Файл: История развития программирования в России (Начало развития компьютеров в СССР).pdf
Добавлен: 30.03.2023
Просмотров: 76
Скачиваний: 1
Первый компьютер "Стрела" был установлен на кафедре прикладной математики Математического института АН (МИАН), а в конце 1953 года началось его серийное производство.
В лаборатории электрических цепей энергетического института под руководством И. С. Брука в 1951 г. построили макет небольшой ЭВМ первого поколения под названием М-1.
В следующем году была создана ЭВМ М - 2, которая положила начало созданию экономичных машин среднего класса. Один из ведущих разработчиков данной машины был М. А. Карцев, который впоследствии внес большой вклад в развитие отечественной вычислительной техники. В М - 2 было использовано 1879 ламп меньше, чем в "Стрелке", а средняя мощность составляла 2000 ОП / с где были задействованы 3 типа памяти : электростатические 34 трубки Вильямса, магнитный барабан и магнитная лента с использованием штатного на тот момент магнитофона маг - 8.
В 1955 - 1956 годах сотрудники лаборатории изготовили небольшой компьютер М-3 со скоростью 30 ОП / с и оперативной памятью на магнитном барабане. Особенностью М-3 было то, что в Центральном устройстве управления использовался асинхронный принцип работы. Следует отметить, что в 1956 году коллектив И. С. Брука был отделен от энергетического института и образовал лабораторию управляющих машин и систем, которая впоследствии стала Институтом электронных управляющих машин ( ИНЕУМ ).
Еще одна разработка небольшого компьютера под названием "Урал" была завершена в 1954 году командой сотрудников под руководством Рамеева. Этот автомобиль стал прародителем целого семейства "Урал", последняя серия которого ("Урал-16"), выпущенная в 1967 году, проста в обращении, хорошая конструкция, низкая стоимость привели к его широкому использованию.
2. Развитие программирования в СССР и России
2.1 История становления программирования СССР
История становления и развития программирования в СССР неотделима от других разделов информатики. С одной стороны, программирование в СССР сформировало свой современный облик и приобрело необходимую полноту. С другой стороны, его развитие в советский период было уже гораздо и менее специфичным и неотделимым от современного мирового научно-технического направления. Поначалу оно развивалась во многом под влиянием собственных внутренних импульсов, усваивая интуицию и мировоззрение зрелых математиков, помноженные на энергию и энтузиазм молодого поколения первых программистов. Выдающиеся ученые и инженеры, а также рядовые сотрудники, построившие здание, в котором мы живем своим творчеством.
Реальное начало работ в области электронно-вычислительной техники в СССР относится к 1946 году, когда в Киеве академик АН СССР С. А. Лебедев инициировал исследования по созданию электронных вычислительных машин и программ.
Рисунок 1 - Лебедев Сергей Алексеевич
Сергей Лебедев родился 2 ноября 1902 года в Нижнем Новгороде в семье учителя. В 1928 году С. А. Лебедев окончил Московское высшее техническое училище. Н. э. Баумана (МВТУ). После окончания института С. А. Лебедев стал преподавателем МГТУ и одновременно сотрудником Всесоюзного электротехнического института В. И. Ленина (ВЭИ), где был сначала как младший научный сотрудник, руководитель группы, затем заведующий лабораторией электрических сетей.
В 1945 году С. А. Лебедев создал первый в стране электронный аналоговый вычислитель для решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений, которые часто встречаются в задачах, связанных с энергетикой.
Осенью 1948 года С. А. Лебедев начал разработку малой электронной вычислительной машины (мэм). Он пригласил А. А. Дородницына и К. А. Семендяева приехать в Киев для определения комплекса операций МЭСМ. К концу 1949 года была определена принципиальная схема машинных блоков. В 1950 году МЭСМ был смонтирован в двухэтажном здании бывшего монастыря в Феофании (под Киевом), где располагалась лаборатория С. А. Лебедева.
В конце 1951 года МЭСМ прошел испытания и был принят в эксплуатацию комиссией Академии Наук СССР во главе с академиком М. В. Келдышем. В состав комиссии вошли академики С. Л. Соболев, М. А. Лаврентьев, профессор А. К. Семендяев, А. Г. Курош.
В 1952 г. МЭСМ решал важнейшие научно-технические задачи в области термоядерных процессов (Ю. Б. Зельдович), космических полетов и ракетной техники (М. В. Келдыш, А. А. Дородницын, А. А. Ляпунов), дальних линий электропередач (С. А. Лебедев), механики (Г. Н.Савин), статистического контроля качества (Б. В. Гнеденко).
После МЭСМ началось создание специализированного компьютера для решения систем алгебраических уравнений. Его главным конструктором был З. Л. Рабинович. Основную идею строительства СЭСМ выдвинул С. А. Лебедев.
В 1950 году Лебедев приступил к разработке БЭСМ, Академии Наук СССР. В марте 1950 г. он был назначен заведующим лабораторией Института точной механики и вычислительной техники (ИТМ и ВТ), директором которого был М. А. Лаврентьев. В 1956 доклад Лебедева о БЭСМ на международной конференции в Дармштадте произвел сенсацию - БЭСМ была на уровне лучших американских автомобилях и самой быстрой в Европе [12 , С. 13-24]. В 1958 году БЭСМ с памятью на ферритовых сердечниках емкостью 2048 слов, передана в серийное производство, и была выпущена Заводом Володарского под названием БЭСМ-2.
В 1955 году С. А. Лебедев начал разработку М-20 (цифра в названии указывала ожидаемую скорость - 20 тыс. оп/с). В то время ни одна другая машина в мире не имела такой скорости вычислений. Постановлением Правительства СССР было поручено создание М-20 ИТМ и ВТ и СКБ-245. С. А. Лебедев стал главным конструктором СКБ-245. М. К. Сулим - его заместителем. Идеологию и структуру М-20 разработал С. А. Лебедев, инструкцию - М. Р. Шура-Бура, схемы - П. Головастиков. М. К. Сулим, курировал разработку технической документации и изготовление опытного образца в СКБ-245. В 1958 году Государственная комиссия приняла М-20 и рекомендовала ее к серийному производству. ИТМ и ВТ после завершения работ по ламповых БЭСМ-2 и М-20 приступили к проектированию полупроводникового БЭСМ-6, имевшего скорость 1 млн. оп/с. Главным конструктором БЭСМ-6 был С. А. Лебедев, заместителями его были ученики В. А. Мельников и Л. Н.Королев.
В 1967 году Государственная комиссия под председательством М. В. Келдыша приняла БЭСМ-6 с высокой оценкой и рекомендовала ее к серийному производству.
По инициативе и при активном участии С. А. Лебедева при разработке ЭВМ БЭСМ-2 было проведено моделирование будущей машины с использованием программных моделей.
На базе БЭСМ-6 созданы вычислительные центры коллективного пользования для научных организаций, системы автоматизации научных исследований в области ядерной физики и других областях науки, информационно-вычислительные системы обработки информации в режиме реального времени. Она использовалась для моделирования наиболее сложных физических процессов и процессов управления при проектировании программного обеспечения для новых компьютеров.
Специализированные ЭВМ, созданные под руководством С. А. Лебедева для системы противоракетной обороны, стали основой достижения стратегического паритета между СССР и США во время холодной войны.
Увидеть изготовление очередной серии высокопроизводительных компьютеров, которые разрабатывали ИTM и BT, у С. А. Лебедева не получилось. Он умер 3 июля 1974 года. Имя С. А. Лебедева теперь носит ИТМ и ВТ. Ученики С. А. Лебедева создали свои научные школы и кружки.
Рисунок 2 -Ляпунов Алексей Андреевич
Алексей Ляпунов родился 8 октября 1911 года в Москве, умер 23 июня 1973 года. С детства Алексей Андреевич был среди известных высокообразованных людей. Это определило широкий круг его интересов. Его интерес к математике был пробужден его отцом, который учился в Московском университете, а также в Гейдельберге и Геттингене. В 1928 году Алексей Андреевич окончил среднюю специальную школу. Он создал первые учебные курсы по программированию и разработал операторный метод - по существу первый язык программирования, отличающийся от языка компьютерных командных систем и разработанный с появлением алгоритмических языков, таких как Алгол и другие.
Ляпунов А. А. начал свою работу на кафедре программирования ОПМ МИАН, имея за плечами военные годы офицера-артиллериста, докторскую диссертацию по описательной теории множеств и опыт преподавания математики в Военной академии. Особенностью его научного стиля была широкая естественнонаучная культура, интерес к выявлению общих закономерностей и широких аналогий и редкий дар проповеди. Ему приписывают формирование в СССР взгляда на программирование как на научную дисциплину.
Проблема автоматизации программирования в СССР была впервые поставлена А. А. Ляпуновым в 1953 г. в рамках его операционного метода как систематического поиска процедур, реализующих операторы схем в терминах машинных инструкций, идущих от некоторой формальной записи функционирования этих операторов.
Параллельный проект переводчика для машины БЭСМ (ПС БЭСМ) был реализован А. П. Ершовым, Л. Н.Королевым и В. М. Курочкиным совместно с группой сотрудников ИТМ и ВТ. Входной язык БЭСМ ПС содержал арифметические и логические операторы, несколько напоминающие современные операторы выбора. Наиболее важной новинкой в БЭСМ ПС были операторы в цикле и индексные переменные (индексы могут быть параметрами циклов). Наконец, текст программы не разделен на схему и спецификацию операторов, а представлен линейным неформатированным текстом, в котором операторы разделены точкой с запятой.
Уже первые годы работы на компьютере показали, что" истинная производительность машины должна определяться количеством задач, фактически решаемых на машине, временем, необходимым для выполнения каждой задачи, и количеством людей, занятых подготовкой и проведением задач и технической эксплуатацией машины " [10, С. 10-54].
Рисунок 3 - Шура-Бура Михаил Романович
Михаил Романович Шура-Бура родился 21 октября 1918 года в селе Парафиевка Черниговской области.
В 1940 году М. Р. Шура-Бура окончил механико-математический факультет МГУ. М. В. Ломоносова (МГУ). Михаил Романович Шура-Бура считается патриархом русского программирования. В его научной биографии и в результатах работы кафедры Института прикладной математики. М. В. Келдыш, возглавляемый М. Р. Шурой-Бурой, отразил важнейшие особенности становления и развития системно-прикладного программирования в нашей стране. [16]
Шура-Бура имел возможность принять участие в проектировании логической структуры компьютера М-20. Следует отметить, что это была одна из немногих моделей ЭВМ, создание которой объединило конструкторов, проектировщиков и математиков, представленных ИТМиВТ, конструкторским бюро, создавшим машину "Стрелка", и МИАН. Этот прочный фундамент возлагал большую ответственность на разработчиков, поскольку машина (а точнее, ее архитектура) должна была быть воплощена в нескольких больших сериях (М-20, БЭСМ-ЗМ, БЭСМ-4, м-220, м-220М, м-222). В частности, неизмеримо возросли масштабы использования программного обеспечения, а сложившиеся прецеденты накопления естественного программного хозяйства, все еще каким-то образом приемлемого для уникальных научных вычислительных центров, перестали быть пригодными для будущей машины. Постепенно формируется понятие "математическое программное обеспечение" - интегрированная и простая в использовании система различных программных средств (библиотек, переводчиков, средств отладки), сопряженная с определенной дисциплиной прохождения заданий оператора. Для Шура-Бура важны предпосылки формирования такой философии стали экспериментальные системные проекты в Вычислительном центре МГУ, а также повседневный опыт организации производства вычислительной техники в МИАН, что требовало высокой четкости и высокой надежности как оборудования, так и программ.
На пути к полному пониманию проблемы компьютерного программного обеспечения, не говоря уже о ее решении в каком-либо полном объеме, возникло множество препятствий как научно-технического, так и организационного характера, в частности слабая разработка концепции программного продукта. Опыт работы с машинами " стрелка " наглядно показал, что расхождение программных средств в целом неизбежно, если нет единой и нерушимой основы, построенной непосредственно на " голой " машине [7, С. 25-39]. Для М-20 в то время этой основой была библиотека стандартных подпрограмм. Идея превращения библиотеки в портативный и общий программный продукт стала главной задачей для Михаила Романовича, который в итоге сформировал более общий взгляд на программное обеспечение. ИС-2 стала своеобразной мини-ОС, обеспечивающей "в крайнем случае" определенную однородность структуры исполняемых программ.
Следует отметить, что Андрей Петрович Ершов в то время интересовался совершенно другими проблемами [8, С. 231]. Продолжая работать над переводчиками и их входными языками, он стремился увлечь своих новых сотрудников довольно амбициозным проектом "сибирский язык программирования" ALGOL 60.
Рисунок 4 - Ершов Андрей Петрович
Андрей Петрович Ершов родился 19 апреля 1931 года в Москве в семье потомственных русских интеллигентов. А. П. Ершов окончил механико-математический факультет МГУ в 1954 году. Это был первый в СССР выпуск программистов с университетским образованием. Как и большинство отечественных программистов, А. П. Ершов начал с работы по созданию алгоритмов численных методов и стандартных компьютерных программ "Стрела" и БЭСМ.
Осознавая серьезные социальные последствия будущего широкого использования компьютеров, А. П. Ершов стал неутомимым борцом за школьную информатику. Он одним из первых предложил ввести в школьное образование курс "Основы информатики и вычислительной техники", составил необходимые учебные планы и написал первый учебник по этому курсу [6, С. 531-535]. А. П. Ершову принадлежит словосочетание "Программирование-вторая грамотность", которым он образно выразил роль внедрения основ информатики в школе как основы информационной культуры будущих поколений [15, С. 5-29].
Ситуация весной 1960 года была очень благоприятной для принятия Алгол 60 в качестве единого языка программирования для научных и инженерных приложений компьютеров. В июне 1960 года в Вычислительном центре Академии Наук СССР состоялось координационное совещание по внедрению Алгол 60. На фоне общей и в значительной степени разнонаправленной деятельности выделялись три языковых проекта реализации для М-20, возглавляемые С. Лавровым, М. Р. Шура-Бурой и А. П. Ершовым, и получившие названия ТА-1, ТА-2 и Альфа соответственно. Начиная с трех независимых и иногда конкурирующих разработок, эти проекты приобрели дополнительные свойства в ходе их развития, решив проблему обеспечения М-20 переводчиками Алгол 60 и в целом удовлетворительно. В то же время все три переводчика были основаны на системе is-2 для доступа к стандартным подпрограммам.