Академик конструктор первых отечественных эвм

Обновлено: 20.05.2024

Будучи руководителем Вычислительного центра АН УССР, а затем директором Института кибернетики, костяком которых стал коллектив, работавший над первыми отечественными ЭВМ, В. М. Глушков просто не мог не втянуться в область создания средств вычислительной техники. В 1958 году он выдвинул идею создания универсальной управляющей машины, которая управляла бы производственными процессами и использовалась бы в информационно-измерительных системах. «Первой ласточкой», созданной под руководством В. М. Глушкова и Б. Н. Малиновского, стала ЭВМ «Днепр»[53]. Она появилась 1961 году практически одновременно с первой американской управляющей машиной RW-300.

Принципы, сформулированные Глушковым при создании ЭВМ «Днепр», были использованы при проектировании последующих моделей управляющих машин. Все они имели небольшую разрядность машинного слова (26 разрядов), что было достаточно для задач управления технологическими процессами, высоконадежную защиту программ и данных, универсальные устройства связи с объектом.

Параллельно были проведены работы по управлению сложными технологическими процессами на расстоянии (на базе ЭВМ «Киев»): выплавкой стали в бессемеровском конверторе на металлургическом заводе в Днепродзержинске и колонной карбонизации на содовом заводе в Славянске.

Институт кибернетики большое внимание уделял также созданию вычислительных средств для инженерных расчетов. В 1963 году была выпущена ЭВМ «Промiнь». А через два года появилась знаменитая серия машин МИР (Машина Инженерных Расчетов): МИР-1, МИР-2, МИР-3, в которых машинный язык, аналогичный Алголу, был частично реализован на аппаратном уровне.

ЭВМ «МИР» — советский персональный компьютер

Признанный авторитет отечественного и мирового программирования академик А. П. Ершов уже в восьмидесятые годы как-то бросил реплику о том, что если бы Институт кибернетики АН Украины не прекратил работы по «МИРам» и продолжалось их развитие и производство, то в Советском Союзе была бы лучшая в мире персональная ЭВМ. Какие у него были основания для таких заявлений?

Рядовой компьютерный пользователь шестидесятых годов мог никогда не увидеть ЭВМ вживую: все общение происходило через неприветливого дежурного диспетчера в узком окошечке. Многое зависело от аккуратности молоденьких операторш «устройств подготовки данных» (УПД) — при малейшей ошибке вам возвращали всю колоду перфокарт с комментариями машины, в которых приходилось разбираться самостоятельно. Заменив перфокарту с ошибочными кодами, вы были вынуждены снова становиться в очередь на «машинное время», поэтому отладка достаточно сложного расчета для рядового инженера могла длиться неделями и месяцами.

Появление «МИРов» решительно поменяло этот порядок. Теперь инженер самостоятельно садился за пульт машины и либо прямо набирал свою программу на пишущей машинке, либо вводил ранее подготовленную с перфоленты или магнитной карты. Язык «АЛМИР» (подмножество основного языка «Аналитик») был максимально приближен к инженерной практике, и доступен для освоения любому, имеющему техническое образование, а система управления машиной на редкость прозрачна и продумана. «МИРы» были ориентированы на еще непривычный для тех времен диалоговый режим: результаты расчетов тут же выводились на ту же пишущую машинку, можно было немедленно внести изменения в программу и сразу повторить расчет.

МИР-2 даже имел некий прототип современного манипулятора мышь — световое перо (см. рисунок ниже), с помощью которого можно было вносить изменения в текст про

граммы на экране дисплея. Но самое главное крылось в архитектуре и конструкции машины: Глушков на практике доказал, что для эффективной организации вычислительного процесса совсем не нужны суперкомпьютеры.

В 48 килобитах (не килобайтах!) памяти МИР-1 «умел» оперировать:

? с системами линейных алгебраических уравнений до 20-го порядка;

? с системами обыкновенных дифференциальных уравнений до 16-го порядка;

? с дифференциальными уравнениями в частных производных;

? с системами нелинейных уравнений до 6-го порядка;

? с интегральными уравнениями и брать интегралы в буквенных обозначениях.

В «МИРе» не было фиксированной разрядности чисел: и для целых, и для реальных чисел она была такой, какой ее задавал программист. Для целого числа разрядность результатов вычислений ограничивалась только объемом памяти: МИР-2 запросто возводил 999 в степень 999, выдавая на печать ВСЕ значащие цифры результата (порядка трех тысяч знаков). Неудивительно, что те, кому довелось в свое время поработать на «МИРах», через десяток лет рассматривали импортные IBM PC и Apple со встроенным Бейсиком, как до крайности примитивные и непродуманные изделия.

За пультом ЭВМ «МИР-2». В руке оператора — световое перо (фото автора, 1975 год)

В подходе к конструированию «МИРов» в полной мере проявилось достоинство Глушкова, сочетавшего в себе математика мирового уровня с общеинженерной подготовкой: напомним, как еще в детстве с помощью отца он конструировал радиоприемники и управляемые модели. В создании персональных компьютеров на Западе математики не участвовали, их авторами были инженеры-электронщики без основательной математической подготовки, что не могло не сказаться на уровне разработок. Как много потеряла отрасль от этого, можно видеть на примере присоединившегося к процессу создания первых компьютеров выдающегося математика Джона фон Неймана, которому сразу удалось далеко продвинуть теоретические основы конструирования вычислительных машин. Потому наличие теоретика Глушкова для советской компьютерной отрасли было невероятной удачей.

