Кто был конструктором первых отечественных эвм информатика 9 класс
Обновлено: 26.04.2024
§ 46. История ЭВМ
Основные темы параграфа:
♦ счетно-перфорационные и релейные машины;
♦ начало эпохи ЭВМ;
♦ четыре поколения ЭВМ;
♦ перспективы пятого поколения.
В § 44 рассказывалось о проекте Чарльза Бэббиджа — первой в истории попытке создания программно управляемого вычислительного автомата. Бэббиджу так и не удалось построить свою Аналитическую машину, используя техническую базу середины XIX столетия. К концу XIX — началу XX века с развитием электротехники появилась возможность снова вернуться к этой проблеме.
Счетно-перфорационные и релейные машины
В конце XIX века Герман Холлерит в Америке изобрел счетно-перфорационные машины. В них, так же как и в Аналитической машине Бэббиджа, использовались перфокарты, но только не для представления программы, а для хранения числовой информации. Каждая такая машина могла выполнять только одну определенную программу, манипулируя с перфокартами и числами, пробитыми на них. Счетно-перфорационные машины осуществляли перфорацию, сортировку, суммирование, вывод на печать числовых таблиц. На этих машинах удавалось решать многие типовые задачи статистической обработки, бухгалтерского учета и другие.
Г. Холлерит основал фирму по выпуску счетно-перфорационных машин, которая затем была преобразована в фирму IВМ — ныне самого известного в мире производителя компьютеров.
Непосредственными предшественниками ЭВМ были релейные вычислительные машины. К 30-м годам XX века получила большое развитие релейная автоматика.
В процессе работы релейной машины происходят переключения тысяч реле из одного состояния в другое.
Релейная машина «Марк-2», изготовленная в 1947 году, содержала около 13 000 реле. Одной из наиболее совершенных релейных машин была машина советского конструктора Н. И. Бессонова — РВМ-1. Она была построена в 1956 году и проработала почти 10 лет, конкурируя с существовавшими уже в то время ЭВМ. Поскольку реле — это механическое устройство, то его инерционность (задержка при переключении) достаточно велика, что сильно ограничивало скорость работы таких машин. Скорость РВМ-1 составляла 50 сложений или 20 умножений в секунду. Практически это был предел скорости для машин этого типа.
В первой половине XX века бурно развивалась радиотехника. Основным элементом радиоприемников и радиопередатчиков в то время были электронно-вакуумные лампы. Электронные лампы стали технической основой для первых электронно-вычислительных машин (ЭВМ).
Начало эпохи ЭВМ
Первая ЭВМ — универсальная машина на электронных лампах — была построена в США в 1945 году.
Эта машина называлась ENIАС (расшифровывается так: электронный цифровой интегратор и вычислитель). Конструкторами ЕNIАС были Дж. Моучли и Дж. Эккерт. Скорость счета этой машины превосходила скорость релейных машин того времени в тысячу раз.
Первый электронный компьютер ЕNIАС программировался с помощью штекерно-коммутационного способа, т. е. программа строилась путем соединения проводниками отдельных блоков машины на коммутационной доске. Эта сложная и утомительная процедура подготовки машины к работе делала ее неудобной в эксплуатации.
Основные идеи, по которым долгие годы развивалась вычислительная техника, были разработаны крупнейшим американским математиком Джоном фон Нейманом
В 1946 году в журнале «Nature» вышла статья Дж. фон Неймана, Г. Голдстайна и А. Беркса «Предварительное рассмотрение логической конструкции электронного вычислительного устройства». В этой статье были изложены принципы устройства и работы ЭВМ. Главный из них — принцип хранимой в памяти программы, согласно которому данные и программа помещаются в общую память машины.
Принципиальное описание устройства и работы компьютера принято называть архитектурой ЭВМ. Идеи, изложенные в упомянутой выше статье, получили название «архитектура ЭВМ Дж. фон Неймана».
В 1949 году была построена первая ЭВМ с архитектурой Неймана — английская машина ЕDSAС. Годом позже появилась американская ЭВМ ЕDVAС. Названные машины существовали в единственных экземплярах. Серийное производство ЭВМ началось в развитых странах мира в 50-х годах XX века.
В нашей стране первая ЭВМ была создана в 1951 году. Называлась она МЭСМ — малая электронная счетная машина. Конструктором МЭСМ был Сергей Алексеевич Лебедев
Велика роль академика С. А. Лебедева в создании отечественных компьютеров. Под его руководством в 50-х годах были построены серийные ламповые ЭВМ БЭСМ-1 (быстродействующая электронная счетная машина), БЭСМ-2, М-20. В то время эти машины были одними из лучших в мире.
В 60-х годах XX века С. А. Лебедев руководил разработкой полупроводниковых ЭВМ БЭСМ-ЗМ, БЭСМ-4, М-220, М-222. Выдающимся достижением того периода была машина БЭСМ-6. Это первая отечественная и одна из первых в мире ЭВМ с быстродействием 1 миллион операций в секунду.
Последующие идеи и разработки С. А. Лебедева способствовали созданию более совершенных машин следующих поколений.
Четыре поколения ЭВМ
Электронно-вычислительную технику принято делить на поколения. Смены поколений чаще всего были связаны со сменой элементной базы ЭВМ, с прогрессом электронной техники. Это всегда приводило к росту вычислительной мощности ЭВМ, т. е. быстродействия и объема памяти. Но это не единственное следствие смены поколений. При таких переходах, как правило, происходили существенные изменения в архитектуре ЭВМ, расширялся круг задач, решаемых на ЭВМ, менялся способ взаимодействия между пользователем и компьютером.
Первое поколение ЭВМ — ламповые машины 50-х годов XX века. Скорость счета самых быстрых машин первого поколения доходила до 20 тысяч операций в секунду (ЭВМ М-20). Для ввода программ и данных использовались перфоленты и перфокарты. Поскольку внутренняя память этих машин была невелика (могла вместить в себя несколько тысяч чисел и команд программы), то они, главным образом, использовались для инженерных и научных расчетов, не связанных с переработкой больших объемов данных.
Программы для таких машин составлялись на языках машинных команд. Это довольно трудоемкая работа. Поэтому программирование в те времена было доступно немногим.
В 1949 году в США был создан первый полупроводниковый прибор, заменяющий электронную лампу. Он получил название «транзистор». Транзисторы быстро внедрялись в радиотехнику.
В 60-х годах XX века транзисторы стали элементной базой для ЭВМ второго поколения.
Быстродействие большинства машин достигло десятков и сотен тысяч операций в секунду. Объем внутренней памяти возрос в сотни раз по сравнению с ЭВМ первого поколения.
Большое развитие получили устройства внешней (магнитной) памяти: магнитные барабаны, накопители на магнитных лентах. Благодаря этому появилась возможность создавать на ЭВМ информационно-справочные, поисковые системы. Такие системы связаны с необходимостью длительно хранить на магнитных носителях большие объемы информации.
Во времена второго поколения активно стали развиваться языки программирования высокого уровня. Первыми из них были ФОРТРАН, АЛГОЛ, КОБОЛ. Составление программы перестало зависеть от модели машины, сделалось проще, понятнее, доступнее. Программирование как элемент грамотности стало широко распространяться, главным образом, среди людей с высшим образованием.
Появились мониторные системы, управляющие режимом трансляции и исполнением программ. В дальнейшем из мониторных систем выросли современные операционные системы.
Третье поколение ЭВМ создавалось на новой элементной базе — интегральных схемах.
Первые интегральные схемы (ИС) содержали в себе десятки, затем — сотни элементов (транзисторов, сопротивлений и др.). Когда степень интеграции (количество элементов) приблизилась к тысяче, их стали называть большими интегральными схемами — БИС; затем появились сверхбольшие интегральные схемы — СБИС.
ЭВМ третьего поколения начали производиться во второй половине 60-х годов прошлого века, когда американская фирма IВМ приступила к выпуску системы машин IВМ-360. Это были машины на ИС. Немного позднее стали выпускаться машины серии IВМ-370, построенные на БИС. В Советском Союзе в 70-х годах XX века начался выпуск машин серии ЕС ЭВМ (Единая система ЭВМ) по образцу IВМ-360/370.
Переход к третьему поколению связан с существенными изменениями архитектуры ЭВМ. Появилась возможность выполнять одновременно несколько программ на одной машине. Такой режим работы называется мультипрограммным (многопрограммным) режимом.
Скорость работы наиболее мощных моделей ЭВМ достигла нескольких миллионов операций в секунду. На машинах третьего поколения появился новый тип внешних запоминающих устройств — магнитные диски. Как и на магнитных лентах, на дисках можно хранить неограниченное количество информации. Но накопители на магнитных дисках (НМД) работают гораздо быстрее, чем НМЛ. Широко используются новые типы устройств ввода/вывода: дисплеи, графопостроители.
В этот период существенно расширились области применения ЭВМ. Стали создаваться базы данных, первые системы искусственного интеллекта, системы автоматизированного проектирования (САПР) и управления (АСУ).
В 70-е годы XX века получила мощное развитие линия малых (мини) ЭВМ. Своеобразным эталоном здесь стали машины американской фирмы DЕС серии PDР-11. В нашей стране по этому образцу создавалась серия машин СМ ЭВМ (Система малых ЭВМ). Они меньше, дешевле, надежнее больших машин. Машины этого типа хорошо приспособлены для целей управления различными техническими объектами: производственными установками, лабораторным оборудованием, транспортными средствами. По этой причине их называют управляющими машинами. Во второй половине 70-х годов XX века производство мини ЭВМ превысило производство больших машин.
Очередное революционное событие в электронике произошло в 1971 году, когда американская фирма Intel объявила о создании микропроцессора.
Микропроцессор — это сверхбольшая интегральная схема, способная выполнять функции основного блока компьютера — процессора
Микропроцессор — это миниатюрный «мозг», работающий по программе, заложенной в его память. Первоначально микропроцессоры стали встраивать в различные технические устройства: станки, автомобили, самолеты. Такие микропроцессоры осуществляют автоматическое управление работой этой техники.
Соединив микропроцессор с устройствами ввода/вывода, внешней памяти, получили новый тип компьютера: микроЭВМ
МикроЭВМ относятся к ЭВМ четвертого поколения. Существенным отличием микроЭВМ от своих предшественников являются их малые габариты (размеры бытового телевизора) и сравнительная дешевизна. Это первый тип компьютеров, который появился в розничной продаже.
Самой популярной разновидностью ЭВМ сегодня являются персональные компьютеры
Появление феномена персональных компьютеров связано с именами двух американских специалистов: Стива Джобса и Стива Возняка. В 1976 году на свет появился их первый серийный ПК Аррlе-1, а в 1977 году — Аррlе-2. Сущность того, что такое персональный компьютер (ПК), кратко можно сформулировать так:
Персональный компьютер — это микроЭВМ с дружественным к пользователю аппаратным и программным обеспечением.
В аппаратном комплекте ПК используется цветной графический дисплей, манипуляторы типа «мышь», «джойстик», удобная клавиатура, удобные для пользователя компактные диски (магнитные и оптические). Программное обеспечение позволяет человеку легко общаться с машиной, быстро усваивать основные приемы работы с ней, получать пользу от компьютера, не прибегая к программированию. Общение человека и ПК может принимать форму игры с красочными картинками на экране, звуковым сопровождением.
Неудивительно, что машины с такими свойствами быстро приобрели популярность, причем не только среди специалистов. ПК становится такой же привычной бытовой техникой, как радиоприемник или телевизор. Их выпускают огромными тиражами, продают в магазинах.
С 1980 года «законодателем мод» на рынке ПК становится американская фирма IВМ. Ее конструкторам удалось создать такую архитектуру, которая стала фактически международным стандартом на профессиональные ПК. Машины этой серии получили название IВМ РС (Personal Сomputer).
В конце 80-х — начале 90-х годов XX века большую популярность приобрели машины фирмы Аррlе Corporation марки Macintosh. В США они широко используются в системе образования.
Появление и распространение ПК по своему значению для общественного развития сопоставимо с появлением книгопечатания. Именно ПК сделали компьютерную грамотность массовым явлением. С развитием этого типа машин появилось понятие «информационные технологии», без которых уже становится невозможным обойтись в большинстве областей деятельности человека.
Суперкомпьютер — это многопроцессорный вычислительный комплекс. Высокое быстродействие достигается благодаря тому, что множество процессоров, его составляющих, осуществляют параллельную (одновременную) обработку данных.
Суперкомпьютеры являются дорогими машинами, стоимость которых может достигать десятков миллионов долларов. Поэтому возникает проблема доступности таких дорогих вычислительных ресурсов. Решение этой проблемы связано с созданием многопользовательских суперкомпьютерных центров.
В качестве альтернативы суперкомпьютерам создаются так называемые кластерные системы. Кластерная система это сеть из множества рабочих станций на базе ПК. Чтобы рабочие станции функционировали как многопроцессорная вычислительная система, в такой сети используется специальное программное обеспечение. Оказалось, что можно построить многопроцессорный комплекс — кластер, который лишь в 2-3 раза уступает по быстродействию супер-компьютеру, но дешевле его в сотни раз. В крупных российских университетах и научных центрах установлены и активно используются кластерные системы.
Перспективы пятого поколения
ЭВМ пятого поколения — это машины недалекого будущего. Основным их качеством должен быть высокий интеллектуальный уровень. Машины пятого поколения — это реализованный искусственный интеллект. В них будет возможен ввод с голоса, голосовое общение, машинное «зрение», машинное «осязание». Многое уже практически сделано в этом направлении.
Коротко о главном
Появлению ЭВМ предшествовали счетно-перфорационные и релейные машины.
ЭВМ первого поколения — ламповые машины (50-е годы XX века).
ЭВМ второго поколения — полупроводниковые машины (60-е годы XX века).
ЭВМ третьего поколения — машины на интегральных схемах (вторая половина 60-х годов).
Персональные компьютеры и суперкомпьютеры (многопроцессорные вычислительные комплексы) относятся к машинам четвертого поколения (70-е годы XX века).
ЭВМ пятого поколения — машины, основанные на искусственном интеллекте.
Вопросы и задания
1. Когда и кем были изобретены счетно-перфорационные машины? Какие задачи на них решались?
2. Что такое электромеханическое реле? Когда создавались релейные вычислительные машины? Каким быстродействием они обладали?
3. Где и когда была построена первая ЭВМ? Как она называлась?
4. Какова роль Джона фон Неймана в создании ЭВМ?
5. Кто был конструктором первых отечественных ЭВМ?
6. На какой элементной базе создавались машины первого поколения? Каковы были их основные характеристики?
7. На какой элементной базе создавались машины второго поколения? В чем их преимущества по сравнению с первым поколением ЭВМ?
8. Что такое интегральная схема? Когда были созданы первые ЭВМ на интегральных схемах? Как они назывались?
9. Какие новые области применения ЭВМ возникли с появлением машин третьего поколения?
10. Что такое микропроцессор? Когда и где был создан первый микропроцессор?
11. Что такое микроЭВМ и персональный компьютер?
12. Какие типы ПК наиболее распространены в мире?
13. Что такое суперкомпьютер?
14. Что такое кластерные системы ПК?
15. В чем особенность компьютеров пятого поколения?
И. Семакин, Л. Залогова, С. Русаков, Л. Шестакова, Информатика, 9 класс
Отослано читателями из интернет-сайтов
Электронные издания бесплатно, скачать рефераты по информатике, помощь учителям и ученикам в подготовке к урокам, задания и ответы по информатике 9 класс
Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.
Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.
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 .
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.
№ слайда 1
История ЭВМ презентация
№ слайда 2
Авторы презентации Герасимова Анастасия ученица 9 класса Покровской СОШ Дата рождения 17.12.91 Маркова Виктория ученица 9 класса Покровской СОШ Дата рождения 17.06.91
№ слайда 3
Содержание Кто изобрел счетно-перфорационные машины Какие задачи решались на счетно-перфорационной машине Что такое электромеханическое реле Где и когда была построена первая ЭВМ Кто был конструктором первых отечественных ЭВМ Что такое интегральная схема Что такое микропроцессор Что такое микроЭВМ и персональный компьютер Что такое суперЭВМ Литература
№ слайда 4
Кто изобрел счетно-перфорационные машины? В конце 19 века Герман Холлерит в Америке изобрел счетно-перфорационные машины.
№ слайда 5
Какие задачи решались на счетно-перфорационной машине? В них использовались перфокарты, но только не для представления программы, а для хранения числовой информации. Счетно-перфорационные машины осуществляли перфорацию, сортировку, суммирование, вывод на печать числовых таблиц.
№ слайда 6
Что такое электромеханическое реле? Электромеханическое реле – это двухпозиционный переключатель, который имеет два состояния: включено-выключено. Это свойство позволяет использовать реле для кодирования информации в двоичном виде.
№ слайда 7
Где и когда была построена первая ЭВМ? Первая ЭВМ – универсальная машина на электронных лампах построена в США в 1945 году.
№ слайда 8
Кто был конструктором первых отечественных ЭВМ? В нашей стране первая ЭВМ была создана в 1951 году. Называлась она МЭСМ – малая электронная счетная машина. Конструктором МЭСМ был Сергей Алексеевич Лебедев.
№ слайда 9
Что такое интегральная схема? С помощью очень сложной технологии специалисты научились монтировать на маленькой пластине из полупроводникового материала, площадью менее 1 квадратного сантиметра, достаточно сложные электронные схемы. Их называли интегральными схемами.
№ слайда 10
Что такое микропроцессор? Микропроцессор – это сверхбольшая интегральная схема, способная выполнять функции основного блока компьютера – процессора.
№ слайда 11
Что такое микроЭВМ и персональный компьютер? Соединив микропроцессор с устройствами ввода-вывода, внешней памяти, получили новый тип компьютера: МикроЭВМ. ПК – это микроЭВМ с «дружественным» к пользователю аппаратным и программным обеспечением.
№ слайда 12
Что такое суперЭВМ? СуперЭВМ – это машины, которые имеют быстродействие сотни миллионов и миллиарды операций в секунду.
№ слайда 13
Литература Семакин И.Г., Залогова Л.А., Русаков С.В., Шестакова Л.В. Информатика. Базовый курс.2000.
Читайте также: