ЛЕБЕДЕВ Сергей Алексеевич (1902-1974)
Основоположник компьютерной техники в СССР. Под его руководством были созданы 15 типов ЭВМ, начиная с ламповых и заканчивая современными суперкомпьютерами на интегральных схемах.
В 1945 г. Лебедев создал первую в стране электронную аналоговую вычислительную машину для решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений, которые часто встречаются в задачах, связанных с энергетикой.

Среди ученых мира, современников Лебедева, нет человека, который подобно ему обладал бы столь мощным творческим потенциалом, чтобы охватить своей научной деятельностью период от создания первых ламповых ЭВМ, выполняющих лишь сотни и тысячи операций в секунду, до сверхбыстродействующих супер ЭВМ на полупроводниковых, а затем на интегральных схемах с производительностью до миллионов операций в секунду. Научная школа Лебедева, ставшая ведущей в бывшем СССР, по своим результатам успешно соперничала с известной американской фирмой IBM. Под его руководством были созданы и переданы для серийного выпуска 15 типов высокопроизводительных, наиболее сложных ЭВМ, каждая - новое слово в вычислительной технике, более производительная, более надежная и удобная в эксплуатации.

БРУК Исаак Семенович (1902-1974)
В 1925 г. окончил электротехнический факультет МВТУ. С 1935 г. работал в электротехническом институте АН СССР, с 1956 г. возглавлял лабораторию управляющих машин и систем АН СССР. С 1958 г. работал в институте электронных управляющих машин. В 1936 г. защитил докторскую диссертацию. Под его руководством были разработаны: М-1 (1952 г.), М-3 (1956 г.)

АТАНАСОФФ Джон Винсент (Atanasoff, John Vincent)
(1903-1995), американский физик-теоретик, изобретатель первой электронной вычислительной машины.
Изобретение не принесло Атанасоффу никаких дивидендов. Патент на изобретение получили создатели «Эниака», которым Атанасофф демонстрировал свою машину. Вклад Атанасоффа в изобретение был признан лишь в результате судебного разбирательства между Sperry Rand Corporation, владевшего патентом на «Эниак», и Honeywell, Inc. Было доказано, что практически все основные узлы «Эниака» позаимствованы из АВС и той информации, которую Атанасофф передал Джону Мокли в начале 1940-х годов. В 1973 году патент на «Эниак» был признан недействительным по решению Федерального суда.

Машина Атанасоффа оказала огромное влияние на развитие компьютерных технологий. Это был первый компьютер, в котором для операций с двоичными числами были применены электронные устройства (вакуумные трубки). Некоторые идеи Атанасоффа до сих пор остаются актуальными, например, использование конденсаторов в запоминающих устройствах с произвольной выборкой, в том числе в оперативной памяти, регенерация конденсаторов, разделение памяти и процесса вычислений.

НЕЙМАН Джон фон (von Neumann) (1903-1957) - американский математик.
Внес большой вклад в создание первых ЭВМ и разработку методов их применения. В июле 1954 г. фон Нейман подготовил отчет на 101 странице, в котором обобщил планы работы над машиной EDVAC. Этот отчет, озаглавленный "Предварительный доклад о машине EDVAC" представлял собой прекрасное описание не только самой машины, но и ее логических свойств.

Присутствовавший на докладе военный представитель Голдстейн размножил доклад и разослал ученым как США, так и Великобритании.

Благодаря этому "Предварительный доклад" фон Неймана стал первой работой по цифровым электронным компьютерам, с которым познакомились широкие круги научной общественности. Доклад передавали из рук в руки, из лаборатории в лабораторию, из университета в университет, из одной страны в другую. Эта работа обратила на себя особое внимание, поскольку фон Нейман пользовался широкой известностью в ученом мире. С того момента компьютер был признан объектом, представлявшим научный интерес. В самом деле, и по сей день ученые иногда называют компьютер "машиной фон Неймана".

МОКЛИ Джон Уильям (Mauchly John William)
(1907-1980), американский физик и инженер, изобретатель (1946, совместно с Пр. Эккертом) первого универсального компьютера «Эниак» (ENIAC).
ЭККЕРТ Преспер-младший (полное имя Эккерт Джон Преспер Джуниор, Eckert J. Presper, Jr.)
(1919-1995), американский инженер и изобретатель первого универсального компьютера, ставшего прототипом большинства современных компьютеров.

Мокли преподавал электротехнику в Пенсильванском университете в Филадельфии. Во время Второй Мировой войны вместе с Эккертом занялся проблемой ускорения пересчета артиллерийских огневых таблиц для вооруженных сил США.

В результате была предложена конструкция универсального цифрового компьютера, который мог оперировать закодированными данными. Использовав разработки Дж. Атанасоффа, коллеги к 1946 году завершили создание модели «Эниак» (ENIAC), огромной машины, которая состояла из более 18 тысяч электронных ламп. Вес машины составлял 30 тонн, она требовала для размещения 170 м2. Машина оперировала двоичными числами и могла производить 5000 операций сложения или 300 операций умножения в секунду. Впервые эта машина была применена при баллистических военных исследованиях на Абердинском испытательном полигоне в 1947 году.

В 1948 Мокли и Эккерт основали компанию по производству компьютеров, которая через год представила бинарный автоматический вычислитель (BINAC), в котором вместо перфокарт ужеиспользовалась магнитная лента. Мокли предложил идею такой системы кодирования, которая позволяла бы машине воспринимать алгебраические уравнения, записанные в традиционной форме.

Третьим компьютером Мокли и Эккерта стал UNIVAC I, созданный специально для коммерческих расчетов. Он мог свободно обрабатывать как цифровую, так и символьную информацию. Первый экземпляр машины был передан в Бюро переписи населения США. Затем было разработано много различных моделей UNIVAC, которые нашли применение в других сферах деятельности. Таким образом, UNIVAC стал первым серийным компьютером.

БАРДИН Джон, (Bardeen John)
(1908-1991), американский физик и инженер-электрик, совместно с Уолтером Браттейном и Уильямом Шокли создал первый действующий транзистор.
В 1945 г. Бардин, работая в компании «Белл», совместно с Уильямом Шокли и Уолтером Браттейном, создал полупроводниковые приборы, которые могли как выпрямлять, так и усиливать электрические сигналы. Полупроводники, такие, как германий и кремний, – это материалы, чье электрическое сопротивление занимает промежуточное положение между сопротивлениями металла и изолятора.

Б. разделил в 1956 г. Нобелевскую премию с Шокли и Браттейном «за исследования полупроводников и открытие транзисторного эффекта». «Транзистор во многом превосходит радиолампы», – отметил Е.Г. Рудберг, член Шведской королевской академии наук, при презентации лауреатов. Указав, что транзисторы значительно меньше электронных ламп и в отличие от последних не нуждаются в электрическом токе для накала нити, Рудберг добавил, что «для акустических приборов, вычислительных машин, телефонных станций и многого другого требуется именно такое устройство».

ТЬЮРИНГ Алан Матисон (Turing Alan Mathison)
(1912-1954), английский математик. Основные труды по математической логике, вычислительной математике. В 1936-37 годах ввел математическое понятие абстрактного эквивалента алгоритма, или вычислимой функции, получившее затем название «машины Тьюринга».

Современным математикам, программистам и компьютерным инженерам имя Алана Тьюринга хорошо знакомо еще со студенческой скамьи: всем им приходилось изучать "машину Тьюринга" - "основу основ" теории алгоритмов. Без "машины Тьюринга" не обходится ни один серьезный учебник по математической логике и теории вычислимости.

В возрасте 24 лет Тьюринг написал работу "О вычислимых числах", которой суждено было сыграть исключительно важную роль в развитии вычислительной математики и информатики.

Работа касалась очень трудной проблемы математической логики - описания задач, котороые не удавалось решить даже теоретически. Пытаясь найти такое описание, Тьюринг использовал в качестве вспомогательного средства мощное, хотя и существующее лишь в его воображении, вычислительное устройство, в котором он предвосхитил ключевые свойства современного компьютера.

Тьюринг назвал свое абстрактное механическое устройство "универсальной машиной", поскольку она должна была справляться с любой допустимой, то есть теоретически разрешимой задачей - математической или логической. Данные должны были вводиться в машину на бумажной ленте, поделенной на клетки - ячейки.

Каждая такая ячейка либо содержала символ, либо была пустой. Машина могла не только обрабатывать записанные на ленте символы, но и изменять их, стирая старые и записывая новые в соответствии с инструкциями, хранимыми в ее внутренней памяти. Некоторые идеи Тьюринга были в конечном счете воплощены в реальных машинах.

Алан Тьюринг участвовал в послевоенные годы в создании мощного компьютера - машины с хранимыми в памяти программами, ряд свойств которой он взял от своей гипотетической универсальной машины. Опытный образец компьютера ACE (Automatic Computing Engine - автоматическое вычислительное устройство) вступил в эксплуатацию в мае 1950 г. Тьюринг увлекался проблемами машинного интеллекта (он даже придумал тест, который по его мнению позволял выяснить, может ли машина мыслить).

БАЗИЛЕВСКИЙ Юрий Яковлевич (1912-1983) Главный конструктор одной из первых отечественных ЭВМ "Стрела".
В январе 1950 г. Юрия Яковлевича перевели в СКБ-245 на должность начальника отдела № 3, где предстояла разработка одной из первых ЭВМ страны – ЭВМ "Стрела". Ю. Я. Базилевский был назначен главным конструктором этой ЭВМ, создание которой в 1950–1954 гг. стало главнейшим направлением деятельности СКБ-245.

Будучи старше и опытнее сотрудников отдела в организационных, конструкторских и технологических вопросах, Ю. Я. Базилевский сумел в сжатые сроки организовать отработку принципиальных схем блоков и устройств, подготовку конструкторской и технологической документации, изготовление блоков на заводе САМ, наладку и проведение испытаний ЭВМ в целом. В 1953 г. ЭВМ "Стрела" (см. ЭВМ "Стрела") прошла Государственные испытания и началось ее серийное производство на Московском заводе САМ. Семь машин "Стрела", изготовленных в1953–1956 гг. были установлены в важнейших институтах, вычислительных центрах, предприятиях страны, занятых аэрокосмическими исследованиями и атомной энергетикой.

В 1954 г. за разработку и создание автоматической быстродействующей вычислительной математической машины Ю. Я. Базилевскому присвоено звание Героя Социалистического Труда и присуждена Сталинская премия первой степени. Это был звездный год в творческой жизни Базилевского. В этом же году начальник СКБ-245, директор НИИСчетмаш и Московского завода САМ М. А. Лесечко был назначен заместителем министра машиностроения и приборостроения. Начальником СКБ-245 стал В. В. Александров, а заместителем начальника по научно-технической работе – Ю. Я. Базилевский.

ДЖОБС Стивен (Jobs Steven) (род. в 1955), американский предприниматель в области компьютеров, соучредитель фирмы Apple и ее временный председатель и главный исполнительный директор, соучредитель компании NeXT Software, председатель и главный исполнительный директор компании Pixar Animation Studios.

ВОЗНЯК Стивен (Wozniak Stephen) (род. в 1950), американский дизайнер в области компьютеров, соучредитель фирмы Apple.

Возняк учился в Калифорнийском университете в Беркли. Не закончив учебу, был принят на работу в компанию Hewlett-Packard. Все свое свободное время проводил в клубе «Самодельный компьютер» (Homebrew) в компании таких же молодых энтузиастов в Пало-Альто. В 1975 году к ним присоединился Стив Джобс, предложивший Возняку начать работу над новым компьютером, который мог бы хорошо продаваться. В гараже, принадлежавшем родителям Джобса, они сообща разработали и построили компьютерную плату, прототип компьютера Apple I. Местный торговец электронным оборудованием заказал им 25 таких устройств, и тогда Возняк оставил свою работу, чтобы стать вице-президентом нового предприятия.

1 апреля 1976 года Джобс и Возняк основали компанию Apple Computer, которая была зарегистрирована в 1977 году. Ее первой продукцией стал компьютер Apple I ценою в 666,66 долларов. Этот компьютер, отличавшийся простотой и компактностью, предназначался главным образом для любителей и энтузиастов. Всего было продано 600 таких машин. Появившийся вскоре Apple II стал еще более компактным и удобным в пользовании. Успех компании оказался феноменальным, и в 1980 году она стала акционерным обществом.
ГЕЙТС (Gates) Уильям (Билл) Генри III (род. в 1955), американский предприниматель и изобретатель в области электронно-вычислительной техники, председатель и CEO ведущей компании в мире в области программного обеспечения Microsoft.

В 1975 году, бросив Гарвардский университет, где он готовился стать правоведом, как его отец, Гейтс совместно со своим школьным товарищем Полом Алленом основал компанию Microsoft. Первой задачей новой фирмы стала адаптация языка Бейсик для использования в одном из первых коммерческих микрокомпьютеров - «Альтаире» Эдварда Робертса.

В 1980 году Microsoft разработала операционную систему MS-DOS (Microsoft Disk Operation System) для первого IBM PC, ставшую к середине 1980-х годов основной операционной системой на американском рынке микрокомпьютеров. Затем Гейтс приступил к разработке прикладных программ - электронных таблиц Excel и текстового редактора Word, и к концу 1980-х Microsoft стала лидером и в этой области.

В 1986 году, выпустив акции компании в свободную продажу, Гейтс в возрасте 31 года стал миллиардером. В 1990 году компания представила оболочку Windows 3.0, в которой вербальные команды были заменены на пиктограммы, выбираемые с помощью «мыши», что значительно облегчило пользование компьютером. В начале 1990-х годов «Окна» продавались в количестве 1 миллиона копий в месяц. К концу 1990-х годов около 90% всех персональных компьютеров в мире были оснащены программным обеспечением Microsoft.

О работоспособности Билла Гейтса, а также его уникальном качестве эффективно включиться в работу на любом ее этапе ходят легенды. Безусловно, Гейтс принадлежит к когорте самых незаурядных бизнесменов новой генерации. В 1995 году он выпустил книгу «Дорога в будущее», которая стала бестселлером.

В 1997 возглавил список самых богатых людей в мире.

В машине "МИФИ" использовалась 16-ричная двоично-кодированная система представления чисел с плавающей десятичной точкой. Это представление значительно сокращало время выполнения операций выравнивания порядков и нормализации мантисс при выполнении арифметических операций.
Р азрядная сетка числа состояла из 42-х разрядов: один разряд - знак порядка, три разряда - код порядка, один разряд -знак числа, остальные 37 разрядов - мантисса числа. Для представления (хранения) отрицательных порядков принят дополнительный код, а положительных порядков и мантисс независимо от знака - прямой. Последнее было сделано для упрощения операций умножения и деления.
А рифметическое устройство (АУ) машины по принципу выполнения операций являлось последовательно-параллельным. Прием исходных данных и выдача результата производились последовательно, выполнение самой операции - параллельно. Этот выбор определился тем, что первым вариантом оперативной памяти являлся магнитный барабан. АУ включало три регистра и сумматор.
С истема команд содержала 66 команд. Использовалось два типа адресации: трехадресная адресация с возможностью модификации и одноадресная. Одноадресная система позволяла работать в режиме с накапливающим сумматором а АУ, а также выполнять команды в групповом режиме (повторять команды определенное количество раз).
Р азрядная сетка команды также содержала 42 разряда. Среди них: 3 разряда признаков (для автоматического изменения адреса с помощью модификатора), 6 разрядов кода операции, по 11 разрядов на адрес в трехадресной команде или по 13 разрядов для адреса в одноадресной команде. В последнем случае в одном слове размещались 2 одноадресных команды.
А рифметические и логические операции, выполнявшиеся в АУ (в одноадресных и в трехадресных командах):

сложение, вычитание, вычитание модулей, умножение, деление, логическое сложение, логическое умножение, сравнение, сложение по всей разрядной сетке, вычитание по всей разрядной сетке, присвоение знака числа по данному, выделение целой части, сложение порядков, вычитание порядков, логический сдвиг.

В наборе команд ЭВМ "МИФИ" были также 6 команд условных и безусловных переходов, команды ввода, вывода, записи в ОЗУ, останова, операции с модификатором адреса.
В ЭВМ "МИФИ" был принят полусинхронный принцип управления. Устройство управления - смешанное с плавающим циклом. Сочетание центрального и местного устройств управления операциями было связано с тем, что время выполнения ряда микроопераций (нормализации, выравнивания порядков и пр.) зависело от кодов исходных чисел. Те микрооперации, время которых не фиксировано, управлялись местным устройством управления. Это позволило сократить среднее время выполнения операций. Цикл центрального устройства менялся от 1 до 15 тактов в зависимости от операции и исходных чисел. Для выполнения однотипных вычислений с группой различных чисел в устройстве управления был предусмотрен режим автоматического изменения адресов, для чего использовался специальный 13-разрядный регистр модификации адреса (модификатор).
Э ВМ "МИФИ" не имела операционной системы в современном понимании. Управление машиной во время ее наладки, контроль правильности работы и отладка программы производились с помощью пульта управления. На панели пульта смонтирована мнемоническая схема машины и выведена индикация регистров АУ и различных узлов устройств управления. Была предусмотрена возможность работы в следующих режимах:
- режим одиночных импульсов;
- режим работы по циклам (сериям элементарных операций, связанных с отдельным устройством);
- режим работы по операциям;
- автоматический режим работы.
Б ыла обеспечена возможность контрольного останова по адресу числа или команды. Стандартные подпрограммы хранились на отдельных перфолентах.
Н а первом этапе создания и работы машины в качестве ОЗУ использовался магнитный барабан. За счет использования 6 блоков головок считывания-записи было существенно уменьшено время обращения к барабану. При работе с магнитным барабаном ЭВМ "МИФИ" выполняла до 300 трехадресных команд в секунду.
В качестве носителя информации для ЭВМ "МИФИ" была использована 5-ти дорожечная перфолента, применявшаяся в телеграфных аппаратах "Телетайп". На перфоленте числа пробивались в двоично-десятичной системе. Для подготовки данных использовалось стандартное телеграфное оборудование:
- 2 устройства первичного ввода - телеграфные аппараты СТА, состоящие из аппарата СТА-35, оснащенного приставками автоматики типа СТАП, включающими перфоратор и трансмиттер;
- реперфоратор для дублирования перфолент;
- контрольник правильности пробивки перфолент.
С обственно устройства ввода-вывода информации машины включали в себя:
- два устройства быстродействующего ввода-вывода, выполненные в виде автономных механизмов, содержащих фото-электрическое считывание с перфоленты и машинку БП-20 для быстродействующей печати (скорость печати - 20 чисел/с). Механизм считывания и машинка БП-20 были разработаны в и изготовлены в ЭПМ МИФИ. Фотоэлектрический способ ввода происходил со скоростью 5040 слов/мин;
- пульт электромеханического ввода с установленным на нем аппаратом СТА. Скорость ввода - 28 слов/мин;
- стойку ввода-вывода, на которой смонтировано устройство управления вводом.
Э ВМ "МИФИ содержала 1160 электронных ламп октальной серии (6Н8С, 6П9,н5С и др.) и несколько тысяч германиевых диодов. Занимаемая площадь - 100 кв. м.

4 декабря 1948 года Государственный комитет Совета министров СССР по внедрению передовой техники в народное хозяйство зарегистрировал 30 номером 10475 изобретение И. С. Бруком и Б. И. Рамеевым цифровой электронной вычислительной машины.

В советской научно-технической литературе термин «информатика» появился в 1968 году, а в школах соответствующая учебная дисциплина появилась в 1985 году.

В начале 1947 года, слушая передачи «Би-Би-Си», Б.И. Рамеев узнал о том, что в США создана ЭВМ ЭНИАК, и принял решение заняться этой новой тогда областью науки и техники. По рекомендации А.И. Берга Б.И. Рамеев обратился к члену-корреспонденту АН СССР И.С. Бруку и в мае 1948 г. был принят инженером-конструктором в Лабораторию электросистем Энергетического института АН СССР.

Уже в августе 1948 г. И.С. Брук и Б.И. Рамеев представили первый в СССР проект «Автоматическая цифровая электронная машина». В нем было дано описание принципиальной схемы машины, определены арифметические операции в двоичной системе счисления, управление работой машины от главного программного датчика, считывающего программу, записанную на перфоленту и обеспечивающего выдачу результатов на такую же ленту и ввод с нее полученных чисел снова в машину для последующих вычислений. Продолжить совместные работы с И.С. Бруком Б.И. Рамееву не удалось из-за того, что в начале 1949 г. его снова призвали в армию как специалиста по радиолокации, работавшего в ЦНИИ № 108 у А.И. Берга, и зачислили преподавателем в школу подводников на Дальнем Востоке.

В начале 1950 г. на базе Московского завода САМ было создано СКБ-245, которому поручалось создание цифровых вычислительных машин. На должность заведующего одной из лабораторий СКБ-245 был приглашен Б.И. Рамеев, возвращенный из армии по ходатайству министра машиностроения и приборостроения СССР П.И. Паршина. При этом министр дал подписку о своей личной ответственности за деятельность Б.И.Рамеева, чего требовали правила выполнения секретных исследований, которые в те годы распространялись на разработки ЭВМ.

Б.И. Рамеев предложил эскизный проект машины, использовав ряд идей, выдвинутых им ранее совместно с И.С. Бруком. Этот проект, утвержденный Техническим советом СКБ-245, был положен в основу машины «Стрела», первой ЭВМ, освоенной в промышленном производстве в СССР. Как заместитель главного конструктора «Стрелы» Б.И. Рамеев участвовал в создании машины в целом. Под его руководством и при непосредственном участии были разработаны арифметическое устройство машины и память на магнитном барабане. Решение по выбору элементной базы на электронных лампах (а не на реле) было предложено Б.И. Рамеевым.

Компьютеры

Компьютер представляет собой программируемое электронное устройство , способное обрабатывать данные и производить вычисления , а также выполнять другие задания и манипулировать символами .

Электронные вычислительные машины (ЭВМ) – комплекс технологий и программных средств, предназначенный для автоматизации подготовки и решения задач пользователей.

Основные сведения об устройстве ЭВМ сводятся к выполнению ею следующих операций: ввод информации, ее обработка с помощью заложенных в ЭВМ программ и вывод результата обработки в форме, пригодной для восприятия человеком. За каждое из действий отвечает специальный блок ЭВМ: устройство ввода, центральный процессор (ЦП) и устройство вывода соответственно.

История развития компьютерных технологий до ХХ века

V - VI века нашей эры. Возникает одно из первых устройств, облегчающих вычисления – специальная доска для вычислений, называемая «абак ».

XV - XVI века нашей эры. В Древней Руси при счете в этот период истории применялось устройство, похожие на абак, которое называлось «русский шот ». В XVI веке он уже обрел вид привычных русских счет. Счеты, которые использовались в XVI веке стоят на особом месте, так как были первым вспомогательным устройством, использующим десятичную , а не пятеричную систему исчисления , как остальные абаки. Основная заслуга изобретателей абака – создание позиционной системы представления чисел .

XVII век нашей эры. Б. Паскаль в начале столетия, когда математика стала ключевой наукой, создал суммирующую машину («Паскалина»), которая кроме сложения выполняла также и вычитание. Г. Лейбниц немногим позднее создал первую арифметическую вычислительную машину («механический арифмометр»), способную выполнять все четыре арифметических действия.

XIX век нашей эры. В 1812 году Ч. Бэббидж начал работу над созданием разностной машины , которая должна была не просто выполнять арифметические действия, но и проводить вычисления по программе, задающей определенную функцию . Для программного обеспечения данной техники использовались перфокарты (картонные карточки с пробитыми отверстиями – перфорацией ).

История развития компьютерных технологий в ХХ веке

Первая ЭВМ «ЭНИАК » (ламповый цифровой интегратор и вычислитель) была создана в США после Второй Мировой Войны в 1946 году. В группу создателей ЭВМ выходил один из самых выдающихся ученых ХХ века – Джон фон Нейман . Согласно принципам Неймана, построение и функционирование универсальных программируемых вычислительных машин ЭВМ образует три главных компонента:

Арифметическое устройство.

Устройство ввода/вывода.

Память для хранения данных и программ.

Устройства ЭВМ первого поколения были представлены в виде шкафов, которые занимали целые машинные залы и были сложны в эксплуатации . Их элементной базой являлись электронно-вакуумные лампы . Программирование являлось очень трудоемким процессом, а структура строилась по жесткому принципу .

Развитие ЭВМ в СССР связано с именем академика Сергея Алексеевича Лебедева (02.11.1902 – 03.07.1974). В 1950 году в Институте точной механики и вычислительной техники (ИТМ и ВТ АН СССР) был организован отдел цифровых ЭВМ для разработки и создания большой ЭВМ. Академик Лебедев возглавил эту работу, и под его руководством были созданы «МЭСМ » (малая электронно-счетная машина) в 1953 году и «БЭСМ » (большая электронно-счетная машина).

Под руководством Б.И. Рамеева были разработаны первые в СССР универсальные ламповые ЭВМ общего назначения: «Урал 1 », «Урал 2 », «Урал 3 » и «Урал 4 ». В 60-е годы было создано первое в СССР семейство программно- и конструктивно-совместимых полупроводниковых универсальных ЭВМ общего назначения: «Урал 11 », «Урал 14 » и «Урал 16 ». В этих проектах принимали участие такие ученые, как Б.И. Рамеев , В.И. Бурков и А.С. Горшков .

1959-1967 годы ХХ века. Возникают ЭВМ второго поколения , элементарной базой которых являлись активные и пассивные элементы. Габаритами их являлись однотипные стойки , требующие машинного зала. Быстродействие исчислялось сотнями тысяч – миллионами оп ./с. Кроме того, упростилась их эксплуатация и появились алгоритмические языки . Структурой ЭВМ являлся микропрограммный способ управления . В эти годы в СССР шла разработка машин для инженерных расчетов «Пром i нь » и «Мир » (предшественников будущих персональных ЭВМ) под руководством В.М. Глушкова и С.Б. Погребинского . В 1960 году в Советском Союзе была создана полупроводниковая управляющая машина широкого назначения «Днепр » (под руководством В.М. Глушкова и Б.Н. Малиновского ). Данная ЭВМ включала аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи и выпускалась на протяжении 10 лет.

1968-1973 годы ХХ века. В этот временной период создаются ЭВМ третьего поколения , элементарной базой являются большие интегральные схемы (ИС и БИС). Габаритами данных систем являются однотипные стойки, требующие машинного зала , а быстродействие исчислялось сотнями тысяч – миллионами оп./с. Данное поколение требовало оперативного ремонта . Программирование данных компьютеров было похоже на второе поколение ЭВМ, а структурой являлся принцип модульности и магистральности . Появляются дисплеи и магнитные диски .

1974-1990 годы ХХ века. Элементарная база компьютеров этого поколения – четвертое поколение ЭВМ – это сверхбольшие интегральные схемы (СБИС). В этот же период создается многопроцессорная вычислительная система , дешевые компактные микроЭВМ и персональные ЭВМ , на базе которых развивались вычислительные сети. В 1971 году фирмой США «Intel » создает первый микропроцессор (программируемое логическое устройство на базе СБИС-технологий). В 1981 году американская корпорация «International Business Machines Corporation » представила первую модель персонального компьютера «IBM 5150 », положившую начало эпохе современных компьютеров. В 1983 году корпорация «Apple Computers » построила персональный компьютер «Lisa » (первый офисный компьютер, управляемый манипулятором – мышью ). А уже через год эта же корпорация выпустила компьютер «Macintosh » на 32-разрядном процессоре «Motorolla68000».

1990 год – настоящее время. Данный этап знаменуется переходом к пятому поколению ЭВМ. Данный переход предполагает создание новых архитектур, ориентированных на создание искусственного интеллекта. Считается, что архитектура компьютеров пятого поколения будет содержать два основных блока , один из которых (собственно компьютер), должен располагаться блок – интеллектуальный интерфейс – осуществляющий связь с пользователем. Задача данного интерфейса – понять текст , написанный на естественном языке, или речь, и изложенное таким образом условие задачи перевести в работающую программу .

Основные требования к компьютерам пятого поколения:

Создание развитого человеко-машинного интерфейса (распознавание речи и образов).

Развитие логического программирования для создания баз знаний и систем искусственного интеллекта.

Создание новых технологий в производстве вычислительной техники.

Создание новых архитектур компьютеров и вычислительных комплексов.

Для создания программ, обеспечивающих заполнение, обновление и работу с базами данных, были созданы специальные объектно-ориентированные и логические языки программирования , обеспечивающие наибольшие возможности по сравнению с обычными процедурными языками. Структура этих языков требует перехода от традиционной фон-неймановской архитектуры компьютера к архитектурам, учитывающим требования задач создания искусственного интеллекта (ИИ). Основным принципом построения всех современных ЭВМ является программное управление , в основе которого лежит представление алгоритма решения любой задачи в виде программы вычислений .

Программа для ЭВМ – упорядоченная последовательность команд, подлежащая обработке (стандарт ISO 2382/1-84 г.).

Принцип программного управления , описанный Дж. фон Нейманом, гласит, что все вычисления, предписанные алгоритмом решения задачи, должны быть представлены в виде программы, состоящей из последовательности управляющих слов (команд ), каждая из которых содержит указания на конкретную выполняемую операцию, местонахождение (адреса) операндов (переменных значений, которые участвуют в операциях преобразования данных) или ряд служебных признаков.

Фон-неймановская архитектура компьютеров (подавляющее большинство современных ПК):

Арифметико-логическое устройство (АЛУ).

Устройство управления.

1. Устройство ввода информации.

   Устройство вывода информации.

Список (массив ) всех переменных (входных данных, промежуточных значений и результатов вычислений) – неотъемлемый элемент любой программы. Для доступа к программам, командам и операндам используются их адреса , в качестве которых выступают номера ячеек памяти ЭВМ , предназначенных для хранения объектов. Последовательность битов в формате, имеющая определенный смысл, представлена полем . Последовательность, состоящая из определенного , принятого для данной ЭВМ числа байтов , называется словом .

Структурные единицы информации ЭВМ:

Бит (самая малая структурная единица).

Поле (последовательность битов).

Байт (поле, длиной в 8 бит).

Слово (последовательность байтов, особенность которой заключается в записи в операционном запоминающем устройстве [ОЗУ] и считывании из него за один цикл).

Массив (последовательность слов одинакового смысла).

Файл (имеющий имя информационный массив, размещаемый во внешней памяти и рассматриваемый как неделимый объект при пересылках и обработке).

На первоначальном этапе своего развития сфера разработки компьютеров в СССР шла в ногу с мировыми тенденциями. О история развития советских ЭВМ до 1980-го года и пойдёт речь в этой статье.

Предыстория ЭВМ

В современной разговорной – да и научной тоже – речи выражение «электронная вычислительная машина» повсеместно изменено на слово «компьютер». Это не совсем верно теоретически – компьютерные вычисления могут быть основаны не на использовании электронных приспособлений. Однако исторически сложилось, что ЭВМ стали основным инструментом для проведения операций с большими объёмами численных данных. А поскольку над их совершенствованием работали исключительно математики, все типы информации стали кодироваться численными «шифрами», и удобные для их обработки ЭВМ из научно-военной экзотики превратились в универсальную широко распространённую технику.

Инженерная база для создания электронных вычислительных машин была заложена в Германии в годы Второй мировой войны. Там прототипы современных компьютеров использовались для шифрования. В Британии в те же годы совместными усилиями шпионов и учёных была спроектирована аналогичная машина для расшифровки – Colossus. Формально ни немецкие, ни британские аппараты электронными вычислительными машинами считаться не могут, скорее электронно-механическими – операциям отвечали переключения реле и вращение роторов-шестерёнок.

После завершения войны разработки нацистов попали в руки Советского Союза и, в основном, США. Сложившееся в то время научное сообщество отличалось сильной зависимостью от «своих» государств, но что важнее – высоким уровнем проницательности и трудолюбия. Ведущие специалисты сразу нескольких областей заинтересовались возможностями электронно-вычислительной техники. А правительства согласились, что устройства для быстрых, точных и сложных вычислений – это перспективно, и выделили средства на соответствующие исследования. В США до и во время войны велись свои кибернетические разработки – непрограммируемый, но полностью электронный (без механической компоненты) компьютер Атанасова-Берри (ABC), а также электромеханический, но программируемый под разные задачи ЭНИАК. Их модернизация с учётом трудов европейских (немецких и британских) учёных привела к появлению первых «настоящих» ЭВМ. В это же время (в 1947-м году) в Киеве был организован Институт электротехники АН УССР, во главе которого встал Сергей Лебедев, инженер-электротехник и родоначальник советской информатики. В один год с появлением института Лебедев открывает под его крышей лабораторию моделирования и вычислительной техники, в которой в последующие несколько десятилетий разрабатываются лучшие ЭВМ Союза.

ЭНИАК

Принципы первого поколения ЭВМ

В 40-х годах известный математик Джон фон Нейман пришёл к выводу, что вычислительные машины, в которых программы задаются буквально вручную, переключением рычагов и проводов, чрезмерно сложны для практического использования. Он создаёт концепцию, по которой исполняемые коды хранятся в памяти так же, как и обрабатываемые данные. Отделение процессорной части от накопителя данных и принципиально одинаковый подход к хранению программ и информации стали краеугольными камнями архитектуры фон Неймана. Эта компьютерная архитектура до сих пор является самой распространённой. Именно от первых устройств, построенных на архитектуре фон Неймана, отсчитываются поколения ЭВМ.

Одновременно с формулировкой постулатов архитектуры фон Неймана в электротехнике начинается массовое применение вакуумных ламп. На тот момент только они позволяют в полной мере реализовать автоматизацию вычислений, предлагаемую новой архитектурой, поскольку время реакции электронных ламп чрезвычайно мало. Однако каждая лампа требовала для работы отдельного питающего провода, кроме того, физический процесс, на котором основано функционирование вакуумных ламп – термоэлектронная эмиссия – накладывал ограничения на их миниатюризацию. Как следствие, ЭВМ первого поколения потребляли сотни киловатт энергии и занимали десятки кубометров пространства.

В 1948-м году Сергей Лебедев, занимавшийся на своём директорском посту не только административной работой, но и научной, подал в АН СССР докладную записку. В ней говорилось о необходимости в кратчайшие сроки разработать свою электронную вычислительную машину, и ради практического использования, и ради научного прогресса. Разработки этой машины велись полностью с нуля – об экспериментах западных коллег Лебедев и его сотрудники информации не имели. За два года машина была спроектирована и смонтирована – для этих целей под Киевом, в Феофании, институту отвели здание, ранее принадлежавшее монастырю. В 1950-м ЭВМ, названная (МЭСМ), произвела первые вычисления – нахождение корней дифференциального уравнения. В 1951-м году инспекция академии наук, возглавляемая Келдышем, приняла МЭСМ в эксплуатацию. МЭСМ состояла из 6000 вакуумных ламп, выполняла 3000 операций в секунду, потребляла чуть меньше 25 кВт энергии и занимала 60 квадратных метров. Имела сложную трёхадресную систему команд и считывала данные не только с перфокарт, но и с магнитных лент.

Пока Лебедев строил свою машину в Киеве, в Москве образовалась своя группа электротехников. Электротехник Исаак Брук и изобретатель Башир Рамеев, оба – сотрудники Энергетического института им. Кржижановского, ещё в 1948-м подали в патентное бюро заявку на регистрацию проекта собственной ЭВМ. К 1950-му году Рамеева поставили во главе особой лаборатории, где буквально за год была собрана М-1– ЭВМ значительно менее мощная, чем МЭСМ (выполнялось всего 20 операций в секунду), но зато и меньшая по размерам (около 5 метров квадратных). 730 ламп потребляли 8 кВт энергии.

В отличие от МЭСМ, которая использовалась главным образом в военных и промышленных целях, вычислительное время серии «М» отводилось и учёным-ядерщикам, и организаторам экспериментального шахматного турнира между ЭВМ. В 1952-м году появилась М-2, производительность которой выросла в сто раз, а число ламп – всего лишь вдвое. Этого удалось достичь активным использованием управляющих полупроводниковых диодов. Энергопотребление увеличилось до 29 кВт, площадь – до 22 квадратных метров. Несмотря на явную успешность проекта, в массовое производство ЭВМ не запустили – этот приз ушёл ещё одному кибернетическому творению, созданному при поддержке Рамеева – «Стреле».

ЭВМ «Стрела» создавалась в Москве, под руководством Юрия Базилевского. Первый образец устройства завершили к 1953-му году. Как и М-1, «Стрела» использовала память на электронно-лучевых трубках (МЭСМ использовала триггерные ячейки). «Стрела» оказалась наиболее удачным из этих трёх проектов, поскольку её сумели запустить в серию – за сборку взялся Московский завод счётно-аналитических машин. За три года (1953-1956) было выпущено семь «Стрел», которые затем отправились в МГУ, в вычислительные центры АН СССР и нескольких министерств.

Во многих смыслах «Стрела» была хуже, чем М-2. Она выполняла те же 2000 операций в секунду, но при этом использовалось 6200 ламп и больше 60 тысяч диодов, что в сумме давало 300 квадратных метров занимаемой площади и порядка 150 кВт энергопотребления. М-2 подвели сроки: её предшественница хорошей производительностью не отличалась, а к моменту ввода в эксплуатацию доведенной до ума версии «Стрелы» уже были отданы в производство.

М-3 вновь была «урезанным» вариантом – ЭВМ выполняла 30 операций в секунду, состояла из 774-х ламп и потребляла 10 кВт энергии. Зато и занимала эта машина только 3 кв.м., благодаря чему пошла в серийное производство (было собрано 16 ЭВМ). В 1960-м году М-3 модифицировали, производительность довели до 1000 операций в секунду. На базе М-3 в Ереване и Минске разрабатывались новые ЭВМ «Арагац», «Раздан», «Минск». Эти «окраинные» проекты, шедшие параллельно с ведущими московскими и киевскими программами, добились серьёзных результатов уже позже, после перехода на транзисторные технологии.

В 1950-м году Лебедева перевели в Москву, в Институт точной механики и вычислительной техники. Там за два года была спроектирована ЭВМ, прообразом которой в своё время считалась МЭСМ. Новую машину назвали БЭСМ – Большая электронная счётная машина. Этот проект положил начало самой успешной серии советских компьютеров.

Доработанная ещё за три года БЭСМ отличалась великолепным по тем временам быстродействием – до 10 тысяч операций в минуту. При этом использовалось всего 5000 ламп, а потребляемая мощность составляла 35 кВт. БЭСМ являлась первой советской ЭВМ «широкого профиля» – её изначально предполагалось предоставлять учёным и инженерам для проведения их расчётов.

БЭСМ-2 разрабатывалась для серийного производства. Число операций в секунду довели до 20 тысяч, оперативная память, после испытаний ЭЛТ, ртутных трубок, была реализована на ферритовых сердечниках (на следующие 20 лет этот тип ОЗУ стал ведущим). Выпуск начался в 1958-м году, и за четыре года с конвейеров завода им. Володарского сошло 67 таких ЭВМ. С БЭСМ-2 началась разработка военных компьютеров, руководивших системами ПВО – М-40 и М-50. В рамках этих модификаций был собран первый советский компьютер второго поколения – 5Э92б, и дальнейшая судьба серии БЭСМ уже оказалась связана с транзисторами.

С 1955-го года Рамеев «передислоцировался» в Пензу для разработки ещё одной ЭВМ, более дешёвой и массовой «Урал-1». Состоящая из тысячи ламп и потребляющая до 10 кВт энергии, эта ЭВМ занимала порядка ста квадратных метров и стоила куда дешевле мощных БЭСМ. «Урал-1» выпускался до 1961-го года, всего было произведено 183 компьютера. Их устанавливали в вычислительных центрах и конструкторских бюро по всему миру, в частности, в центре управления полётами космодрома «Байконур». «Урал 2-4» также являлись ЭВМ на электронных лампах, но уже использовали ферритовую оперативную память, выполняли по несколько тысяч операций в секунду и занимали 200-400 квадратных метров.

В МГУ разрабатывали собственную ЭВМ – «Сетунь». Она также пошла в массовое производство – на Казанском заводе вычислительных машин было выпущено 46 таких ЭВМ. Их спроектировал математик Соболев совместно с конструктором Николаем Брусенцовым. «Сетунь» – ЭВМ на троичной логике; в 1959-м году, за несколько лет до массового перехода на транзисторные компьютеры, эта ЭВМ со своими двумя десятками вакуумных ламп выполняла 4500 операций в секунду и потребляла 2,5 кВт электричества. Для этого использовались ферритодиодные ячейки, которые советский инженер-электротехник Лев Гутенмахер опробовал ещё в 1954-м году при разработке своей безламповой электронной вычислительной машины ЛЭМ-1. «Сетуни» благополучно функционировали в различных учреждениях СССР, но будущее было за ЭВМ взаимно совместимыми, а значит – основанными на одной и той же, двоичной логике. Тем более что мир получил транзисторы, убравшие вакуумные лампы из электротехнических лабораторий.

ЭВМ первого поколения США

Серийное производство ЭВМ в США началось раньше, чем в СССР – в 1951-м году. Это был UNIVAC I, коммерческий компьютер, созданный скорее для обработки статистических данных. Его производительность была примерно такой же, что и у советских разработок: использовалось 5200 вакуумных ламп, выполнялось 1900 операций в секунду, потреблялось 125 кВт энергии.

Зато научные и военные компьютеры отличались куда большей мощностью (и размерами). Разработка ЭВМ Whirlwind началась ещё до Второй мировой, причём её назначением было ни много ни мало – подготовка пилотов на авиационных симуляторах. Естественно, в первой половине 20-го века это было нереальной задачей, поэтому война прошла, а Whirlwind так и не построили. Но затем началась холодная война, и разработчики из Массачусетского технологического института предложили вернуться к грандиозной идее.

В 1953-м году (тогда же, когда в свет вышли М-2 и «Стрелы») Whirlwind был завершён. Этот компьютер выполнял 75000 операций в секунду и состоял из 50 тысяч вакуумных ламп. Потребление энергии достигало нескольких мегаватт. В процессе создания ЭВМ были разработаны ферритовые накопители данных, оперативная память на электронно-лучевых трубках и нечто вроде примитивного графического интерфейса. На практике от Whirlwind так и не было проку – его модернизировали под перехват самолётов-бомбардировщиков, а на момент сдачи в эксплуатацию воздушное пространство уже перешло под власть межконтинентальных ракет.

Бесполезность Whirlwind для военных не поставила крест на подобных ЭВМ. Создатели компьютера передали основные наработки компании IBM. В 1954-м году на их основе был спроектирован IBM 701 – первый серийный компьютер этой корпорации, на тридцать лет обеспечивший ей лидерство на рынке вычислительной техники. Его характеристики были полностью аналогичны Whirlwind. Таким образом, быстродействие у американских компьютеров было выше, чем у советских, да и многие конструктивные решения были найдены раньше. Правда, это касалось скорее использования физических процессов и явлений – архитектурно ЭВМ Союза зачастую были совершеннее. Возможно, потому, что Лебедев и его последователи разрабатывали принципы построения ЭВМ практически с нуля, опираясь не на старые идеи, а на последние достижения математической науки. Однако обилие нескоординированных проектов не позволило СССР создать свою IBM 701 – удачные особенности архитектур были рассредоточены по разным моделям, и таким же распылением отличалось финансирование.

Принципы второго поколения ЭВМ

ЭВМ на вакуумных лампах отличались сложностью программирования, большими габаритами, высоким энергопотреблением. При этом ломались машины часто, ремонт их требовал участия профессиональных электротехников, а правильность исполнения команд серьёзно зависела от исправности аппаратной части. Узнать, вызвана ошибка неправильным подключением какого-то элемента или «опечаткой» программиста было крайне тяжёлой задачей.

В 1947-м году в лаборатории Белла, обеспечившей США в 20-м веке добрую половину передовых технологических решений, Бардин, Браттейн и Шокли изобрели биполярный полупроводниковый транзистор. 15 ноября 1948 года в журнале «Вестник информации» А.В. Красилов опубликовал статью «Кристаллический триод». Это была первая публикация в СССР о транзисторах. был создан независимо от работы американских учёных.

Кроме пониженного энергопотребления и большей скорости реакции, транзисторы выгодно отличались от вакуумных ламп своими долговечностью и на порядок меньшими габаритами. Это позволяло создавать вычислительные блоки промышленными методами (конвейерная сборка ЭВМ на вакуумных лампах представлялась маловероятной из-за их размеров и хрупкости). Заодно решалась проблема динамического конфигурирования компьютера – небольшие периферийные устройства легко было отключать и заменять другими, что в случае с массивными ламповыми компонентами не являлось возможным. Себестоимость транзистора была выше, чем себестоимость вакуумной лампы, однако при массовом производстве транзисторные компьютеры окупались значительно быстрее.

Переход на транзисторные вычисления в советской кибернетике прошёл плавно – не было создано никаких новых КБ или серий, просто старые БЭСМы и «Уралы» перевели на новую технологию.

Полностью полупроводниковая ЭВМ 5Э92б, спроектированная Лебедевым и Бурцевым, была создана под конкретные задачи противоракетной обороны. Она состояла из двух процессоров – вычислительного и контроллера периферийных устройств – имела систему самодиагностики и допускала «горячую» замену вычислительных транзисторных блоков. Производительность равнялась 500000 операций в секунду для основного процессора и 37000 – для контроллера. Столь высокая производительность дополнительного процессора была необходима, поскольку в связке с ЭВМ работали не только традиционные системы ввода-вывода, но и локаторы. ЭВМ занимала больше 100 квадратных метров. Её проектирование началось в 1961-м, а завершилось в 1964-м году.

Уже после 5Э92б разработчики занялись универсальной транзисторной ЭВМ – БЭСМами. БЭСМ-3 осталась макетом, БЭСМ-4 дошла до серийного производства и была выпущена в количестве 30 машин. Она выполняла до 40 операций в секунду и являлась «подопытным образцом» для создания новых языков программирования, пригодившихся с появлением БЭСМ-6.

За всю историю советской вычислительной техники БЭСМ-6 считается самой триумфальной. На момент своего создания в 1965-м году эта ЭВМ была передовой не столько по аппаратным характеристикам, сколько по управляемости. Она имела развитую систему самодиагностики, несколько режимов работы, обширные возможности по управлению удалёнными устройствами (по телефонным и телеграфным каналам), возможность конвейерной обработки 14 процессорных команд. Производительность системы достигала миллиона операций в секунду. Имелась поддержка виртуальной памяти, кеша команд, чтения и записи данных. В 1975-м году БЭСМ-6 обрабатывала траектории полёта космических аппаратов, участвовавших в проекте «Союз-Аполлон». Выпуск ЭВМ продолжался до 1987-го года, а эксплуатация – до 1995-го.

С 1964-го года на полупроводники перешли и «Уралы». Но к тому времени монополия этих ЭВМ уже прошла – почти в каждом регионе производили свои компьютеры. Среди них были украинские управляющие ЭВМ «Днепр», выполняющие до 20000 операций в секунду и потребляющие всего 4 кВт, ленинградские УМ-1, тоже управляющие, и требующие всего 0,2 кВт электричества при производительности 5000 операций в секунду, белорусские «Мински», «Весна» и «Снег», ереванские «Наири» и многие другие. Особого внимания заслуживают разработанные в киевском Институте кибернетики ЭВМ «МИР» и «МИР-2».

Эти инженерные ЭВМ стали выпускаться серийно в 1965-м году. В известном смысле глава Института кибернетики, академик Глушков, опередил Стива Джобса и Стива Возняка с их пользовательскими интерфейсами. «МИР» представлял собой ЭВМ с подключенной к ней электрической печатной машинкой; задавать команды процессору можно было на человекочитаемом языке программирования АЛМИР-65 (для «МИР-2» использовался язык высокого уровня АНАЛИТИК). Команды задавались как латинскими, так и кириллическими символами, поддерживались режимы редактирования и отладки. Вывод информации предусматривался в текстовом, табличном и графическом видах. Производительность «МИРа» составляла 2000 операций в секунду, для «МИР-2» этот показатель достигал 12000 операций в секунду, потребление энергии составляло несколько киловатт.

ЭВМ второго поколения США

В США электронные вычислительные машины продолжала разрабатывать IBM. Впрочем, у этой корпорации был и конкурент – небольшая компания Control Data Corporation и её разработчик Сеймур Крэй. Крэй одним из первых брал на вооружение новые технологии – сперва транзисторы, а затем и интегральные схемы. Он же собрал первые в мире суперкомпьютеры (в частности, самый быстрый на момент своего создания CDC 1604, который долго и безуспешно пытался приобрести СССР) и первым стал применять активное охлаждение процессоров.

Транзисторный CDC 1604 появился на рынке в 1960-м году. Он был основан на германиевых транзисторах, выполнял больше операций, чем БЭСМ-6, но имел худшую управляемость. Однако уже в 1964-м (за год до появления БЭСМ-6) Крэй разработал CDC 6600 – суперкомпьютер, отличавшийся революционной архитектурой. Центральный процессор на кремниевых транзисторах выполнял лишь простейшие команды, всё «преобразование» данных переходило в ведомство десяти дополнительных микропроцессоров. Для его охлаждения Крэй применял циркулирующий в трубках фреон. В итоге CDC 6600 стал рекордсменом по быстродействию, обогнав IBM Stretch в три раза. Справедливости ради, «соревнования» БЭСМ-6 и CDC 6600 никогда не проводилось, а сравнение по числу выполняемых операций на том уровне развития техники уже не имело смысла – слишком многое зависело от архитектуры и системы управления.

Принципы третьего поколения ЭВМ

Появление вакуумных ламп ускорило выполнение операций и позволило воплотить в жизнь идеи фон Неймана. Создание транзисторов решило «габаритную проблему» и позволило снизить энергопотребление. Однако оставалась проблема качества сборки – отдельные транзисторы буквально припаивались друг к другу, а это было плохо и с точки зрения механической надёжности, и с точки зрения электроизоляции. В начале 50-х годов инженерами высказывались идеи интеграции отдельных электронных компонентов, но только к 60-м появились первые опытные образцы интегральных микросхем.

Вычислительные кристаллы стали не собирать, а выращивать на специальных подложках. Электронные компоненты, выполняющие различные задачи, стали соединять при помощи металлизации алюминием, а роль изолятора была отведена p-n-переходу в самих транзисторах. Интегральные микросхемы стали плодом интеграции же трудов как минимум четырёх инженеров – Килби, Леговеца, Нойса и Эрни.

Поначалу микросхемы проектировались по тем же принципам, по которым осуществлялась «маршрутизация» сигналов внутри ламповых ЭВМ. Затем инженеры стали применять так называемую транзисторно-транзисторную логику (ТТЛ), более полно использовавшую физические преимущества новых решений.

Немаловажным было обеспечение совместимости, аппаратной и программной, различных ЭВМ. Особенно много внимания уделялось совместимости моделей одних и тех же серий – до межкорпоративного и тем более межгосударственного сотрудничества ещё было далеко.

Советская промышленность была в полной мере обеспечена ЭВМ, однако многообразие проектов и серий начинало создавать проблемы. По сути, универсальная программируемость компьютеров ограничивалась их аппаратной несовместимостью – у всех серий были разные разрядности процессоров, наборы команд и даже размеры байтов. Кроме того, серийность производства ЭВМ была весьма условной – компьютерами обеспечивались лишь крупнейшие вычислительные центры. В то же время, отрыв американских инженеров увеличивался – в 60-х годах в Калифорнии уже уверенно выделялась Кремниевая долина, где вовсю создавались прогрессивные интегральные микросхемы.

В 1968-м году была принята директива «Ряд», по которой дальнейшее развитие кибернетики СССР направлялось по пути клонирования компьютеров IBM S/360. Сергей Лебедев, остававшийся на тот момент ведущим инженером-электротехником страны, отзывался о «Ряде» скептически – путь копирования по определению являлся дорогой отстающих. Однако другого способа быстро «подтянуть» отрасль никто не видел. Был учреждён Научно-исследовательский центр электронной вычислительной техники в Москве, основной задачей которого было выполнение программы «Ряд» – разработки унифицированной серии ЭВМ, подобных S/360. Результатом работы центра стало появление ЕС ЭВМ в 1971-м году. Несмотря на сходство идеи с IBM S/360, прямого доступа к этим компьютерам советские разработчики не имели, поэтому проектирование ЭВМ начиналось с дизассемблирования программного обеспечения и логического построения архитектуры на основании алгоритмов её работы.

Разработка ЕС ЭВМ велась совместно со специалистами из дружественных стран, в частности, ГДР. Однако попытки догнать США в сфере разработки компьютеров завершились крахом в 1980-х годах. Причиной фиаско послужил как экономический и идеологический спад СССР, так и появление концепции персональных компьютеров. К переходу на индивидуальные ЭВМ кибернетика Союза была не готова ни технически, ни идейно.