Кто был конструктором первых отечественных эвм доклад
Обновлено: 04.05.2024
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.
Сегодня выражение ЭВМ «Электронная вычислительная машина» напрочь изжило себя. На замену ему пришло новое, более удобное слово с иноязычными корнями «компьютер». По данным некоторых исследований, по всему миру личным компьютером владеет практически 61% всего населения Земли. А ведь каких-то 50–60 лет назад никто и подумать не мог, что компьютеры смогут стать новой и невероятно огромной нишей в коммерции. Помимо этого, эргономика компьютеров каждое десятилетие менялась.
Раньше, в эпоху ранних, еще электронно–механических ЭВМ, которые по своим возможностям мало чем отличались от современного калькулятора занимали огромные, специально отведенные помещения. Вот например, самый первый представитель компьютеров (ЭВМ) ранней эпохи — «ENIAC», разработанный учеными из Пенсильванского университета по заказу Армии Соединенных Штатов. Потреблял он практически 150 киловатт энергии, а весил 30 тонн. На графике вы можете увидеть разницу в производительности между современными вычислительными станциями и «ENIAC»:
График разницы производительности во флопсах
Впечатляет. Сегодня даже смартфон, который умещается у нас на ладони, в миллионы раз превосходит то, что было десятки лет назад. Но сегодня не об этом. В этой статье я хочу рассказать вам о заслугах наших отечественных инженеров, о вкладе, который они внесли в развитие всей компьютерной индустрии.
Первая ЭВМ в СССР
МЭСМ
С. А. Лебедев
Машина была сконструирована через два года, в 1950–м. А смонтирована в бывшем двухэтажном общежитии при женском монастыре в Феофании под Киевом. ЭВМ могла выполнять три тысячи операций в секунду, при этом потребляя 25 киловатт электроэнергии. Состояло это все чудо технологического прогресса из шести тысяч вакуумных ламп–проводников. Площадь отведенная под всю систему составляла 60 квадратных метров. Также одной из особенностей «МЭСМ» являлась поддержка трехадресной системы команд и возможность считывания данных не только с перфокарт, но и с магнитных ленточных носителей. Нахождение корня дифференциального уравнения стало первым вычислением, обработанным при помощи «МВЭМ». Спустя год (в 1951–м) инспекцией академии наук, «МЭСМ» Лебедева была утверждена и принята на постоянную эксплуатацию в военной и промышленной сфере.
«БЭСМ–1»
Процесс работы на БЭСМ–1
В 1953 году, снова под крылом Сергея Лебедева была разработана Большая Электронная Счетная Машина первого поколения (БЭСМ–1). К сожалению, выпущена она была лишь в одном экземпляре. Вычислительные возможности «БЭСМ» стали аналогичны вычислительным машинам США того времени, а также «БЭСМ–1» стала самой продвинутой и производительной ЭВМ в Европе. На протяжении практически 6 лет машина неоднократно модернизировалась инженерами. Благодаря чему её производительность смогла достигнуть 10 тысяч операций в секунду. В 1958 году после очередной модернизации было принято решение переименовать «БЭСМ–1» в «БЭСМ–2» и пустить её в серийное производство. Всего было выпущено несколько десятков штук этой ЭВМ.
«Стрела»
Ю. А. Базилевский
Но первой массовой Советской ЭВМ стала легендарная «Стрела», разрабатываемая примерно в тот же период начала 50–х под эгидой главного инженера Юрия Яковлевича Базилевского.
ЭВМ «Стрела»
Вычислительная мощность «Стрелы» составляла 2 тыс. операций в секунду. Что немного уступало той же «МЭСМ» Лебедева, но тем не менее это не помешало Стреле стать самой лучшей в сфере промышленных ЭВМ. Всего на свет было выпущено 7 таких экземпляров.
ЭВМ «М–1»
Уже точно ясно, что конец 40–х и начало 50–х были очень плодотворными относительно растущего энтузиазма внедрения компьютерных систем в производственные и военные ниши бывшего Советского Союза. Вот и в Москве сотрудниками Энергетического института Кржижановского разрабатывалась своя ЭВМ, а в 1948–м году даже был подан патент на её регистрацию.
Слева — Башир Рамеев, справа — Исаак Брук
Ключевыми фигурами в этом проекте являлись Башир Рамеев и Исаак Брук. К 1951 г. ЭВМ («М–1») была сконструирована, но по своим возможностям она уступала той же МЭСМ Лебедева в стезе вычислительных мощностей. По сравнению с «МЭСМ», «М–1» ЭВМ могла выполнять лишь 20 операций в секунду, что в 150 раз меньше числа вычислений «МЭСМ». Но этот недостаток компенсировался относительной компактностью всей системы и её энергоэффективностью. Вместо 60 квадратных метров, требуемых для полного монтажа «МЭСМ», «М–1» требовалось около 10 квадратных метров, а потребление тока при работе составляло 29 киловатт. По мнению Исаака Брука, такие вычислительные машины должны быть ориентированы для малых предприятий не оперирующих большим капиталом.
Вскоре «М–1» была значительно усовершенствована. Новое имя, присвоенное второму поколению, было такое же краткое, закономерное, но при этом броское «М–2». Должен сказать, что отношение к названиям техники в Советском Союзе и России у меня особое. И кто бы что не говорил насчет их грубости и неказистости, в сравнении с американскими аналогами, наши мне нравятся больше, и лично я не представляю, чтобы эмблема условных Эльбрусов писалась или называлась иноязычно.
Но давайте вернемся к нашей ЭВМ. «М–2» стала самым лучшим «компьютером» в Советском Союзе по соотношению цены, качества и производительности. К слову, в первом компьютерном шахматном турнире, в котором соревновались множества стран, тем самым презентуя возможности и результаты своих разработок в ИТ–сфере, «М–2» одержала безоговорочную победу.
Из-за своей крайне успешности тройка лучших вычислительных машин — «БЭСМ», «Стрела» и «М–2» встали на службу для решения нужд военной обороны страны, науки и даже народного хозяйства.
Что значит «Ранние ЭВМ»?
Все, о чем я рассказал выше, является вычислительной техникой первого поколения. Определяет эту классификацию то, что все они имели большие габариты, электронные лампы и элементные базы, а также высокое потреблении электроэнергии и, к сожалению, низкую надежность и ориентированность на узкую аудиторию (преимущественно физиков, инженеров и прочих научных деятелей). Магнитные барабаны и магнитные ленты использовались в качестве внешней памяти.
Возможно кому-то могло показаться, что так было только у нас, но нет. Например, ознакомившись с разработками своих коллег из Штатов, академик Николай Николаевич Моисеев увидел те же исполинских размеров вычислительные автоматы, вокруг которых копошатся замудренные физики и математики, облаченные в белые халаты, рьяно пытающиеся устранить возникающие одну за другой неполадки. В 50–е года гордостью Америки был «IBM 701», который определенно удостоен отдельного рассказа, но это потом. Его вычислительная мощность составляла 15 тыс. операций в секунду. Чуть позже, Лебедевым была представлена следующая разработка ЭВМ «М–20».
Работа за «М–20»
Число операций, которые могла обрабатывать «М–20» в секунду составляло 20 тыс., что на 5 тыс. больше, чем у западного конкурента. Также было введено некое подобие совмещения параллельных вычислений, благодаря увеличенному в два раза, в сравнении с «БЭСМ», объему оперативной памяти. Иронично, но всего было выпущено 20 единиц системы «М–20». Тем не менее, это не препятствовало тому, что «М–20» смогла зарекомендовать себя как самая производительная и многофункциональная ЭВМ, которая к тому же была самой надежной на фоне остальных. Возможность написания кода в мнемокодах — это лишь немногая часть того, что позволяла делать «М–20». Все научные вычисления, моделирования, проводимые в СССР в XX веке, преимущественно были выполнены именно на этой машине.
Период производства и эксплуатации ранних ЭВМ в Советском Союзе продолжался еще практически 20-30 лет. В начале 60–х было начато производство ЭВМ «Урал». За все время было выпущено порядка 150 единиц техники. Основной областью применения «Урала» стали экономические расчеты.
