Вычислительная техника в СССР
презентация к уроку по информатике и икт (5 класс) на тему
Первая отечественная ЭВМ – МЭСМ (“малая электронно-счетная машина”) — была создана в 1951 г. под руководством Сергея Александровича Лебедева, крупнейшего советского конструктора вычислительной техники, впоследствии академика, лауреата государственных премий, руководившего созданием многих отечественных ЭВМ. С.А. Лебедев
В 1953 г. у лаборатории Лебедева получилась очень мощная для своего времени ЭВМ 1-го поколения на электронных лампах. Двоичная БЭСМ-1 выдавала до 10 000 операций в секунду и могла выполнять операции с плавающей запятой. Внешняя память БЭСМ была реализована на магнитных барабанах и магнитной ленте. Ввод программы осуществлялся с перфоленты, а результат выводился на бумагу. Круг задач, которые решали БЭСМ был очень широким, а само это семейство просуществовало рекордно долго — до середины 90-х годов.
1953 г. выпущена первая серийная ЭВМ в Советском Союзе «Стрела» созданная под руководством Юрия Яковлевича Базилевского. Эту машину сложно назвать выдающейся: появившись в один год с БЭСМ, она была заметно медленнее (2000 оп/сек. против 10 000), однако получилась более компактной и экономичной. Как и все ЭВМ того времени Стрела работала на электронных лампах. Главное достижение, связанное со Стрелой, состоит в том, что она стала первой советской ЭВМ, пошедшей в серию. Стрел с 1953 по 1956 годы было выпущено семь. Все они работали в различных ведомствах и лабораториях страны. Ю.Я. Базилевский
В 1958 г. командой С.А. Лебедева была разработана серийная ЭВМ общего назначения М-20 . Количество выполняемых операций в секунду которой составляло около 20 000. Когда в 1965 г. ЭВМ М-20 пришла в Томский университет, в учебных корпусах не нашлось достаточно места для ее установки. Машина была смонтирована в здании завода математических машин, где занимала половину первого этажа и подвал.
Когда в 1965 г. в Томский университет пришла ЭВМ М-20, в учебных корпусах не нашлось достаточно места для ее установки. Машина была смонтирована в здании завода математических машин, где занимала половину первого этажа и подвал.
И даже спустя годы на заседании отделения информатики, вычислительной техники и автоматизации Академии наук (1983 г.) академик Е. П. Велихов сказал, что создание БЭСМ-6 явилось одним из основных вкладов АН СССР в развитие советской индустрии. С 1967 г. практически все крупные вычислительные центры СССР стали оснащаться компьютерами БЭСМ-6 разработанными под руководством С.А. Лебедева. С 1968 г. начался выпуск БЭСМ-6 на заводе Счётно-аналитических машин (САМ) в Москве.
В 1951 г. под руководством главного конструктора Исаака Семёновича Брука была разработана экспериментальная ЭВМ М-1. В середине 60-х годов И.С. Бруком разработанны ЭВМ М-2 и М-3. Именно эти ЭВМ и дали начало направлению малых и управляющих машин в СССР. На основе М-3 в Минске и Ереване развернуто производство ЭВМ «Минск» и «Раздан». И.С. Брук
В 1956 г. под руководством главного конструктора Башир Искандарович Рамеева выпущена первая в СССР автоматическая цифровая вычислительная машина «Урал-1». ЭВМ «Урал-1» относилась к классу малых ЭВМ и имела быстродействие 100 операций в секунду. Б.И. Рамеев
В 1963 г. Виктор Михайлович Глушков демонстрирует работу малой ЭВМ «Пром i нь», предназначенную для автоматизации инженерных расчётов средней сложности. ЭВМ «Промінь» стала новым словом в мировой практике, и имела в техническом отношении целый ряд новшеств, в частности память на металлизированных картах и так называемое ступенчатое микропрограммное управление. В.М. Глушков
Вскоре в 1966 г. появилась улучшенная версия машины для инженерных расчетов – “МИР-1”. В 1967 году на выставке в Лондоне, где демонстрировалась “МИР-1”, она была куплена американской фирмой IBM — крупнейшей в США, являющейся поставщиком почти 80% вычислительной техники для всего капиталистического мира. В 1965 году, продолжая развитие малых машин, В.М.Глушков принял решение создать целое семейство машин для широкого круга инженерно-конструкторских и математических задач. Первая была названа «МИР» и могла разместиться в небольшой комнате: для того, чтобы решить задачу, пользователь должен был сесть за стол с электрической пишущей машинкой (с ее помощью осуществлялись ввод и вывод информации).
В 1969 году появилась ЭВМ «МИР-2» , в которой впервые использовалась уникальная разработка — дисплей со световым пером. Такой дисплей помогал быстро выводить, проверять и редактировать информацию. Среднее быстродействие машины составляло 12 тыс. операций в секунду. В качестве внешних устройств использовались ввод с и вывод на перфоленту и электрическая печатная машинка Zoemtron. С.Б. Погребинский Главным конструктором ЭВМ «Промінь», а затем и «МИРов» был талантливый инженер С.Б. Погребинский. Каждая из этих машин была шагом вперед на пути создания машины с искусственным интеллектом — стратегического направления в развитии ЭВМ, предложенного В.М. Глушковым.
В 1968 г. под руководством главного конструктора Владимира Викторовича Пржиялковский разработана полупроводниковая ЭВМ «Минск-32» – последняя из семейства «Минсков». В 1960 г. под руководством главного конструктора Григория Павловича Лопато была разработана ЭВМ «Минск-1» — первая из фирменного семейства белорусских ЭВМ. Г.П. Лопато В.В.Пржиялковский
В конце 1960-х годов советское руководство приняло принципиальное решение о прекращении производства оригинальных отечественных ЭВМ и развертывании работ по созданию Единой системы ЭВМ (ЕС ЭВМ) социалистических стран на базе архитектуры IBM System/360 , а также Системы малых машин (СМ ЭВМ). На фото: члены Политбюро ЦК КПСС на выставке ЕС ЭВМ и СМ ЭВМ (1979 г.)
Это решение, имело, как показал ход дальнейших событий, катастрофические последствия: в результате производители отечественных ЭВМ были принуждены копировать устаревшие образцы IBM-вской вычислительной техники. Это было начало конца.
Центральный процессор Стойка магнитных лент Алфавитно-цифровое печатающее устройство Пульт управления ЕС-1036 Устройства ЕС ЭВМ
Так или иначе, но с начала 70-х годов разработка малых и средних средств вычислительной техники в СССР начала деградировать. Вместо дальнейшего развития проработанных и испытанных концепций компьютеростроения огромные силы институтов вычислительной техники страны стали заниматься «тупым», да к тому же ещё и полузаконным копированием западных компьютеров. ЭВМ СМ-1 ЭВМ СМ-4 Гл. конструктор Б.Н. Наумов
Однако отнюдь не все оригинальные отечественные разработки были свернуты. Коллектив В.С. Бурцева продолжал работу над серией ЭВМ «Эльбрус», и в 1980 году ЭВМ «Эльбрус-1» с быстродействием до 15 миллионов операций в секунду был запущен в серийное производство. В 1985 году следующая модель этой серии, «Эльбрус-2», выполнял уже 125 миллионов операций в секунду. Многие компьютеры этой модели до сих пор обеспечивают функционирование систем противоракетной обороны и космических войск.
С 1990 года выпускался также «Эльбрус 3-1», отличавшийся модульностью конструкции и предназначавшийся для решения больших научных и экономических задач, в том числе моделирования физических процессов. Его быстродействие достигло 500 миллионов операций в секунду. Всего было произведено 4 экземпляра этой машины.
С 1991 года для российской науки настали тяжелые времена. Новая власть России взяла курс на уничтожение российской науки и оригинальных технологий. Прекратилось финансирование подавляющего большинства научных проектов, вследствие разрушения Союза прервались взаимосвязи заводов-производителей ЭВМ, оказавшихся в разных государствах, и эффективное производство стало невозможным. Многие разработчики отечественной вычислительной техники были вынуждены работать не по специальности, теряя квалификацию и время. Некоторые их создателей советских компьютеров уехали за границу.
Спасибо за внимание
↑ Четыре малоизвестных факта о достижениях советских компьютеров
Советские ученые создали первую в стране ЭВМ примерно 65 лет назад, за прошедшее с тех пор время многое изменилось, а история советской информатики оказалась практически забыта. Мы решили напомнить некоторые малоизвестные факты о компьютерах прошедшей эпохи: для многих, например, окажется открытием то, что первый компьютер в континентальной Европе был создан именно в СССР.
У современных молодых людей словосочетание «советский компьютер» не вызывает никаких ассоциаций, а у людей постарше в памяти всплывают лишь темно-серые «Искры» или «Спектрумы», однако всего каких-то 50 лет назад компьютеростроение в нашей стране было самым передовым в мире.
↑ Первый компьютер в континентальной Европе был создан в СССР
Пока полуразрушенная Европа приходила в себя после второй мировой войны, в СССР в конце 40-х годов без особого шума был создан первый на континенте рабочий образец ЭВМ. Малая электронная счетная машина (сокращенно МЭСМ), несмотря на название, занимала два этажа (располагалась она почему-то в здании бывшего монастыря) и начиная с 1951 года использовалась для решения практических вычислительных задач.
«Малышка» верой и правдой отработала до 1957 года, после чего была (опять-таки, версии расходятся — почему) разрезана на части и выброшена. Но из-за этого никто не переживал, так как к тому времени ей на смену пришла Большая электронная счетная машина — знаменитая БЭСМ.
↑ Троичную логику для ЭВМ изобрели в МГУ
Все знают: кроме арабских цифр, были еще римские, а кроме десятеричной системы счисления, существует двоичная — в ней все числа состоят из единиц и нолей. Она оказалась очень удобной для компьютеров, где легко реализовать элементы с двумя состояниями (заряжен/разряжен, есть ток / нет тока и т. п.), но малореально — с десятью.
О троичной логике известно единицам современных пользователей — двоичная логика полностью вытеснила всех конкурентов не только с рынка, но и из памяти.
Однако в конце 50-х казалось эффективным использовать компьютерные элементы из трех состояний. В 1958 году советский конструктор Николай Бруснецов создал в конструкторском бюро МГУ первую в мире троичную ЭВМ под названием «Сетунь». Компьютер был построен на ферритдиодных ячейках переменного тока, которые умели работать в двухбитном троичном коде.
Поскольку троичная логика целиком включает в себя двоичную, троичный компьютер умел выполнять те же операции, что и двоичный, но обладал при этом целым спектром дополнительных «троичных» возможностей. С их помощью некоторые задачи выполнялись значительно быстрее, поскольку требовали меньшего количества операций вычисления.
↑ Советская ЭВМ с параллельными вычислениями начала применяться в ПВО 55 лет назад
За 50 лет до появления многоядерных процессоров академик Сергей Алексеевич Лебедев с коллективом единомышленников на практике применил принцип распараллеливания вычислительного процесса за счет аппаратных средств.
Созданная под его руководством ЭВМ М-40 (военная модификация БЭСМ-2) базировалась одновременно и на лампах, и на ферритранзисторных элементах и в 1957 году начала использоваться в войсках ПВО.
А в 1961 году на показательных испытаниях управляемый этим компьютером комплекс для управления РЛС дальнего обнаружения впервые в мире смог уничтожить баллистическую ракету прямым попаданием в ее боеголовку, размеры которой не превышали кубического метра.
↑ Советские пневмокомпьютеры качают нефть и добывают уголь
Имелось в Советском Союзе кое-что и вовсе из разряда научной фантастики. Для задач, при которых электричество недоступно или крайне опасно (например, на химических производствах) в СССР был разработан пневмокомпьютер. Эта аналоговая вычислительная машина (АВМ) использовала вместо ламп или транзисторов дроссели, емкости и мембраны.
Принцип работы АВМ такой же, как и у обычных компьютеров, только вместо тока и проводников используются воздух (или газ) и шланги, по которым он движется, проходя через систему емкостей и мембран.
Разработанная в СССР в 60-х годах архитектура таких компьютеров используется и сегодня в некоторых отраслях промышленности (нефтеперегонные заводы, авиационные двигатели, добыча угля и руды, металлургия и т. д.).
Рассвет.
В 1946 году Сергей Алексеевич Лебедев становится директором Института электротехники АН УССР и переезжает в Киев, чтобы приступить к разработке принципов работы электронных вычислительных машин. 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. Достаточно сказать, что его доклад «Искусственная устойчивость синхронных машин», ставший итогом многолетней работы в этой области и зачитанный на ХII Парижской международной конференции по большим электроэнергетическим системам в 1948 году, произвел настоящую сенсацию. Профессор, доктор технических наук, заведующий кафедрой релейной защиты и автоматизации энергосистем МЭИ, академик 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.