В конце 1960-х годов В. М. Глушков вплотную приблизился к решению проблемы принципиального изменения архитектуры ЭВМ. При разработке ЭВМ «Украина» им была предложена структура, отличная от классической модели фон Неймана. Эта машина построена не была из-за отсутствия необходимой элементной базы, но заложенные в нее идеи Виктор Михайлович в 1974 году изложил в докладе о рекурсивной ЭВМ на конгрессе Международной федерации по обработке информации (IFIP). В его выводах было заявлено, что только разработка принципиально новой «нефоннеймановской» архитектуры вычислительных систем позволит решить проблему создания суперЭВМ, производительность которых увеличивается неограниченно при наращивании аппаратных средств (в отличие от «обычных» многопроцессорных ЭВМ, где рост производительности быстро снижается с увеличением числа вычислительных ядер).

Идея построения рекурсивной ЭВМ, основанная на использовании математического аппарата рекурсивных функций, так и осталась нереализованной из-за отсутствия в то время необходимой технической базы. Однако сам принцип вошел в арсенал современной информатики: рекурсивные функции изучает сейчас любой студент по специальностям, связанным с программированием.

В конце 1970-х годов Глушков предложил принцип макроконвейерной архитектуры ЭВМ со многими потоками команд и данных (архитектура MIMD по современной классификации), как принцип реализации «нефоннеймановской» архитектуры и получил авторское свидетельство на данное изобретение. Этот принцип в дальнейшем был реализован в макроконвейерной ЭВМ в Институте кибернетики под руководством В. М. Глушкова С. Б. Погребинским (главный конструктор), В. С. Михалевичем, А. А. Летичевским, И. Н. Молчановым. Машина ЕС-2701 (1984) и вычислительная система ЕС-1766 (1987) были переданы в серийное производство на Пензенский завод ЭВМ. На тот период это были самые мощные в СССР вычислительные системы с номинальной производительностью, превышающей рубеж 1 млрд оп./с. При этом в многопроцессорной системе обеспечивались почти линейный рост производительности по мере наращивания вычислительных ресурсов и динамическая реконфигурация.

Выдающийся конструктор вычислительной техники Сергей Алексеевич Лебедев.
Родился Сергей Алексеевич 2 ноября 1902 г. в Нижнем Новгороде.

В 1921 году С. А. Лебедев поступил в Московское высшее техническое училище им. Н. Э. Баумана на электротехнический факультет. В институте С.А.Лебедев сразу приобщился к научному творчеству. Специализировался в области техники высоких напряжений. Его учителями и научными руководителями были выдающиеся русские ученые-электротехники профессора К. А. Круг, Л. И. Сиротинский и А. А. Глазунов. Все они принимали активное участие в разработке знаменитого плана электрификации СССР — плана ГОЭЛРО. Для разработки этого плана и, главное, для его успешного осуществления потребовались уникальные теоретические и экспериментальные исследования. Из всех возникших при этом проблем С. А. Лебедев, еще будучи студентом, основное внимание уделял проблеме устойчивости параллельной работы электростанций. И следует сказать, что он не ошибся в выборе — весь дальнейший отечественный и зарубежный опыт создания высоковольтных энергообъединений определил проблему устойчивости как одну из центральных, от решения которой зависит эффективность дальних электропередач и энергосистем переменного тока.

Получил в апреле 1928 г. диплом инженера-электрика. Его дипломная работа, выполненная под руководством выдающегося учёного К.А. Круга, была посвящена проблеме устойчивости параллельной работы электростанций и имела большое научное и практическое значение.
С.А.Лебедев стал преподавателем МГТУ им. Баумана и одновременно старшим научным сотрудником Всесоюзного электротехнического института им. В.И. Ленина (ВЭИ). Вскоре он возглавил группу, а затем и лабораторию электрических сетей. В те страшные 30-е годы, когда подсиживание и доносительство были обычным явлением, в отделе ВЭИ, которым заведовал Сергей Алексеевич, сотрудники чувствовали себя уверенно и спокойно.

В 1935 г. он получил звание профессора, а в 1939 г. защитил докторскую диссертацию, не будучи кандидатом наук. В её основу была положена разработанная им теория искусственной устойчивости энергосистем.

Примечательной чертой научной деятельности Лебедева, проявившейся с самого ее начала, было органическое сочетание большой глубины теоретической проработки с конкретной практической направленностью.
Почти каждая работа учёного в области энергетики требовала создания вычислительных средств для выполнения расчётов в процессе её проведения либо для включения их в состав разрабатываемых устройств.

В 1936—1937 годах в его отделе начались работы по созданию дифференциального анализатора для решения дифференциальных уравнений. Уже тогда С. А. Лебедев задумывался над принципами создания цифровых вычислительных машин, в основе которых лежала бы двоичная система счисления.

В связи с началом войны, его отдел ориентируют на оборонную промышленность. В сентябре 1941 г. Сергей Алексеевич эвакуировался с ВЭИ в Свердловск.
В 1945 г. Лебедев создал первую в стране электронную аналоговую вычислительную машину для решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений, которые часто встречаются в задачах, связанных с энергетикой.

Двоичная система также не осталась вне поля зрения учёного. Его жена, Алиса Григорьевна, вспоминает, как в первые месяцы войны по вечерам, когда Москва погружалась в темноту, муж уходил в ванную комнату и там при свете газовой горелки писал непонятные ей единицы и нолики.

В 1946 г. С.А.Лебедев был избран академиком Академии наук Украины и переехал в Киев. Он стал директором Института энергетики. Через год на базе этого института были созданы два — электротехники и теплоэнергетики. С.А.Лебедев был назначен директором Института электротехники. Здесь совместно с Л.В. Цукерником С.А. Лебедев выполнил исследования по управлению энергосистемами и разработку устройств автоматики, повышающих устойчивость энергосистем.
В 1947 году в Институте электротехники организуется лаборатория моделирования и вычислительной техники
С осени 1948 г. С.А. Лебедев начал разработку Малой электронной счетной машины (МЭСМ) — первого отечественного компьютера. Уже через год после начала работ (МСЭМ) была определена принципиальная схема блоков машины. А в скором времени МСЭМ монтируют в двухэтажном здании бывшего монастыря в Феофании.
6 ноября 1950 года производиться пробный пуск МЭСМ. Уже на этом этапе она может решать задачи вида Y''+Y=0; Y(0)=0; Y(?)=0;
На то момент подобная машина работала лишь в Англии — EDSAC Мориса Уилкса, 1949 г., причем в EDSAC арифметическое устройство было последовательным.

В марте 1950 г. он был назначен заведующим лабораторией Института точной механики и вычислительной техники (ИТМ и ВТ), директором которого стал М.А. Лаврентьев.
Параллельно С.А. Лебедев начал разработку Быстродействующей электронной счетной машины (БЭСМ). Разработку арифметического устройства БЭСМ С.А. Лебедев поручил П.П. Головистикову, а устройства управления — К.С. Неслуховскому. Над БЭСМ трудились и студенты-практиканты из вузов, выполнившие дипломные работы — макетирование отдельных блоков и описание соответствующих разделов эскизного проекта БЭСМ: В.С. Бурцев, В.А. Мельников, А.Г. Лаут, И.Д. Визун, А.С. Федоров и Л.А. Орлов. Всего в составе лаборатории №1 к весне 1951 г. насчитывалось около 50 человек.
На всех этапах работы Сергей Алексеевич показывал личный пример самоотверженности. После насыщенного трудового дня он до 3-4 часов ночи просиживал за пультом или осциллографом, активно участвуя в отладке машины.

К 25 декабря 1951 г. МЭСМ прошла испытания и была принята в эксплуатацию Комиссией АН СССР во главе с академиком М.В. Келдышем.

В 1952 г. на МЭСМ решались важнейшие научно-технические задачи из области термоядерных процессов (Я.Б. Зельдович), космических полетов и ракетной техники (М.В. Келдыш, А.А. Дородницын, А.А. Ляпунов), дальних линий электропередач (С.А. Лебедев), механики (Г.Н. Савин), статистического контроля качества (Б.В. Гнеденко).

В апреле 1951 г. Государственная комиссия под председательством М.В. Келдыша приняла эскизные проекты машин БЭСМ и «Стрела».

В первом квартале 1953 г. БЭСМ была налажена, а в апреле 1953 г. принята Государственной комиссией в эксплуатацию. В связи с дефицитом электронных трубок, которые поставлялись тогда только для «Стрелы», первые три года БЭСМ эксплуатировалась с памятью на акустических ртутных трубках. Это снизило производительность БЭСМ до уровня «Стрелы» и добавило немало забот. Масса ртути для РЗУ полного объема должна была составлять несколько сотен килограммов. РЗУ включало 70 ртутных трубок длиной около метра: 64 хранящих, одна трубка следила за тактовой частотой, 5 были запасными. Все трубки размещались в огромном термостате, смонтированном в специальном помещении с вытяжными шкафами, где выполнялись работы с ртутью.
В 1956 г. БЭСМ была принята Государственной комиссией вторично — с памятью на потенциалоскопах.
Она выполняла в среднем 8 тыс. трехадресных операций в секунду. Максимально возможная ее производительность составляла 10 тыс. операций в секунду.

В 1956 г. доклад С.А. Лебедева о БЭСМ на международной конференции в Дармштадте произвел сенсацию — БЭСМ была на уровне лучших американских машин и самой быстродействующей в Европе.

В 1958 г. БЭСМ с памятью на ферритовых сердечниках емкостью 2048 слов передали в серийное производство, она выпускалась под названием БЭСМ-2 заводом им. Володарского.

В 1953 г. по рекомендации М.А. Лаврентьева, ставшего вице-президентом АН СССР, С.А. Лебедев был назначен директором ИТМ и ВТ. В 1953 г. его избрали действительным членом АН СССР.

В 1955 г. С.А. Лебедев начал разработку М-20 (цифра в названии указывала на ожидаемое быстродействие — 20 тыс. оп./с). Такой скорости вычислений тогда не имела ни одна машина в мире. Постановлением Правительства СССР создание М-20 было поручено ИТМ и ВТ и СКБ-245. С.А. Лебедев стал главным конструктором, М.К. Сулим (СКБ-245) — его заместителем. Идеологию и структуру М-20 разрабатывал С.А. Лебедев, систему команд — М.Р. Шура-Бура, схемотехнику элементной базы — П.П. Головистиков. М.К. Сулим руководил разработкой технической документации и изготовлением опытного образца в СКБ-245.

В 1958 г. Государственная комиссия принята М-20 и рекомендовала ее в серийное производство.

Впервые в отечественной практике в М-20 С.А. Лебедевым с целью повышения производительности были реализованы автоматическая модификация адреса, совмещение работы арифметического устройства и выборки команд из памяти, введение буферной памяти для массивов данных, выдаваемых на печать, совмещение ввода и вывода данных со счетом, использование полностью синхронной передачи сигналов в логических цепях.

Позднее были разработаны полупроводниковые варианты М-20, реализующие ту же архитектуру: М-220 и М-222 (главный конструктор — М.К. Сулим); БЭСМ-3М и БЭСМ-4 (главный конструктор — О.П. Васильев).

ИТМ и ВТ после завершения работ по ламповым БЭСМ-2 и М-20 начал проектирование полупроводниковой БЭСМ-6, которая обладала быстродействием 1 млн. оп./с. Главным конструктором БЭСМ-6 был С.А. Лебедев, заместителями — его ученики В.А. Мельников и Л.Н. Королев.

В 1967 г. Государственная комиссия под председательством М.В. Келдыша приняла БЭСМ-6 с высокой оценкой и рекомендовала ее к серийному производству.

БЭСМ-6 имела полное программное обеспечение. В его создании принимали участие многие ведущие программисты страны.

На основе БЭСМ-6 были созданы вычислительные центры коллективного пользования для научных организаций, системы автоматизации научных исследований в ядерной физике и других областях науки, информационно-вычислительные системы обработки информации в реальном времени. Она использовалась для моделирования сложнейших физических процессов и процессов управления, в системах проектирования программного обеспечения для новых ЭВМ.

БЭСМ-6 выпускалась Московским заводом Счетных аналитических машин (САМ) в течение 17 лет. За разработку и внедрение БЭСМ-6 ее создатели (из ИТМ и ВТ — С.А. Лебедев, В.А. Мельников, Л.Н. Королев, Л.А. Зак, В.Н. Лаут, В.И. Смирнов, А.А. Соколов, А.Н. Томилин, М.В. Тяпкин, от завода САМ — В.А. Иванов, В.Я. Семешкин) были удостоены Государственной премии.

В начале 70-х годов Сергей Алексеевич Лебедев уже не мог руководить Институтом точной механики и вычислительной техники, в 1973 году тяжелая болезнь вынудила его оставить пост директора. Но он продолжал работать дома. Суперкомпьютер “Эльбрус” — это последняя машина, принципиальные положения которой были разработаны академиком Лебедевым и его учениками. Он был ярым противником начавшегося в начале 70-х годов копирования американской системы IBM/360, которая в отечественном варианте стала называться ЕС ЭВМ. Он понимал, к каким последствиям это приведет, но уже был не в силах воспрепятствовать этому процессу.

3 июля 1974 г. Петр Петрович Головистиков, приехавший из Киева, посетил Сергея Алексеевича в больнице и рассказал, что побывал в Феофании, где когда-то создавалась МЭСМ. Лебедев внимательно слушал, но смотрел не на него, а куда-то вдаль. Петр Петрович запомнил этот взгляд на всю жизнь. Потом тяжелобольной ученый оживился — возможно, вспомнились до предела трудные, но такие памятные счастьем исполненного замысла годы, проведенные в Киеве. Этот день был последним в жизни великого Труженика, гениального Ученого, прекрасного Человека — Сергея Алексеевича Лебедева. Он похоронен на Новодевичьем кладбище.

Имя С.А. Лебедева теперь носит ИТМ и ВТ. Ученики С.А. Лебедева создали свои научные школы и коллективы. Ряд его работ, к сожалению, остался незаконченным. По главным направлениям намеченным С А. Лебедевым, работают целые научные коллективы.
Итогом деятельности С.А. Лебедева стал выпуск более 50 научных трудов.
Под его руководством были созданы 15 типов ЭВМ, начиная с ламповых (БЭСМ-1, БЭСМ-2, М-20) и заканчивая современными суперкомпьютерами на интегральных схемах.
В год девяностопятилетия с дня рождения С.А.Лебедева пришло признание заслуг учёного из-за границы. Как пионер вычислительной техники он был награжден медалью Межнародного компьютерного общества (IEEE* Computer Society), на которой написано: «Сергей Алексеевич Лебедев. Разработчик и конструктор первого компьютера в Советском Союзе.»
Российская академия наук учредила премию имени С. А. Лебедева — за выдающиеся работы в области разработок вычислительных систем.

В этом году исполнилось бы 90 лет великому уму, одному из пионеров отечественной вычислительной техники — Николаю Яковлевичу Матюхину.

Выпускник Радиотехнического факультета МЭИ, талантливый ученик Исаака Семеновича Брука, ведущий разработчик, позже доктор технических наук, профессор, член-корреспондент АН СССР — он стоял в начале зарождения электронно-вычислительного машиностроения в СССР. Душа коллектива, главный двигатель, творческий лидер в лаборатории электрических систем Энергетического института АН СССР (ЭНИН) Исаака Семеновича Брука — «полулегальная» святая святых, где были созданы ЭВМ М-1 (в ней реализована архитектура фон Неймана) и М-3. Каким был путь Николая от отвергнутого кадровой комиссией студента при подаче документов в аспирантуру до главного конструктора специализированных ЭВМ для противовоздушной обороны страны?

Начало прошлого века было бурным и тяжелым: назревающая революция, усиливающееся противостояние между царским правительством и радикальной оппозицией. Отец — Яков Васильевич Матюхин из простых крестьян, дата рождения — 1880 год, место рождения — с. Городец Выгоничского района Брянской области; активно участвовал в революционном движении, в начале 1900 годов был членом районного комитета СДРП Выборгской стороны Петрограда; был лично знаком со многими известными в истории членами СДРП, среди них Калинин, Сталин, Орджоникидзе. Конспиративная квартира Матюхина часто становилась их местом собрания. Отойдя от полит деятельности, Яков занял место среди рабочего класса, зарабатывая на хлеб профессией техника-электрика. В 1932 году, все еще будучи под покровительством Калинина, Матюхин переехал в столицу, здесь семье была предоставлена хорошая квартира по адресу г. Москва ул. Грановского (так с 1920 по 1992 назывался Романов переулок). Здесь расположены жилые дома в непосредственной близости от Кремля, в которых проживали семьи первых лиц государства (Хрущев, Фрунзе).

ул. Грановского

Орловский централ — спецтюрьма НКВД

Нелегкие времена настали для семьи Матюхиных после ареста главы семейства: из столицы их выселили, а личные вещи пришлось продать, средств хватило лишь на покупку небольшой комнатки в поселке Солнцево (подмосковье). С августа 1941 года (на время войны) Матюхины были вынуждены переехать на время в Пензу к родственникам.

Мать — Маргарита Федоровна Матюхина — весьма образованная женщина, год ее рождения датируется 1895 годом, место рождения — город Бобров Воронежской области, ее отец занимал должность писаря в гимназии. Это была старинная, просвещенная семья Переверзевых. Брат Маргариты — Валериан Федорович был довольно-таки известной личностью, профессором литературы в Московском университете, рецензентом Достоевского и Гоголя. Маргарита, после окончания гимназии, поступила на работу в начальную школу. После встречи с отцом Матюхина не работала, занималась ведением домашнего хозяйства. Когда родился Коля (1927 год), мать львиную долю своего времени и сил посвятила воспитанию и образованию сына.

Годы учебы

В 8 лет (1935 год) Николай Матюхин пошел учиться в школу, предметы ему давались с легкостью, родители не могли нарадоваться успехам чада. После успешного окончания учебного заведения в 1944 году, поступил на радиотехнический факультет в Московский энергетический институт. «Сын врага народа» грыз гранит науки «блестяще» и даже получил диплом с отличием, его влекли радиопередающие устройства УКВ диапазона, выбрав кафедру передатчиков, попытался подать документы на поступление в аспирантуру МЭИ, но кадровая комиссия «забраковала» его кандидатуру. Еще студентом, Николай участвовал в научных исследованиях, ему были вручены два авторских свидетельства — за изобретение новой системы радиопередатчика с повышенным КПД. Судьба была благосклонна к талантливому парню: его местом работы стала лаборатория И. С. Брука. Благодаря учителю в лице Брука, изначально разглядевшего в парне одаренного будущего специалиста, Матюхин начал свой карьерный путь.

И. С. Брук

Заканчивая радиотехнический факультет МЭИ, я всерьез увлекся работой в области УКВ радиопередающих устройств и даже не представлял себе крутого поворота, который ожидал меня после окончания института. Через месяц после защиты диплома меня пригласил к себе проректор МЭИ Чурсин и познакомил с невысоким, чрезвычайно живым и энергичным человеком, который принялся дотошно выспрашивать о моих интересах и моей работе. В заключение он пригласил меня на «современную» работу в один из институтов Академии наук. Это был член-корреспондент АН СССР И.С. Брук, мой будущий наставник и руководитель.

Немногочисленная, в сравнении с группами академика С.А. Лебедева (ИТМ и ВТ АН СССР) или группой НИЦЭВТ Ю.Я. Базилевского, группа в лаборатории Брука чем-то напоминала семью. Выпускники МЭИ, МАИ и Горьковского университета — молодые начинающие инженеры — не представляли насколько может быть сложной их работа над созданием малых ЭВМ, видимо потому и приступали к выполнению заданий со всем присущим им энтузиазмом. Сама же лаборатория частично находилась в основном здании ЭНИНа, а частично — на первом этаже и в подвальном помещении здания рядом (дом №18 по Ленинскому проспекту). Из воспоминаний Матюхина: работать в коллективе под руководством Брука было интересно и весело. Часто Николай оставался ночевать на диване в лаборатории, так как проживал в Солнцево и, заработавшись, просто не успевал вернуться домой.

В лабораторию он познакомился со своей будущей женой — Александриди Тамарой Миновной, с которой счастливо прожили бок о бок 34 года жизни, воспитали сына Бориса (Матюхин усыновил сына Тамары) и дочь Катерину. Ее пленил этот интеллигентный, воспитанный, высокий молодой человек, Коля. Свою дипломную работу, посвященную разработке запоминающего устройства на электронно-лучевых трубках Тамара Миновна писала под его руководством. Много времени помимо работы они проводили вместе. Их объединяли общие увлечения туризмом, лыжными походами и конечно же совместный труд в одном коллективе. Из ее воспоминаний об их досуге:

… в субботу вечером мы собирались, ехали на электричке до Истринского водохранилища и там проводили воскресенье, а оттуда сразу на работу. Агитпоходы устраивали отличные, и пешие и лыжные. Мы в то время очень увлекались волейболом. Волейболом я увлекла и в нашу лабораторию. Она размещалась на Калужской улице, дом 18, рядом был Нескучный сад. И мы там в обеденный перерыв натягивали сетку между деревьями, и все играли в волейбол

Первой производственной задачей Николая Матюхина в лаборатории стала сборка комбинационного трехвходового сумматора на ламповых диодах 6x6. В 50 годах наблюдался, мягко сказать, дефицит учебников, студенты прилежно записывали и хранили конспекты с лекциями, откуда потом и черпали знания для решения поставленных задач. Николай параллельно с учебой в институте посещал вечерние курсы английского языка, чтобы в достаточной мере владеть языком для прочтения англоязычных технических текстов.

Молодой специалист — Николай Матюхин под руководством Брука углубился в проблему построения цифровых вычислительных машин, ставшей первой ступенью лестницы под названием «создание первой отечественной ЦВМ». Молодому коллективу Брука во главе с главным разработчиком Матюхиным был задан новый вектор в работе — создание автоматической цифровой вычислительной машины. Вскоре М-1 была завершена.

ЭВМ М-1

Сам выбор системы команд был для нас делом непростым – в то время общепринятой и наиболее естественной считалась трехадресная система, шедшая еще от работ фон Неймана, которая требовала достаточно большой разрядности регистрового оборудования и памяти. Наши ограниченные возможности стимулировали поиск более экономных решений.