Заключение
На сегодня это все. Спасибо большое, что дочитали до конца. В следующих частях цикла мы рассмотрим историю ЕС ЭВМ (Единых систем электронных вычислительных машин), а также домашних компьютеров производимых некогда в Советском Союзе, и конечно же не забудем про современную технику Эльбрус.
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
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 .
На протяжении всей своей славной истории наша страна всегда являлась признанным мировым лидеров в области научных изобретений. Яркий тому пример, изобретение в 1948 году в СССР первой в мире программируемой электронно-вычислительной машины.
Патент всему голова
Во время споров с западными коллегами об авторстве того или иного изобретения, нередко можно услышать мнение, что автор - это тот кто первым запатентовал изобретение, а вовсе не его создатель. Тем не менее, в отношении изобретения первой в мире ЭВМ советские ученые поступили по всем правилам своих западных коллег. 4 декабря 1948 года Государственный комитет Совета министров СССР по внедрению передовой техники в народное хозяйство зарегистрировал под номером 10475 первую в мире цифровую электронную вычислительную машину. Авторами изобретения стали двое советских ученых по фамилии Брук и Рамеев. При этом И.С. Брук впоследствии неоднократно заявлял, что его изобретение было специально создано для использования в качестве малой цифровой электро - вычислительной машины для научных лабораторий. Учитывая тот факт, что в данном устройстве использовалась зашитая в память программа, можно сказать, что в СССР появился первая в мире ЭВМ. При этом ее размеры оказались сравнительно не большими – 5 квадратных метров. Но, учитывая, что электро - вычислительная машина состояла из 730 электронных ламп, ее размеры, действительно, можно было бы назвать скромными.
Первые ЭВМ
В то же время надо отметить, что прототипы электронных вычислительных машин начали разрабатываться еще перед Второй Мировой войной, а их инженерная база была создана в Германии в первой половине 1940-х годов. После окончания войны многие из немецких разработок оказались в качестве трофеев у СССР и США, которые были успешно претворены в жизнь. Тем не менее, абсолютно все прототипы первых ЭВМ были ручными, а не автоматическими устройствами. Правда, в США еще до войны появлялись разработки полностью электронных вычислительных систем. Но они были не программируемыми. Те же устройства, в которые можно было закладывать программы, являлись электромеханическими. Существовали аналогичные системы и в СССР. В 1947 году в Киеве был создан Институт электротехники АН УСССР, в котором была образована лаборатория моделирования и вычислительной техники. Впоследствии под крышей института разрабатывались отечественные ЭВМ ни в чем не уступающие, а порой и превосходящие западные аналоги. В 1950-м году институт выделили дополнительное здание в бывшем монастыре, где было решено смонтировать электронно-вычислительную машину МЭСМ, состоящую из 6000 вакуумных ламп и способной выполнять 3000 операций в минуту. Информацию МЭСМ могла считывать как с перфокарт, так и с магнитных лент. В США подобные устройства появились лишь в 1951 году. В то же время, несмотря на то, что СССР и США практически одновременно создали свои ЭВМ, приоритет, бесспорно, остается за Советским Союзом, создавшим первые электронно-вычислительные машины на несколько лет раньше своих конкурентов из-за океана.
На заре появления компьютерной техники Советский Союз чувствовал себя довольно уверенно. В первой половине 1950-х годов советские ЭВМ были лучшими в Европе, уступали только некоторым американским коммерческим образцам. Электронные вычислительные машины широко использовались для решения различных задач, в первую очередь для проведения расчетов. Они находили применение в научной сфере и промышленности. Интерес к ЭВМ стали проявлять военные. Первые советские военные компьютеры, появившиеся в конце 1950-х годов, использовались в системах ПРО и ПВО страны.
Создание первых советских ЭВМ
Разработка не осталась незамеченной, и уже в 1950 году Сергей Алексеевич Лебедев перебрался в Москву, в Институт точной механики и вычислительной техники АН СССР (ИТМиВТ). В столице ученый приступил к разработке ещё более продвинутой ЭВМ, которая вошла в историю как Большая (быстродействующая) электронно-счётная машина (БЭСМ-1). Главным конструктором новой ЭВМ был именно академик Сергей Алексеевич Лебедев, который быстро подобрал и объединил коллектив единомышленников, в том числе из подающих большие надежды студентов. В частности, на практику в институт были направлены студенты МЭИ Всеволод Бурцев и Владимир Мельников, которые в будущем сами станут выдающимися отечественными инженерами, учеными и проектировщиками в области создания электронно-вычислительной техники.
Разработка БЭСМ-1 была полностью завершена к 1953 году. Всего была собрана одна ЭВМ, сборка осуществлялась на Московском заводе счётно-аналитических машин. Собранная в одном единственном экземпляре ЭВМ предназначалась для решения крупных производственных и научных задач. Одновременно с этим она послужила базой для разработки будущих ещё более мощных ЭВМ, а также специализированных компьютеров военного назначения.
Стоит отметить, что в начале 1950-х годов СССР справедливо считался одним из лидеров в области разработки ЭВМ. С точки зрения сегодняшнего дня это звучит как минимум необычно, так как к концу своего существования СССР это преимущество растерял, а современная Россия в области создания компьютерной техники безнадежно отстала от наиболее развитых стран мира. Однако на заре становления ЭВМ всё обстояло иначе. Собранная в 1953 году БЭСМ-1 являлась самой быстродействующей электронно-вычислительной машиной в Европе и одной из наиболее быстродействующих машин во всем мире. По быстродействию и объему памяти этот первый советский суперкомпьютер на октябрь 1953 года уступал лишь коммерческой модели американской компании IBM – IBM 701, поставки которой заказчикам начались в декабре 1952 года.
Помимо этого, электронно-вычислительная машина получила долговременное запоминающее устройство (ДЗУ) на полупроводниковых диодах, ёмкость устройства также составляла 1024 слова. В ДЗУ хранилась часть наиболее часто встречающихся подпрограмм и констант.
Дополнительно БЭСМ-1 могла работать с накопителями информации на магнитных лентах: четырех блоках, рассчитанных на 30 тысяч слов каждый, и на промежуточном накопителе на двух магнитных барабанах, которые обеспечивали хранение 5120 слов каждый. Скорость обмена информации с барабаном достигала 800 чисел в секунду, с магнитной лентой — до 400 чисел в секунду. Ввод информации в БЭСМ-1 осуществлялся при помощи фотосчитывающего устройства на перфоленте, а вывод информации производился на специальное электромеханическое печатное устройство. При этом системное программное обеспечение в машине отсутствовало.
Внешне это была достаточно массивная вычислительная машина, на создание которой ушло примерно пять тысяч электронных ламп. Конструктивно данная советская ЭВМ монтировалась на одной основной стойке, отдельно размещалась стойка ДЗУ, а также шкаф питания, так как компьютер потреблял достаточно большое количество электроэнергии – до 30 кВт (это без учета системы охлаждения). Немаленькими были и размеры ЭВМ: занимаемая площадь равнялась почти 100 квадратных метров.
Возможности ЭВМ решили использовать в системе ПРО
Появление первой советской полноценной ЭВМ БЭСМ-1 совпало с началом эпохи разработки в Советском Союзе собственной системы противоракетной обороны (ПРО). Впервые об этом в нашей стране заговорили еще в августе 1953 года. Именно тогда семь маршалов обратились к министерствам и институтам с поручением о создании средств борьбы с баллистическими ракетами противника. Такое оружие дальнего радиуса действия справедливо рассматривалось в качестве основного средства доставки ядерных зарядов к военным и промышленным объектам противоборствующих стран. Для надежного перехвата ракет необходимы были современные РЛС и новые компьютеры, которые отвечали бы за расчеты и управление радиолокационными станциями.
Специально под создание советской системы ПРО в составе КБ-1 образовали новое специальное конструкторское бюро — СКБ-30. Тогда же советская научная база и промышленность расширили кооперацию в области разработки средств, которые могли решать научно-технические задачи. В частности, ИТМиВТ Академии наук СССР получил специальное задание от КБ-1 на создание новой цифровой машины, которая по своему быстродействию должна была превзойти предыдущие образцы и стать сердцем системы управления РЛС дальнего сопровождения целей.
К 1956 году первые работы по проектированию нового комплекса были завершены, защита эскизного проекта экспериментальной системы ПРО состоялась в марте. В том же году Министерство обороны СССР выдало разрешение не постройку ГНИИП-10 – Государственного научно-исследовательского испытательного полигона, который решено было разместить в безлюдной казахской пустыне Бетпак-Дала, между западным берегом известного озера Балхаш и нижним течением рек Сарысу и Чу. Экспериментальный комплекс ПРО и новый противоракетный полигон были тесно завязаны между собой, главным конструктором всей системы стал член-корреспондент Академии наук СССР Григорий Кисунько. Одновременно с этим директор ИТМиВТ академик Сергей Лебедев выдал техническое задание на создание новой вычислительной машины, которая получила обозначение М-40 и изначально предназначалась для системы «А». Система «А» – кодовое название первого в Советском Союзе комплекса стратегической ПРО.
Задание на разработку нового суперкомпьютера получили две группы разработчиков, одну из которых возглавил Всеволод Бурцев. Обе группы успешно справились с поставленной задачей. К 1958 году были готовы две новых электронно-вычислительных машины М-40. Сборка компьютеров производилась специалистами Загорского электромеханического завода.
Первый военный компьютер М-40
На момент своего создания машина М-40 стала самой быстродействующей среди всех советских ЭВМ, которые производились в стране серийно. При этом Всеволод Бурцев предложил и реализовал на практике ряд очень важных для развития отечественной компьютерной техники решений. В военном компьютере М-40 впервые были реализованы на практике принципы распараллеливания вычислительного процесса на уровне аппаратных средств электронно-вычислительной машины. Все основные устройства М-40 (арифметическое, управления внешней памятью, ОЗУ, управления) получили автономные узлы управления и могли работать параллельно. Также впервые в СССР был реализован мультиплексный канал передачи данных. Это решение позволило без замедления вычислительного процесса ЭВМ осуществлять прием и выдачу полученной информации и данных сразу с 10 асинхронно работающих каналов, общая пропускная способность которых оценивалась в один миллион бит/с.
М-40, как и дальнейшая её модернизация, М-50 (50 тысяч операций с плавающей запятой), представляли собой сложные военные комплексы управления РЛС дальнего сопровождения и точного наведения на цель противоракет. Они отвечали за расчеты, необходимые для построения траекторий и наведения противоракет на баллистические ракеты противника. 4 марта 1961 года на специально созданном полигоне «А» в Казахстане был осуществлен первый в мировой и отечественной истории успешный перехват баллистической ракеты. Система, за расчеты траектории противоракеты в которой отвечал компьютер М-40, сумела перехватить баллистическую ракету Р-12. Перехват был осуществлен в 60 километрах от места пуска противоракеты. Согласно данным регистрирующей аппаратуры, промах противоракеты составил 31,8 метра влево и 2,2 метра по высоте при допустимом радиусе поражения 75 метров. Осколочный заряд противоракеты В-1000 успешно разрушил боеголовку Р-12, которая содержала весовой имитатор ядерного заряда.
Говоря о технических аспектах военного компьютера М-40, можно отметить, что он был создан на смешанной элементной базе, в которой использовались и электронные лампы, и ферриты, и полупроводниковые транзисторы и диоды. При этом быстродействие машины выросло до 40 тысяч операций в секунду с фиксированной запятой, что примерно в 4 раза превышало пиковые значения для БЭСМ-1. Первая полноценная военная ЭВМ получила оперативную память на ферритовых сердечниках общей емкостью 4096 40-разрядных слов. Внешняя память представляла собой магнитный барабан, рассчитанный на 6 тысяч слов. Военная ЭВМ М-40 работала в комплексе с аппаратурой процессора обмена с абонентами системы и аппаратурой хранения времени.
За создание и успешные испытания комплекса, мозгом которого были компьютеры М-40 и М-50, коллектив ведущих разработчиков ЭВМ М-40 был удостоен престижной Ленинской премии. Её получили Сергей Лебедев и Владислав Бурцев.
Читайте также: