История развития отечественной электронной вычислительной техники.

Создание и развитие вычислительных машин – отдельная часть истории науки и техники, история двухвековой погони за двумя зайцами: быстродействием (производительностью) и надежностью. Двуединая задача была решена в середине ХХ века с использованием электронных приборов. Поэтому вычислительная техника – это и глобальный потребитель электронных компонентов и стимулятор создания электронной промышленностью новых узлов и компонентов, специально приспособленных к задачам вычислительной техники. В этом разделе мы опустим всю доэлектронную историю вычислительных машин(и математику и механику!) и рассмотрим только фактологию развития техники ЭВМ в СССР, акцентируя внимание на роли и объемах электронной компонентной базы, её изначально отечественном происхождении и обратим внимание читателя на географию центров создания и производства столь важной продукции электроники как ЭВМ.

Гг., первое поколение ЭВМ

Элементной базой машин этого поколения были электронные лампы – диоды и триоды. Несложная схема из двух триодов и четырех резисторов образует триггер- бистабильную ячейку- материальную основу машинной памяти и машинной логики. Следовательно на этом уровне развития-чем больше памяти, тем больше ламп и больше шлейф сопутствующих компонентов(системы питания, стабилизации, резервирования и т.п.) Первые ЭВМ предназначались для решения сравнительно несложных научно-технических задач. Они были значительных размеров, потребляли большую мощность, имели невысокую надежность работы и слабое программное обеспечение. Быстродействие их не превышало 2—3 тысяч операций в секунду,(но даже это на порядки лучше, чем у механических и электрических машин!) емкость оперативной памяти—2К или 2048 машинных слов (1K=1024) длиной 48 двоичных знаков. Первой ЭВМ принято считать

ЭНИАК-американскую машину, созданную в годы Второй мировой войны по заказу Артиллерийского управления армии США, но немножко опоздавшую поучаствовать в войне (запущена в 1945г).

Не подлежит сомнению, что в послевоенный период никакой научно-технической информацией США с Советским Союзом не делился. История создания советских ЭВМ- изначально оригинальная.

1947-1948 г. - начало работ по созданию в Институте электроники Академии наук Украины под руководством академика Сергея Алексеевича Лебедева первой универсальной ламповой ЭВМ - МЭСМ (малой электронной счетной машины). Первоначально МЭСМ задумывалась как макет или модель Большой электронной счётной машины (БЭСМ), первое время буква «М» в названии означала «модель». Работа над машиной носила исследовательский характер, в целях экспериментальной проверки принципов построения универсальных цифровых ЭВМ. После первых успехов и с целью удовлетворения обширных потребностей в вычислительной технике, было принято решение доделать макет до полноценной машины, способной решать реальные задачи.

- на триггерных ячейках, для данных — на 31 число, для команд — на 63 команды.

- тактовая частота: 5 кГц

- быстродействие: 3000 операций в минуту (полное время одного цикла составляет 17,6 мс; операция деления занимает около 20 мс)

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

- занимаемая площадь: 60 м²

- потребляемая мощность: около 25 кВт

Данные считывались с перфокарт или набирались с помощью штекерного коммутатора. Также мог использоваться магнитный барабан, хранящий до 5000 кодов чисел или команд. Для вывода использовалось электромеханическое печатающее устройство либо фотоустройство для получения данных на фотоплёнке.
1948 г. - И. С. Брук получил диплом на изобретение ЭВМ и представил проект создания такой машины, названной М-1. В декабре И. С. Брук и Б. И. Рамеев получили авторское свидетельство на изобретение "Автоматическая цифровая электронная машина". Из-за организационных трудностей работы по реализации затянулись.
1950 г. - вступает в действие первая в СССР вычислительная электронная цифровая машина МЭСМ, самая быстродействующая тогда в Европе, а в 1951 году она официально вводится в эксплуатацию.
1953 г. - в Академии наук СССР (Москва), вводится в эксплуатацию БЭСМ (большая электронная счетная вычислительная машина), разработанная в Институте точной механики и вычислительной техники АН СССР. под руководством С.А.Лебедева. БЭСМ относится к классу цифровых вычислительных машин общего назначения, ориентированных на решение сложных задач науки.. Построена на электронных лампах (5000 ламп). Быстродействие — 8—10 тыс. оп./с. Внешняя память — на магнитных барабанах (2 барабана по 5120 слов) и магнитных лентах (4 по 30 000 слов). Скорость обмена с барабаном — 800 чисел в секунду. Скорость записи-считывания с ленты после позиционирования — 400 чисел в секунду. Первоначальный ввод программы и исходных данных осуществляется с перфоленты со скоростью 20 кодов в секунду. Печать результата осуществляется на бумагу со скоростью до 20 чисел в секунду. Потребляемая мощность — около 35 КВт.

1955 г. - институт точной механики и вычислительный техники (ИТМиВТ) АН СССР ввел усовершенствования в Большую ЭВМ "БЭСМ", повысившие её быстродействие до 8000 операций в секунду.
1956 г. - разработана ЭВМ БЭСМ-2. Руководитель разработки — С.А.Лебедев. Основные технические характеристики аналогичны характеристикам БЭСМ-1. 20 тысяч операций в секунду, ОЗУ на 2048 39-разрядных слов на ферритовых сердечниках (200 000 сердечников). В машине содержалось 4 тыс. электронных ламп и 5 тыс. полупроводниковых диодов.
1958 г. - в институте кибернетики АН Украины разработана электронная цифровая вычислительная машина “КИЕВ”, предназначенная для решения широкого круга научных и инженерных задач.
1958 г. - в Ереване под руководством Ф.Т. Саркисяна (Б.Б.Мелик-Шахназаров) создана ЭВМ "Раздан".
1958 г. - под руководством Н.П. Брусенцова в вычислительном центре Московского университета была создана и запущена в производство первая и единственная в мире троичная ЭВМ "Сетунь". «Сетунь» — малая ЭВМ на основе троичной логики. Единственная в своём роде ЭВМ, не имеющая аналогов в истории вычислительной техники. На основе двоичной ферритодиодной ячейки, которая представляет собой электромагнитное бесконтактное реле на магнитных усилителях трансформаторного типа, Н. П. Брусенцов разработал троичную ферритодиодную ячейку, которая работала в двухбитном троичном коде, т.е. один трит записывался в два двоичных разряда, четвёртое состояние двух двоичных разрядов не использовалось.

- Тактовая частота процессора — 200 кГц. - Производительность — 4500 оп/сек

- ОЗУ на ферритовых сердечниках — 162 9-разрядных ячейки, время обращения 45 мкс.

- ЗУ — магнитный барабан ёмкостью 3888 9-разрядные ячейки, скорость вращения 6000 об/мин, время обращения 7,5 мс для обработки зоны (группы из 54х 9ти разрядных ячеек).

- Потребляемая мощность — 2,5 кВт.

- Устройство ввода: электромеханическое, 7 знаков в сек; фотоэлектрическое, 800 знаков в секунду, перфорированная бумажная пятипозиционная лента(перфолента)
1959 — 1967 гг., второе поколение ЭВМ

Элементной базой машин этого поколения были дискретные полупроводниковые приборы. Машины предназначались для решения различных трудоемких научно-технических задач, а также для управления технологическими процессами в производстве. Появление полупроводниковых элементов в электронных схемах существенно увеличило емкость оперативной памяти, надежность и быстродействие ЭВМ. Уменьшились размеры, масса и потребляемая мощность. С появлением машин второго поколения значительно расширилась сфера использования электронной вычислительной техники, главным образом за счет развития программного обеспечения. Появились также специализированные машины, например ЭВМ для решения экономических задач, для управления производственными процессами, системами передачи информации и т.д.

1959 г. - созданы опытные образцы ЭВМ М-40, М-50 для систем противовоздушной, а позже противоракетной обороны (ПВО-ПРО). Разработчики - С.А.Лебедев и В.С.Бурцев (Ленинская премия 1966 г. за специализированный автоматизированный комплекс обработки информации для системы ПРО на базе этих ЭВМ).
1959 г. - в СССР была введена в эксплуатацию первая ламповая специализированная стационарная ЭВМ СПЕКТР-4 предназначенная для наведения истребителей-перехватчиков.
1959 г. - под руководством Я.А.Хетагурова (ЦМНИИ-1) создана первая в СССР мобильная полупроводниковая ЭВМ "КУРС" для обработки радиолокационной информации.
1960 г. - в Академии Наук Украины разработана первая полупроводниковая управляющая машина "Днепр" (В.М.Глушков, Б.Н. Малиновский).
1962 г. - в ИТМиВТ выпущена ЭВМ БЭСМ-4.
1962 г. - разработана первая в Украине ЭВМ с асинхронным управлением "Киев" (В.М.Глушков, Е.Л.Ющенко, Л.Н.Дашевский). Запуск ее в ОИЯИ (Дубна).
1962 г. - начало выпуска ЭВМ "Минск-2" с использованием импульсно- потенциальной элементной базы и введением представления данных в виде двоично-десятичных чисел и алфавитно-цифровых слов (С 1965 г. – "Минск-22"). В.В.Пржиялковский.
1965 г. - группой инженеров в Институте точной механики и вычислительной техники под руководством С.А.Лебедева была создана мощная полупроводниковая ЭВМ БЭСМ-6 ("Быстродействующая электронно-счетная машина"). БЭСМ-6 занимает особенно важное место в развитии и использовании вычислительной техники в СССР. Это первая в СССР суперЭВМ с производительностью 1 миллион оп/сек.
1965 г. - начало выпуска в Казани полупроводниковых ЭВМ М-220 и М-222 с производительностью до 200 тыс. оп/сек, продолжающих линию ЭВМ М-20. Предназначены для решения научно-технических, а также отдельных классов экономических задач. Главный конструктор М.К.Сулим.
1967 г. - ввод в действие машины БЭСМ-6 в Вычислительном центре АН СССР. Начало ее серийного производства на заводе счетно-аналитических машин (САМ) в Москве. За все время (до начала 80-х гг.) было построено около 350 БЭСМ-6.
1968 — 1973 гг., третье поколение ЭВМ

Элементная база ЭВМ - малые интегральные схемы (МИС). Машины предназначались для широкого использования в различных областях науки и техники (проведение расчетов, управление производством, подвижными объектами и др.). Благодаря интегральным схемам удалось существенно улучшить технико-эксплуатационные характеристики ЭВМ. Например, машины третьего поколения по сравнению с машинами второго поколения имеют больший объем оперативной памяти, увеличилось быстродействие, повысилась надежность, а потребляемая мощность, занимаемая площадь и масса значительно уменьшились.

1969 г. Разработана ЭВМ 5Э92Б - компьютер на дискретных полупроводниковых схемах, основной компьютер в первой системе ПРО Москвы; двухпроцессорная система с общим полем оперативной памяти. «Большой» процессор использовался собственно для вычислений, «малый» — для контроля периферийных устройств и операций ввода-вывода. Развитая система прерываний, ориентированная на работу в реальном времени. Ориентирована на работу в составе многомашинных комплексов (испытание комплекса из 12 машин проводилось в 1967 году с разделяемой периферией и возможностью «горячей» подмены вышедшей из строя машины.

Элементная база — дискретные транзисторы, диоды, ферриты, близка к элементной базе БЭСМ-6. Конструкция ячеистая, ячейки объединены в блоки по 30 штук. Блоки приспособлены для «горячей» замены, восстановление функционирования машины после отказа и смены аварийного блока занимало 25—35 секунд.

Производительность: «Большой» процессор — 500 тысяч оп./сек..

«Малый» процессор — 37 тысяч оп./сек.. Продолжительность основного цикла вычислений — 2 мкс.
1970 г. - создана многомашинная система коллективного пользования "АИСТ-0" на базе нескольких М-20 под управлением "Минск-32".
1971 г. - начало выпуска модели ЕС-1020 (20 тыс. оп/сек), Минск. В.В.Пржиялковский.
1973 г. - начало выпуска модели ЕС-1030 (100 тыс. оп/сек), Казань (разработка выполнена в Ереване, Институт математических машин. М. Семирджан).
1973 г. - с использованием БЭСМ-6 была создана многомашинная система с переменной структурой АС-6 для задач управления космическими полетами в СССР.
1973 г. - начало выпуска высокопроизводительной ЭВМ с многоформатной векторной RISC-архитектурой для систем предупреждения о ракетном нападении и общего наблюдения за космическим пространством М-10 (Загорск, М.А.Карцев).