Надо сказать, что в отличие от ядерного или космического проекта, жизненная необходимость создания ЭВМ не осознавалась руководством страны. В Институте Точной Механики и Вычислительной Техники (ИТМиВТ), где в 1950 году Лебедев начал работу над проектом БЭСМ (Большая Электронная Счетная Машина), до сих пор вспоминают историю, рассказанную когда-то самим Сергеем Алексеевичем. Однажды, на каком-то совещании, «высокий» чиновник, ведавший финансами, обронил такую фразу: «Ну, вот, получите деньги, сделаете на них машину, она мигом пересчитает все задачи. Что потом с ней делать будете? Выбросите?» Поэтому, отправляясь в Киев и начиная работать над проектом первой 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. Интересно, что если бы не война, первая ЭВМ вполне могла бы появиться в Советском Союзе. 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. Тем не менее, кое в чем Лебедеву удалось опередить американцев. Дело в том, что ENIAC использовал 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. 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.
Что побудило Лебедева начать работы в совершенно новой для себя области, представлявшей собой в те годы настоящую terra incognita? Ожидание громкой славы и правительственных наград? Но к этому он был совершенно равнодушен. Может быть, «получение приоритетного финансирования»? Но об объемах финансирования говорит следующий факт. По воспоминаниям И.М. Лисовского, работавшим с Лебедевым над проектом МЭСМ, под лабораторию было выделено полуразрушенное здания в поселке Феофания в 15 километрах от Киева. «Настал день, и на прикомандированном автобусе мы едем, большей частью по булыжной дороге, смотреть новое место работы. Слева — лес, справа — поле. Въехали в прекрасный лес, изрытый заросшими травой воронками, оставшимися после войны. Посреди леса — монастырь, к нему ведет липовая аллея, рядом монастырские постройки, сад, озеро. Предложенное нам двухэтажное полуразрушенное здание находилось рядом с монастырем. Начали его восстанавливать, оборудовали помещения, спортивную площадку. Физическую работу сочетали с умственной», – писал И.М. Лисовский. О какой концентрации ресурсов в масштабах страны здесь может идти речь? Говоря современным языком, проект МЭСМ был стартапом и очень успешным.
Так что же заставило Лебедева поменять профессорскую квартиру в Москве на полуразрушенное здание под Киевом? По-видимому, Сергей Алексеевич прекрасно понимал, что существующие на тот момент счетные технические устройства (аналоговые машины) не могут справиться с объемами вычислений, необходимых для решения научно-технических задач, стоящих перед нашей страной. Мы часто говорим, что проблемы российской науки связаны с недостаточным вниманием к ней со стороны государства, остаточным принципом ее финансирования. С этим, конечно, трудно спорить. Тем не менее, история создания первой в стране ЭВМ учит нас, что не всегда деньги решают все.
Но вернемся в Киев. К 1950 году первая в СССР и Европе экспериментальная ЭВМ МЭСМ была построена и успешно прошла испытания. Лебедев едет в Москву с проектом создания уже промышленной ЭВМ – БЭСМ. Для работы над этим проектом в уже упомянутом Институте Точной Механики и Вычислительной Техники была создана лаборатория №1, которую и возглавил Лебедев. На тот момент в лаборатории числилось всего два инженера – П. Головистиков и К. Неслуховский. И тогда профессор С.А. Лебедев и директор института академик М.А. Лаврентьев решили сделать ставку на молодых специалистов. Основная проблема состояла в том, что взять этих специалистов было негде – советские ВУЗы еще не готовили инженеров и ученых, специализирующихся по разработке ЭВМ. Распоряжение правительства о начале работ по проекту БЭСМ было утверждено самим Сталиным, который согласился с проектом, но потребовал назначить персональных ответственных за его реализацию. Этими ответственными стали Лаврентьев и Лебедев.
И вот в 1950 году в лабораторию №1 для прохождения производственной практики приглашаются 9 студентов 4 курса МЭИ (Московский Электротехнический Институт). Этими студентами были В.С.Бурцев, В.А.Мельников, А.Г.Лаут, С.А.Кузнецов, А.Н.Зимарев, В.П.Смирягин, В.П.Лаут, И.Д.Визун, А.С.Федоров.
Трудно сказать, чем объяснялся этот выбор Лебедева. Конечно, он долго работал в МЭИ, хорошо знал многих преподавателей и мог обратиться к ним за рекомендациями. По-видимому, до прихода практикантов в ИТМиВТ Сергей Алексеевич не был знаком с ними лично. Дело в том, что вся «девятка» поступила в МЭИ в 1945 году, а год спустя Лебедев уже уехал в Киев. Доктор технических наук В.П. Лаут писал в своих воспоминаниях: «Я был одним из этой девятки. Заведующим лабораторией, куда нас определили, был Сергей Алексеевич Лебедев. От него мы впервые услышали о возможности создания электронной вычислительной машины. В программе обучения МЭИ, как, впрочем, и любого другого вуза нашей страны, эта тема отсутствовала; не было и книг по этой тематике, так как не было еще и самих ЭВМ. Сергей Алексеевич прочитал нам серию лекций по структуре ЭВМ, логике работы ее узлов, принципам электроники элементной базы, двоичной арифметике, основам программирования». «Темой дипломной работы каждого из девятки, – пишет далее В.П. Лаут, – стала разработка и макетирование одного из узлов (устройств) БЭСМ (большой электронной счетной машины) — первой большой отечественной машины. Так мы стали «специалистами» по вычислительной технике».
Следует обратить внимание на то, что в последней фразе слово «специалист» взято автором в кавычки. Действительно, обращаясь к практике сегодняшнего дня, можно уверенно сказать, что между получением диплома о высшем образовании и превращением молодого специалиста в высококвалифицированного инженера лежит дистанция в несколько лет. И это учитывая, что выпускник ВУЗа будет работать по специальности, которой его учили в институте. А «девятка» из МЭИ впервые услышала само слово «ЭВМ» только попав к Лебедеву! И с этими «специалистами» Сергей Алексеевич взялся за выполнение утвержденного самим Сталиным постановления правительства, за которое он нес персональную ответственность. И еще один интересный факт, который характеризует сложившуюся на тот момент ситуацию. После защиты дипломов, ни один студент из числа «девятки» не получил распределение к Лебедеву! Вот, что по этому поводу писал В.П. Лаут: «Мы благополучно защитили дипломные проекты. Защита происходила в стенах ИТМиВТ (была создана специальная выездная приемная комиссия). Осталось преодолеть еще один барьер — все мы были распределены в разные места, но не в ИТМиВТ. Я, например, — в Пензу, В. Бурцев, В. Мельников, С. Кузнецов, В. Смирягин, А. Федоров и другие из нашей группы — в МГБ. Академик М.А. Лаврентьев, в то время — директор института, куда-то съездил (говорили, что к Л.П. Берия), и нас перераспределили в ИТМ».
Так, в 1951 году 9 выпускников МЭИ стали полноправными сотрудниками лаборатории № 1 и под руководством Лебедева приступили к созданию БЭСМ.
Вот что впоследствии писал техник – монтажник лаборатории №1 О.К.Гущин: «Мне кажется, все гордились участием в большом и важном деле – создании первенца отечественной вычислительной техники, по тем временам гигантского устройства, «электронного чуда» с сотнями тысяч деталей. Не надо забывать, что самой сложной бытовой радиоэлектронной аппаратурой в то время был КВН-49 – только что появившийся первый отечественный телевизор. Работа кипела днем и ночью, никто не считался с личным временем. Мы макетировали элементы и узлы БЭСМ. Сами изготавливали шасси и стенды, сверлили и клепали, монтировали и отлаживали различные варианты триггеров, счетчиков, сумматоров и проверяли их на надежность в работе. 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. Работая в смене дежурным техником, я не раз наблюдал, как Сергей Алексеевич брал в руки паяльник и перепаивал схемы, внося в них необходимые изменения. На все предложения помочь он неизменно отвечал: «Сам сделаю». После его ухода я «по своим прямым обязанностям» проверял его работу, и, надо сказать, она всегда была выполнена на совесть. Меня поражали простота, внимательность и чуткость Сергея Алексеевича».
Полная самоотрешенность в работе, уважительное, отеческое отношение к молодым сотрудникам, готовность сделать любую, даже «не положенную по рангу» работу стимулировали деятельность всей лаборатории, заставляли молодых специалистов изо всех сил тянуться за своим руководителем. Наверно именно поэтому из того, первого набора студентов МЭИ выросли не просто высококвалифицированные специалисты, но и настоящие лидеры, спустя годы, возглавившие самые успешные советские проекты в области разработки высокоскоростных ЭВМ. А двое из них – Всеволод Сергеевич Бурцев и Владимир Андреевич Мельников стали действительными членами Академии Наук СССР. Случай, когда два студента из одной группы становятся академиками, является, конечно, уникальным и, потому, заслуживает более внимательного рассмотрения.
Но об этом и других никому не известных фактах становления компьютерной индустрии СССР, мы расскажем в следующих публикациях.
