 9. Поименованная информация на диске:
1) дисковод 2)папка 3)файл 4)каталог

А10. Укажите расширение файла proba.docx.
1) нет расширения 3) рrobа 2) .docx 4) docx

А11. Укажите тип файла fact.exe.
1) текстовый 2) графический 3) исполняемый 4) Web-страница

А12. Имя С: имеет:
1) дисковод для гибких дисков 2) жесткий диск 3) дисковод для DVD-дисков 4) папка

А13. Операционная система - это:
1) программа для загрузки ПК
2) программа или совокупность программ , управляю­щих работой компьютера и обеспечивающих про­цесс выполнения других программ
3) программыдля обеспечения работы внешних устройств
4) программы для работы с файлами

А14. Для каких целей необходимо системное ПО?
1) для разработки прикладного ПО
2) для решения задач из проблемных областей
3) для управления ресурсами ЭВМ
4) для расширения возможностей ОС

А15. Выберите прикладные программы для обработки гра­фической информации.
1) Мiсrosоft Word, StarOffice Writer
2)Mu1tip1an, Quattro Рro, SuperCalc
3) Adobe Photoshop, Core1 PhotoPaint, Macromedia Freehand
4) Мicrоsоft Power Point, StarOffice Impress

Аl6. Выберите определение компьютерного вируса.
1) прикладная программа
2) системная программа
3)программа, выполняющая на компьютере несанкционированные действия
4) база данных

А17. Как размножается программный вирус?
1) программа-вирус один раз копируется в теле другой программы
2) вирусный код неоднократно копируется в теле дру­гой программы
3) программа-вирус прикрепляется к другой программе
4)вирусный код один раз копируется в теле другой программы

А18. Выберите методы реализации антивирусной защиты .
1) аппаратные и программные
2) программные , аппаратные и организационные
3) только программные
4) достаточно резервного копирования данных

А19. Как работает антивирусная программа?
1) на ожидании начала вирусной атаки
2) на сравнении программных кодов с известными виpycaми
3) на удалении зараженных файлов
4) на блокировании неизвестных файлов

В1. Установите соответствие.

Форматирование – это…

В3. Назовите вспомогательные средства защиты от вирусов.

С1. Перечислите основные черты ЭВМ III поколения.

С2. Пользователь, перемещаясь ИЗ ОДНОГО каталога в дру­гой, последовательно посетил каталоги ACADEMY, COURSE, GROUP, Е:\, PROFESSOR, LECTIONS . При каждом перемещении он либо спускался