Отечественный компьютер Эльбрус

Микроша, Криста, Апогей, Львов — первые советские ЭВМ

Уже не секрет, что в 1950 -70 годах СССР был одним из мировых лидеров в гонке под названием «разработка и производство компьютерной техники». Первые ЭВМ — МЭСМ, М-1, позднее известная БЭСМ-6 с быстродействием более 1 млн. операций с плавающей запятой в секунду, компактные ЭВМ серии МИР, и многие другие достижения великих умов в «компьютерной» сфере советских времен.

Многим известна истории создания ПК таких мировых зарубежных гигантов как Apple, IBM и т.д., так как информация о них на протяжении не одного десятилетия освещалась и была на слуху. Исторически ложилось мнение, что в СССР кроме того, что не было «секса», так еще и персональные компьютеры появились позже на лет 10 чем в той же Америке. Но это не более чем миф.

Первые советские интегральные микросхемы с несколькими десятками транзисторов, увидели свет уже в середине 1960 годов, а к середине 1970-х выпускались микропроцессоры, сложные микросхемы, количество транзисторов в них уже измерялось в тысячах. В 1974 году были разработаны первые микро-ЭВМ на основе универсальных микропроцессоров. Секционные процессоры серий К532 и К536 (появившиеся в том же году) позволяли выпускать машины с разрядностью до 16–32 бит. Так появились 16-разрядные микро-ЭВМ. В 1977 году был выпущен аналог Intel 8080 — 8-разрядный процессор К580ИК80. Он то и стал основой для создания целого ряда моделей ПК и микро-ЭВМ. Через два года был разработан первый в мире 16-разрядный однокристальный микро-ЭВМ — К1801ВЕ1. На базе К1801ВЕ1 в 1981 создан К1801ВМ (однокристальный 16-разрядный микропроцессор), система команд которого была похожа на систему команд мини-ЭВМ PDP-11.

Описание:

Отечественный компьютер Эльбрус 401-PC разработан на базе микропроцессора Эльбрус-4С и предназначен для оборудования автоматизированных рабочих мест (АРМ) операторов, организации микросерверов и информационных терминалов, применения в промышленной автоматизации и в системах с повышенными требованиями к информационной безопасности.

Производительность компьютера достаточна для того, чтобы использовать его в качестве офисного ПК, выполняющего широкий круг задач.

Отечественный компьютер Эльбрус 401-PC выполнен в корпусе MiniTower. На материнской плате реализован набор периферийных интерфейсов: Gigabit Ethernet, SATA 2.0, IDE, USB 2.0, RS-232, DVI (используется встроенная видеокарта). На плате предусмотрено посадочное место и установлен SSD-диск формата microSATA. Имеется разъём PCI-Express х16 (используются 8 линий), позволяющий устанавливать карты расширения или 3D видеокарту семейства AMD Radeon (установлена в штатной конфигурации). Интерфейс IDE подведён к разъёму карты CompactFlash (используется для нужд двоичного транслятора).

Базовой операционной системой для отечественного компьютера Эльбрус 401-PC является ОС «Эльбрус». Она построена на основе ядра Linux и поддерживает множество приложений с открытым исходным кодом, в том числе редактор AbiWord, электронную таблицу GNumeric, браузер Firefox, клиент электронной почты. Имеются средства для разработки прикладного ПО, тесты для самодиагностики аппаратуры .

Отечественный компьютер Эльбрус 401Б-PC позволяет запускать не только ОС «Эльбрус», но также и другие операционные системы , предназначенные для запуска на платформе Intel x86/х86-64, прежде всего Windows XP и различные варианты Linux. Эта возможность обеспечивается программно-аппаратной системой двоичной трансляции.

Улучшенный вариант

Улучшенная версия первой ЭВМ получила название БЭСМ (соответственно – Большая Электронная Счетная Машина). Ее авторство также принадлежит Лебедеву. В отличие от первого образца БЭСМ выполняла больше операций, являясь устройством широкого назначения для разного рода задач и расчетов. Ее модификация – БЭСМ-2 создавалась для массового производства, а позднее машина стала прототипом военных компьютеров.

Наиболее удачным образцом стала серия БЭСМ-6. Компьютер считался довольно продвинутым для своего времени: имел несколько режимов, управлял удаленными устройствами, поддерживал механизм виртуальной памяти.

БЭСМ-6

Разработка БЭСМ-6 завершилась в конце 1965 г. Эта машина стала первой советской супер-ЭВМ на элементной базе второго поколения (полупроводниковых транзисторах). В электронных схемах БЭСМ-6 использовалось 60 000 транзисторов и 180 000 полупроводников-диодов. Элементная база была новой для того времени.

У БЭСМ-6 имелся магистральный или водопроводный принцип организации управления. С его помощью потоки команд и операндов обрабатывались параллельно. В разработке использовалась ассоциативная память на сверхбыстрых регистрах, что сократило количество обращений к ферритной памяти и позволило осуществить локальную оптимизацию вычислений в динамике счета. Оперативная память имела расслоение (8-слойная) на автономные модули, что дало возможность одновременно обращаться к блокам памяти по нескольким направлениям. Многопрограммный режим работы БЭСМ-6 позволил решать несколько задач с заданными приоритетами. Аппаратный механизм преобразования математического адреса в физический дал возможность динамически распределять оперативную память в процессе вычислений средствами ОС.

У БЭСМ-6 был конвейерный центральный процессор с отдельными конвейерами для устройства управления и арифметического устройства. Он позволял совмещать обработку нескольких команд, находящихся на разных стадиях выполнения. Имелся кеш на 16 48-битных слов (4 чтения данных, 4 чтения команд, 8 — буфер записи). Система команд включала в себя 50 24-битных команд.

Лаборатория для проведения финишных испытаний знаменитой БЭСМ-6

С 1968 г. начался выпуск БЭСМ-6 на заводе Счётно-аналитических машин (САМ) в Москве.

Элементная база: транзисторный парафазный усилитель с диодной логикой на входе
Быстродействие: около 1 млн операций в секунду
Потребляемая мощность: 60 кВт
Разрядность: 48
Тактовая частота: 10 МГц
Внешняя память: на магнитных лентах и магнитных дисках
Устройства ввода / вывода: ввод с перфокарты, цифропечать и фотопечатное устройство

На Дне открытых дверей факультета вычислительной математики и кибернетики МГУ Владимир Пономарев демонстрирует игру «Калах» на экране терминала БЭСМ-6

С 1967 г. практически все крупные вычислительные центры СССР стали оснащаться компьютерами БЭСМ-6. 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.

В 1990 г. один из экземпляров БЭСМ-6 был перевезен в Лондон и установлен в Музее науки, как лучший в Европе суперкомпьютер своего времени.

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.

«IBM 701»

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.

ЭВМ «Урал»

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.

«Луч» и «МИР»

1963 год стал еще одним этапом усовершенствования отечественного компьютеростроения. В Северодонецке создается агрегат «Луч». Его основная функция — проведение инженерных расчетов любой сложности. Однако в серийное производство вышли «Луч-2» и «Луч-3». Они отличались следующими характеристиками:

• Система счисления – двоично-десятичная.
• Объем ОЗУ составил 140 слов.
• Металлизированные перфокарты или штекерный ввод.
• Количество моментальных запоминающихся команд – 100.
• Система команд с 32 операциями.
• Мощность – 1000 элементарных задач за минуту.

Следом за «Лучом» создается модель «МИР». В 1967 году она приняла участие в Лондонской выставке, где известная на то время компания IBM приобрела несколько отечественных компьютеров этой серии.

• Двоично-десятичная система счисления.
• Плавающие и фиксированные запятые.
• Разрядность и длина расчетов (объем памяти – 4096 символов).
• Мощность – 1 000-2 000 операций в секунду.

В отличие от других вычислительных машин, с компьютером «МИР» в комплекте уже шла клавиатура.

Так кто придумал первый компьютер?

Родоначальником принято называть именно Чарльза Бэббиджа, который увлекался вычислительными науками с молодого возраста. На основании многолетних трудов он изобрел механизм, способный выполнять сложения разностным методом. Его разработка состояла из множества громоздких шестеренок.

Чарльз Бэббидж

Аппарат путем применения десятичных схем счисления выдавал точный результат в течение минуты. Разработчик Чарльз Бэббидж за свои труды был вознагражден Британской субсидией, общая сумма дотаций составила 17 000 фунтов стерлингов. Эти деньги были пущены на модернизацию аппарата, однако финансирования не хватило для завершения новых проектов.

• Конрад Цузе – разработчик первого электромеханического программируемого аппарата.
• Джон Атанасов – разработал электронный непрограммируемый компьютер.
• Алан Тьюринг – создал универсальную техническую схему.
• Джон Мокли – сконструировал первую ЭВМ.
• Джон фон Нейман – описал архитектуру (устройство хранение информации), которая стала базовой для всех современных компьютеров.

Изобретение ПК

Одним из первых персональных компьютеров стал “Правец”. Запущен в производство в начале 1980-х годов. К сожалению, это был клон разработчиков Apple. “Правец — 8” почти полностью был копией Apple 2.

ПК Правец-8

Первым домашним ПК стал “Микро — 80”. Разработчиком был Сергей Попов. Процессор этого компьютера повторял разработку компании Intel.

Первым компьютером с дисководом стал “Роботон”, который разработали в ГДР (Германская Демократическая Республика) тоже в 1984 году.

Через год был запущен ПК “Специалист”, который позволял работать в Паскале, Ассемблере и других программах.