Удивительно, но факт, разработка М-1 проходила параллельно с работой над МЭСМ в Институте точной механики и вычислительной техники (ИТМиВТ АН СССР) под руководством академика С. А. Лебедева. Все работы были засекречены, двум коллективам разработчиков удалось прийти к классической архитектуре ЦВМ с хранимой программой почти одновременно. Трехадресная система команд была заменена на двухадресную систему команд, а в логических схемах арифметики и управления машины были применены купроксные выпрямители, а не электронные лампы, благодаря чему само количество электронных ламп значительно сократилось (730 электронных ламп), а надежность выросла на порядок.

Блок-схема М-1

Что представляла собой АЦВМ:

арифметический узел (АУ, 330 ламп)
запоминающее устройство (ЗУ, 120 ламп) из медленно действующей магнитной памяти и быстродействующей электростатической памяти (80 ламп)
главный программный датчик (ГПД, 200 ламп)
устройство ввода и вывода данных (УВВ) — телетайп

Блок схема магнитной памяти М-1

Конструкция ЭВМ представляла собой три стойки. Программный датчик, арифметический узел, запоминающее устройство размещались на этих стойках, под телетайп был отведен стол, кабеля соединяли устройство со стойками.

В лаборатории Брука в дело шло все, так как часто не было надобных составляющих и различных деталей, на помощь приходила «захваченная» немецкая электроника, а именно — купроксные выпрямители, осциллографические трубки, армейский телетайп, электронные лампы пентоды (позже замененные на отечественные аналоги лампы 6Ж4). Машину установили в помещении 15 квадратных метров, соорудили возвышение (1,5 м x 1,5 м) с прямоугольной вентиляционной колонной в центре. Три стойки находились по сторонам колонны, а под возвышением — вентилятор для охлаждения стоек.

Матюхин руководил одаренным и упорным в работе коллективом лаборатории, нельзя не упомянуть Т. М. Александриди, М. А. Карцева, А. Б. Залкинда, Л. М. Журкина, Ю. В. Рогачева.

ЭВМ М-3

Во главе с Матюхиным в 1953 году началась разработка М-3, ставшей воплощением концепции И. С. Брука по созданию малых компьютеров для инженерных расчетов и прототипом ЭВМ «Минск». М-1 и М-3 относятся к первому поколению ЭВМ. Составные ЭВМ М-3:

арифметического узла (АУ)
программного датчика (ПД)
запоминающего устройства (ЗУ — это вращающийся барабан, покрытый ферромагнитным слоем, емкостью в 2048 30-разрядных двоичных чисел)
устройства ввода и вывода (трансмиттер Т-50 и рулонный телетайп)

М-3 после визита академика В. А. Амбарцумян в Москву в 1954 году (М-3 изначально не входила в государственные планы, а работа над ее созданием была всего лишь инициативой), который приехал с целью приобрести для Академии наук Вирмении ЭВМ и обратился за помощью к директору ВНИИЭМ А. Г. Иосифьяну, а тот в свою очередь к И. С. Бруку, была передана в серийное производство.

Вечерняя аспирантура, сдача экзаменов, защита диссертации… Все успевал молодой инженер параллельно с конструированием машин.

Работа в НИИ автоматической аппаратуры (НИИАА) Минрадиопрома

Вторая половина 50 годов проходила под знаменем научно-технической революции, и Матюхин в полной мере понимал неизбежность автоматизации наиболее трудоемких процессов управления новыми технологиями и необходимость создания автоматизированных систем управления. Именно в это время Матюхин Николай Яковлевич во всей полноте раскрыл присущий ему талант великого инженера и конструктора. 1957 год стал началом работы в качестве главного конструктора НИИ автоматической аппаратуры (НИИАА) Минрадиопрома. Здесь он трудился над созданием системы управления ПВО (аналогия американской «SAGE»). В этом же году стартовали работы по созданию первой ЭВМ «Тетива». УВМ «Тетива-1», «Тетива-2» и «Тетива-2М», которые создавались для работы в сложных климатических условиях; началось их серийное производство, а Николай Яковлевич стал конструктором не только лишь стационарных машины, но и специализированных вычислительных комплексов. Эксплуатация УВМ насчитывает не один год, что свидетельствует о высокой эффективности и надежности машин.

Американская система «SAGE» — Semi-Automatic Ground Environment

Под бдительным оком Николая был разработан двухмашинный вычислительный комплекс (1960 год), который проводил первичную обработку радиолокационной информации в реальном масштабе времени, в основе комплекса — ЭВМ под кодовым названием ТПУ (типовое пересчетное устройство).

ЭВМ «Тетива»

ЭВМ «Тетива», обеспечивающая первичную обработку радиолокационной информации, была первой отечественной ЭВМ с микропрограммным управлением и состояла из:

центрального устройства управления (ЦУУ)
арифметического устройства (АУ), использующего только прямые коды операндов
оперативного запоминающего устройства (ОЗУ)
долговременного запоминающего устройства (ДЗУ)
памяти программ
устройства связи с внешними устройствами (УСВ)

С 1968 по 1973 год Матюхин занимался разработкой универсальных ЭВМ семейства «Исеть» — ЭВМ в первых отечественных модульных многомашинных системах.

1963–1965 годы ознаменовались для коллектива Матюхина построением первых мобильных вычислительных машин 5Э63 и 5Э63.1. Задание координировать действия сил ПВО усложнялась, так как количество самолетов наведения возрастало и само наведение должно было осуществляться с трех направлений. Так возник мобильный командный пункт (КП) бригады ЗРК, который был совмещен с пунктом наведения истребительного авиационного полка. ЭВМ для передвижных систем должны были быть «ни на грамм тяжелее, ни на миллиметр больше», обеспечен доступ к ним на случай поломки, на устранение которой требовалось бы минимум времени. КП состоял из двух ЭВМ, на случай выхода основной обработка информации выполнялась на резервной. Производительность ЭВМ микропрограммного управления достигла 50 тысяч операций в секунду, объем ОЗУ составлял 8 Кбайт, ПЗУ – 16 Кбайт, элементная база — схемы на переключателях тока.

1967 год — начало разработки 5Э76, это была EC машина в блочном исполнении с микропрограммным принципом управления. В 1969 году она была модернизирована — 5Э76-Б. Николай Яковлевич внес свою лепту в идею создания глобальной сети систем ПВО. Воплощенный в ЭВМ архитектурные и технические решения смогли обеспечить безопасность и боеготовность систем. Быстродействие машин достигало 120 тысяч операций в секунду, объем ПЗУ составлял 262144 байтов, элементной базой служили гибридные микросхемы серии 217. Благодаря подключению различных внешние устройства и прямому доступу к блокам оперативной памяти, появилась возможность строить многомашинные вычислительные комплексы.

Доктор технических наук, Государственная премия СССР, член-корреспонденты АН СССР по Отделению механики и процессов управления — все это о Николае Яковлевиче. Разработка языка моделирования цифровых устройств МОДИС — еще одна заслуга Н. Я. Матюхина. Алгоритмический язык для описания цифровых автоматов (ЦА — от комбинационной схемы до вычислительного комплекса) на уровне функциональных схем и для проверки их работы. На МОДИС составлялось описание или модель ЦА, после чего модель вводилась в ЭВМ и отлаживалась по формальным правилам. От Алгол-60 отличался сокращенным набором операций и возможностью выполнения операций над векторами.

Из воспоминаний Тамары Александриди:

В личной жизни, в кругу сослуживцев, друзей, семьи Николай Яковлевич проявлял себя как очень добрый, скромный, внимательный человек, преданный друзьям, семье, своим детям. По характеру он был очень эмоциональным и увлекающимся человеком, умевшим зажечь всех окружающих своими идеями. Это относится как к работе, так и к занятиям в свободное время, например, спорту, развлечениям в кругу друзей или путешествиям

1980 год. Орден Трудового Красного Знамени

Горящее сердце великого инженера, конструктора и Человека с большой буквы перестало биться 4 марта 1984 года.

Матюхин Николай — основатель отечественной школы автоматизации проектирования средств вычислительной техники, первый всесоюзный семинар по САПР прошел под его чутким руководством, ему удавалось совмещать и преподавательскую деятельность, и исследования в области автоматизации и проектирования средств вычислительной техники, и конструкторские разработки. Он не просто жил идеей, он горел ею! Его поистине можно назвать Прометеем в истории развития вычислительной техники СССР. Своим огнем он делился с учениками, из под его пера вышло более 100 научных работ, первая в СССР монография «Применение ЦВМ для проектирования цифровых устройств». Бездонный кладезь знаний — Николай Яковлевич заслуживает восхищения не одного поколения, он пример того, как талант и всецелое посвящение себя любимому делу приводят к ожидаемому результату. Нельзя просто так проснуться утром и стать крупным специалистом в какой-либо сфере, путь к успеху долгий и тернистый, требующий порой надчеловеческих усилий.

Источники: Виртуальный компьютерный музей,
Ю. В. Ревич «ЭВМ и многопроцессорные комплексы М. А. Карцева», Ревич Ю. В. «Информационные технологии в СССР. Создатели советской компьютерной техники».

BLACK FRIDAY ПРОДОЛЖАЕТСЯ: скидка 30% на первый платёж по промо-коду BLACK30% при заказе на 1-6 месяцев!

Это не просто виртуальные серверы! Это VPS (KVM) с выделенными накопителями, которые могут быть не хуже выделенных серверов, а в большинстве случаев — лучше! Мы сделали VPS (KVM) c выделенными накопителями в Нидерландах и США (конфигурации от VPS (KVM) — E5-2650v4 (6 Cores) / 10GB DDR4 / 240GB SSD или 4TB HDD / 1Gbps 10TB доступными по уникально низкой цене — от $29 / месяц, доступны варианты с RAID1 и RAID10), не упустите шанс оформить заказ на новый тип виртуального сервера, где все ресурсы принадлежат Вам, как на выделенном, а цена значительно ниже, при гораздо более производительном «железе»!

В 1946 году профессор Сергей Алексеевич Лебедев становится директором Института электротехники АН УССР и переезжает в Киев, чтобы приступить к разработке принципов работы электронных вычислительных машин (ЭВМ).

ЭВМ с чистого листа

Это был шаг, на который решился бы далеко не каждый ученый. Дело в том, что к этому времени Сергей Алексеевич был признанным специалистом в области теории устойчивости электрических систем . Изданная им совместно с П.С. Ждановым в 1933 году и переизданная годом позже монография «Устойчивость параллельной работы электрических систем», не имела мировых аналогов . Профессору, доктору технических наук, заведующему кафедрой релейной защиты и автоматизации энергосистем МЭИ, академику АН УССР Лебедеву 44 года , его заслуги и авторитет неоспоримы, дальнейший путь в науке, казалось бы, предопределен. Но Сергей Алексеевич решает все начать с чистого листа и разработать ЭВМ.

Сергей Алексеевич Лебедев жизненную необходимость создания ЭВМ. Поэтому, отправляясь в Киев и начиная работать над проектом первой советской ЭВМ – МЭСМ (Малая Электронная Счетная Машина), Лебедев, в случае неудачи, ставил под удар всю свою научную карьеру .

Риск был действительно велик. Ведь какой-либо информации о принципах действия такого рода машин и инженерных решений, необходимых для их реализации, у Лебедева не было. В 1946 году в США был построен первый в мире компьютер – ENIAC , разработанный учеными университета Пенсильвании. Но эти работы проводились по заказу армии США, и поэтому были засекречены. Первая информация о самом факте существовании такой машины появилась только в 1949 году, когда принципиальная схема работы МЭСМ уже сложилась , и Сергей Алексеевич сформировал рабочий коллектив для технической реализации своих идей.

Так, по воспоминаниям Алисы Григорьевны Лебедевой, жены Сергея Алексеевича, в самом начале войны, в 1941 году, Сергей Лебедев уже начал разрабатывать принципы работы электронных машин . Но потребности оборонной промышленности заставили отложить эти работы на долгие пять лет.

В чем Лебедев опередил американцев

Тем не менее, кое в чем Лебедеву удалось опередить американцев . Дело в том, что ENIAC использовал привычную всем нам десятичную систему исчисления, тогда как МЭСМ – двоичную, ныне принятую во всем мире . И эта идея пришла к Сергею Алексеевичу еще в 1941 году .

Алиса Григорьевна вспоминала, что именно в это время она находила среди бумаг мужа листки, исписанные странными последовательностями нулей и единиц .

Все сущности, процессы и явления нашего мира на "языке компьютера" выглядят как последовательности нулей и единиц

Более того, знаменитая статья американских ученых Фон Неймана, Голдстайна и Бёркса «Предварительное рассмотрение логической конструкции электронно-вычислительного устройства», где обосновывались преимущества двоичной арифметики , вышла в свет только в 1946 году .

Первая советская электронно-вычислительная машина была сконструирована и введена в эксплуатацию недалеко от города Киева. С появлением первого компьютера в Союзе и на территории континентальной Европы связывают имя Сергея Лебедева (1902-1974 гг.). В 1997 году ученая мировая общественность признала его пионером вычислительной техники, и в том же году Международное компьютерное общество выпустило медаль с надписью: «С.А. Лебедев — разработчик и конструктор первого компьютера в Советском Союзе. Основоположник советского компьютеростроения». Всего при непосредственном участии академика было создано 18 электронно-вычислительных машин, 15 из которых переросли в серийное производство.

В 1944-м, после назначения на должность директора Института энергетики АН УССР, академик с семьей переезжает в Киев. До создания революционной разработки остается еще долгих четыре года. Данный институт специализировался по двум направлениям: электротехническое и теплотехническое. Волевым решением директор разделяет два не совсем совместимых научных направления и возглавляет Институт электроники. Лаборатория института переезжает в предместье Киева (Феофания, бывший монастырь). Именно там и воплощается в жизнь давнишняя мечта профессора Лебедева — создать электронно-цифровую счетную машину.

В 1948 году первый компьютер был собран.

Устройство занимало почти 60 м2 полезного пространства. Конструкция имела множество элементов, в том числе и нагревательных.

При работе машины выделялось столько тепла что при ее рабол=те приходилось разбирать часть кровли. При всё при этом эту "махину" назвали просто—Малая Электронная Счетная Машина (МЭСМ).

Она могла производить до трех тысяч счетно-вычислительных операций в минуту, что по меркам того времени было заоблачно много. МЭСП основана на электронно ламповой системе которая уже была опробована западными коллегами в 1943 году.

Всего в МЭСМ было использовано порядка 6 тысяч различных электронных ламп, устройству требовалась мощность в 25 кВт. Программирование происходило за счет ввода данных с перфолент или в результате набора кодов на штекерном коммутаторе. Вывод данных производился посредством электромеханического печатающего устройства или путем фотографирования.

двоичная с фиксированной запятой перед старшим разрядом система счета;
17 разрядов (16 плюс один на знак);
емкость ОЗУ: 31 для чисел и 63 для команд;
емкость функционального устройства: аналогичная ОЗУ;
трехадресная система команд;
производимые вычисления: четыре простейших операции (сложение, вычитание, деление, умножение), сравнение с учетом знака, сдвиг, сравнение по абсолютной величине, сложение команд, передача управления, передача чисел с магнитного барабана и пр.;
вид ПЗУ: триггерные ячейки с вариантом использования магнитного барабана;
система ввода данных: последовательная с контролем через систему программирования;
моноблочное универсальное арифметическое устройство параллельного действия на триггерных ячейках.

Несмотря на ряд существенных ограничений, первый компьютер, сделанный в СССР, работал в соответствии с требованиями своего времени. По этой причине машине академика Лебедева было доверено проводить расчеты по решению научно-технических и народно-хозяйственных задач. Опыт, накопленный в процессе разработки машины, был использован при создании БЭСМ, а сама МЭСМ рассматривалась в качестве действующего макета, на котором отрабатывались принципы построения большой ЭВМ. Первый «блин» академика Лебедева на пути развития программирования и разработок широкого круга вопросов вычислительной математики не оказался комом. Машину применяли как для текущих задач, так и рассматривали прототипом более усовершенствованных аппаратов.

Успех Лебедева был высоко оценен в высших эшелонах власти, и в 1952 году академик получил назначение на руководящую должность института в Москве. Малая электронная счетная машина, произведенная в единичном экземпляре, использовалась до 1957 года, после чего устройство демонтировали, разобрали на составляющие и поместили в лабораториях Политехнического института в Киеве, где части МЭСМ служили студентам в лабораторных исследованиях.

Читайте также: