Файл: История развития средств вычислительной техники (История развития ВТ в нашей стране).pdf

1. Школа С.А. Лебедева – где основным вектором развития была разработка машин с высочайшим быстродействием.
2. Школа И.С. Брука, где в приоритете была разработка малых и управляющих вычислительных машин.
3. Школа Б.И. Рамеева, где упор был на разработку и создание ВТ универсального применения.

В том же 1948 году появляется проект автоматической цифровой вычислительной машины под авторством И.С Брука и Б.И. Рамеева. В этом проекте было дано описание принципиальной схемы машины, определены арифметические операции в двоичной системе счисления, предусматривалось управление работой машины от главного программного датчика. Датчик считывал программу, записанную на перфоленте, и обеспечивал выдачу результатов на такую же перфоленту или ввод с нее полученных чисел снова в машину для последующих вычислений.

Первой «полноценной» отечественной ЭВМ принято считать созданную С.А. Лебедевым малую электронную счетную машину (МЭСМ). На ее проектирование, монтаж и отладку было потрачено два года и силы 17 человек. 6 ноября 1950 года состоялся пробный запуск МЭСМ и через год начата регулярная эксплуатация машины. При разработке машины С.А. Лебедев самостоятельно переоткрыл и сформулировал принципы фон Неймана, лежащие в основе любого современного компьютера. МЭСМ оказалась первой ЭВМ в континентальной Европе^[31].

При этом существует мнение^[32], что созданная под руководством Исаака Брука машина М-1 опередила МЭСМ. Формально первые биты информации М-1 обработала 15 декабря 1950 года, а МЭСМ - на десять дней позже - 25 декабря. М-1 в части быстродействия была в 2-2.5 раза хуже МЭСМ, однако в техническом плане была действительно малогабаритной (элементную базу М-1 составляли 730 ламп, МЭСМ - 6000; М-1 занимала площадь 15 м², МЭСМ - 60 м²). И если МЭСМ использовалась, в основном, как «стартовая площадка» для подготовки первых в стране программистов и решения принципиальных вопросов методики программирования, то на М-1 проводились расчеты для космического бюро С.П. Королева и для института атомной энергии.

1950-1960-ые годы эпоха расцвета отечественной индустрии ВТ. В 1953 году построена Большая Электронная Счетная Машина (БЭСМ), которая даже спустя три года была самой быстрой ЭВМ в Европе и составляла конкуренцию лучшим мировым разработкам в этой области^[33]. В СКБ-245 под руководством Б.И. Рамеева первая ЭВМ запущенная в серийное производство– «Стрела». В это же время после глубокой модернизации М-1 выходит М-2 - ее производительность возросла в 100 раз до 2000 операций в секунду. В 1956 году сдана в эксплуатацию М-3 которая стала прототипом ЭВМ, выпускаемых в Минске и Ереване, а также схемы М-3 были переданы в академии наук Китая и Венгрии^[34]. В конце 1950-х в серийное производство выходит ЭВМ «Урал-1», которых всего было выпущено 183 экземпляра. Самой производительной отечественной ЭВМ первого поколения стала М-20, созданная С.А. Лебедевым в 1958 году^[35].

---

Второе поколение ЭВМ приходится на период от конца 1950-х годов и связано с успехами развития в нашей стране полупроводниковой технологии и появившимися возможностями совершенствования структуры компьютеров. В 1959 году под руководством Николая Павловича Брусенцова в МГУ завершилась разработка уникальной троичной ЭВМ «Сетунь», не имеющей аналогов в своем роде. Выходят в серийное производство ЭВМ семейств «Мир», «Минск», «Урал», «Раздан» и др. ЭВМ начинают широко использоваться не только в военной и космических сферах, но и в гражданской. Например, «Раздан-3» использовалась для продажи железнодорожных билетов.

Одной из самых выдающихся разработок в области вычислительной техники, получившей мировое признание, стала разработка школы С.А. Лебедева — законченная в 1967-м БЭСМ-6. В ее конструкцию было заложено так много новых принципов, что она выпускалась Московским заводом САМ еще двадцать лет – до 1987 года, а использовалась до 1995 года. БЭСМ-6 отличалась целым рядом особенностей, революционных для своего времени и предвосхитивших архитектурные особенности ЭВМ следующего поколения. Директор английского музея вычислительной техники Дорон Свейд в 1996 году писал по поводу БЭСМ-6, что «пресловутое технологическое превосходство США в период «холодной войны» было в значительной степени мифом»^[36]. Американский ILLIAC-IV, прямой конкурент БЭСМ-6, был закончен позднее, обошелся много дороже и уступал советской конструкции в быстродействии на определенных классах задач, несмотря на то, что в нем было чуть ли не на порядок больше элементов^[37]. В 1975-м в ходе совместного космического проекта «Союз - Аполлон» советские специалисты обработали параметры орбиты на БЭСМ-6 быстрее американцев на 20 минут^[38].

Несмотря на некоторые успехи в части производительности ВТ в СССР перспективы развития были далеко не безоблачные. Выдающийся ученый А.И. Китов направил в 1967 году Генеральному секретарю ЦК КПСС Л.И. Брежневу аналитическую записку «О состоянии электронной вычислительной техники в нашей стране», в которой эти перспективы было описаны без прикрас. В частности, в ней было указано, что В США на тот момент было около 30000 ЭВМ, всесторонне оснащённых с развитой системой обеспечения, в отличии от СССР, где имелось чуть более 1000 ЭВМ без должной поддержки^[39]. Помимо этого, более быстрому развитию ВТ за рубежом способствовало не только участие научного сообщества и государства, но и деловых кругов, которые в условиях жесткой конкуренции были заинтересованы в широком использовании самых современных разработок ВТ. В СССР ситуация была прямо противоположная - плановая экономика, неконкурентный централизованный рынок, ориентация на оборонную промышленность, бюрократизм явно не способствовали развитию ВТ. Немаловажную роль сыграл и тот факт, что к началу разработок ЭВМ третьего поколения в нашей стране не возникла парадигма программной совместимости. Талантливые разработчики ЭВМ и программного обеспечения для них работали разобщенно, вне рамок какой-либо государственной программы и требований стандартизации. В результате в конце 1960-х годов СССР отступил от изначально впечатляющей попытки развиваться собственным независимым курсом в области ВТ и с принятием государственной директивы «Ряд» дальнейшее развитие ВТ направилось по пути клонирования конструкций передовых зарубежных ЭВМ.

---

Первое семейство клонированных отечественных ЭВМ воспроизводило линейку IBM S/360 и называлось Единой системой ЭВМ (ЕС ЭВМ), производство которых было организовано на мощностях ВНИЦЭВТ^[40]. Вторым семейством стали копии миниЭВМ фирмы Hewelett-Packard, выпускаемые у нас под маркой СМ-1 и СМ-2. Производимые в дальнейшем СМ-3 и СМ-4 были фактически компьютерами PDP-11 фирмы DEC, их выпуском занимался ИНЭУМ^[41]. Именно с начала копирования зарубежных образцов в области компьютерных технологий наша страна оказалась и продолжает оставаться на позициях догоняющей и никогда больше не выбивалась в лидеры. Еще оставалось немного наработок для использования в военной (например, 5Э92Б - двухпроцессорный компьютер, используемый в первой системе ПРО г.Москвы), или в космической (созданная в 1973 году многомашинная система АС-6 для управления космическими полетами) сферах.

Единственной отечественной конкурентоспособной разработкой 1970-х годов стал проект многопроцессорного комплекса «Эльбрус». На тот момент это была великолепная машина: впервые в мире применялась суперскалярная архитектура, позволявшая параллельно отрабатывать несколько машинных команд. «Эльбрус-2», запущенный в серийное производство в 1985 году, благодаря своей надежности и быстродействию использовался на центральных узлах стратегических систем страны. В 1986 году началась разработка «Эльбрус-3», однако, развитие остановилось в 1990 году на этапе опытного образца из-за экономических проблем того времени. Будучи построенным «Эльбрус-3» благодаря совершенству своей архитектуры мог обеспечить в два раза большую скорость обработки данных, чем самый быстрый американский суперкомпьютер тех лет Cray Y-MP^[42].

Продолжение развития отечественных микропроцессоров и высокопроизводительных комплексов серии «Эльбрус» продолжилось в 2006 году, когда произошёл процесс интеграции и объединения деятельности ИНЭУМ и ЗАО «МЦСТ». В 2010 году начинает выпускаться микропроцессор «Эльбрус-S», в 2011-ом - «Эльбрус-2С+», в 2014-ом - «Эльбрус-4С» производительность которого (50 Гфлопс) сравнима с процессором Intel Core i7-975 (53 Гфлопс). В планах до 2022 года не только начать производство процессоров «Эльбрус-32С», заявленные характеристики которого составят конкуренцию ведущим процессорам мировых производителей. Сейчас идут работы по созданию суперкомпьютера на процессорах «Эльбрус», который наверняка сможет войти в рейтинг ТОП500^[43].

---

Заключение

В представленной работе изложена мировая история развития ВТ от абака до современных ЭВМ пятого поколения и перспективных устройств ближайшего будущего. Рассмотрены характерные черты счетных устройств каждой эпохи, отличительные особенности всех поколений ЭВМ, отмечена роль выдающихся ученых.

Отдельно в работе рассмотрена история развития вычислительных средств в нашей стране, отмечены наиболее значимые люди, события, разработки, оказавшие влияние на мировую индустрию ВТ.

Многовековая история развития ВТ вобрала в себя настолько много имен, фактов, что в рамках данной работы невозможно упомянуть абсолютно всё и всех. Однако, главной целью работы была попытка показать тот путь, который прошла мировая индустрия средств ВТ, без которых люди уже не представляют своей жизни, и данная цель в ходе работы была достигнута.

Библиография

Постановление Совета Министров СССР №4663-1829

Владимир Липаев Очерки истории отечественной программной инженерии в 1940-е – 80-е годы // М.: СИНТЕГ, 2012.

Гутер, Р. С. От абака до компьютера / Р. С. Гутер, Ю. Л. Полунов. – М. : Знание, 1981.

Ким А.К., Волконский В.Ю., Груздов Ф.А., Михайлов М.С., Парахин Ю.Н., Сахин Ю.Х., Семенихин С.В., Слесарев М.В., Фельдман В.М. Микропроцессорные вычислительные комплексы с архитектурой «Эльбрус» и их развитие, // Современные информационные технологии и ИТ-образование. Сборник докладов 3-й международной научно-практической конференции, Москва, 6-9 декабря 2008.

Лорен Грэхэм Сможет ли Россия конкурировать? История инноваций в царской, советской и современной России // Лорен Грэхэм: Манн, Иванов и Фербер; Москва, 2014

Малиновский Б. Н. История вычислительной техники в лицах. // Киев: фирма "КИТ", ПТОО "А.С.К.", 1995.

Поликарпов, В. С. История науки и техники / В. С. Поликарпов. – М. : Феникс, 1999.

Тютляева Е.О., Конюхов С.С., Московский А.А., Одинцов И.О. Оценка потенциала использования платформы Эльбрус для высокопроизводительных вычислений // Суперкомпьютерные дни в России. Труды международной конференции. 2016.

Ходаков В.Е. Научные школы компьютеростроения: история отечественной вычислительной техники // ХНТУ, 2010.

Хрестоматия по истории информатики / Автор-составитель Я.И. Фет ; отв. ред. Б.Г. Михайленко ; Рос. акад. наук, Сиб. отделение, Институт вычислительной математики и математической геофизики. – Новосибирск : Академическое изд-во «Гео», 2014.

---

1. Карл Меннингер «История цифр. Числа, символы, слова», — М: ЗАО Центрполиграф, 2011, С.49-53 ↑

2. Гутер, Р. С. От абака до компьютера / Р. С. Гутер, Ю. Л. Полунов. – М. : Знание, 1981, С.6 ↑

3. Александрова Н. В. История математических терминов, понятий, обозначений: Словарь-справочник. — 3-е изд., испр. — М.: ЛКИ, 2008. ↑

4. Неперовы палочки // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907. ↑

5. Логарифмическая линейка дает точность с погрешностью 0.1-1 % (2-3 знака после запятой), что для астрономии совершенно неприемлемо ↑

6. Златопольский Д. М. Вычислительная машина Шиккарда // Информатика, № 33/ 2001 ↑

7. Знакомьтесь: компьютер = Understanding computers : Computer basics : Input/Output; Пер. с англ. К. Г. Батаева; Под ред. и с пред. В. М. Курочкина — Москва : Мир, 1989 — 240 с. ↑

8. В частности, немцем Бургхардтом (1884), англичанином С. Тейтом (1903) и другими. ↑

9. Энциклопедия элементарной математики. Книга первая: Арифметика / Александров П. С., Маркушевич А. И., Хинчин А. Я. — Москва—Ленинград: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1951. — С. 367—372 ↑

10. Difference Engine – англ. ↑

11. Analytical Engine – англ. ↑

12. Этот принцип построения системы команд используется в современных компьютерах c так называемой RISC-архитектурой ↑

13. Петренко А. К., Петренко О. Л. Машина Беббиджа и возникновение программирования // Историко-математические исследования. — 1979. — Т. 24. — С. 340 ↑

14. По проекту машина должна была иметь размеры 30х10х4,5 метра и, примерно, из 50000 деталей ↑

15. Шилов В. В. Удивительная история информатики и автоматики. — Москва : ЭНАС, 2011. — 214 с ↑

16. С. П. Куценко. Табулятор // Энциклопедия кибернетики / В. М. Глушков. — Киев: Главная редакция Украинской советской энциклопедии, 1974. — Т. 2 ↑

17. История компании IBM URL: https://habr.com/ru/post/372859/ ↑

18. Знакомьтесь: компьютер = Understanding computers : Computer basics : Input/Output / Пер. с англ. К. Г. Батаева; Под ред. и с пред. В. М. Курочкина. — М.: Мир, 1989. — 240 с ↑

19. Популярная механика, «Колосс Британский: секретный предок компьютеров», 30 мая 2006 года ↑

20. Рус: электронный числовой интегратор и компьютер ↑

21. Nicholas Metropolis, George Reitwiesner, and John von Neumann, Statistical treatment of values of first 2000 decimal digits of e and of pi calculated on the ENIAC, Mathematical tables and other aids to Computations 4 (1950), no. 30 ↑

22. История науки: ЭНИАК, или Как обмануть военных URL: https://indicator.ru/article/2017/02/15/eniac/ (дата обращения 22 мая 2019) ↑

23. Рус: электронный дискретный переменный автоматический компьютер ↑

24. Рус: электронный автоматический калькулятор с памятью на линиях задержки ↑

25. Э. Таненбаум, Архитектура компьютера, 5-е издание. СПб.: 2007 ↑

26. Garry Baldy. Как люди научились считать // Компьютерра. — 2005 ↑

27. Нефедов А.В., Савченко A.M., Феоктистов Ю.Ф. Зарубежные интегральные микросхемы для промышленной электронной аппаратуры: Справочник. — М.: Энергоатомиздат, 1989 ↑

28. Воробьев Е.П., Сенин К.В. Интегральные микросхемы производства СССР и их зарубежные аналоги: Справочник. — М.: Радио и связь, 1990. ↑

29. Пол Аллен, Миллиардер из Кремниевой долины. История соучредителя Microsoft, Москва: Альпина Бизнес Букс, 2012 ↑

30. На основе триггера были построены основные составляющие вычислительной техники — регистры, счётчики, ячейки памяти и другие логические схемы ↑

31. При этом необходимо учитывать, что первые вычислительные машины, которые можно назвать компьютерами, в континентальной Европе появились в Германии (Z3 (1941 год) и Z4 (1950) Конрада Цузе). Но, так как они были релейными, то они классифицируются как электромеханические вычислительные машины, а не электронные. ↑

32. Индикатор - информационно-сервисный портал, посвященный науке / История, которую стоит переписать: где на самом деле сделали первый советский компьютер / URL:https://indicator.ru/article/2018/04/17/pervyj-sovetskij-kompyuter/ (дата обращения 07.05.2019). ↑

33. Владимир Липаев Очерки истории отечественной программной инженерии в 1940-е – 80-е годы // М.: СИНТЕГ, 2012 ↑

34. Н.Л. Прохоров, А.К. Ким, Г.А. Егоров К 60-летию Института электронных управляющих машин им. И.С. Брука // Информационные технологии и вычислительные системы – 2018. - №3 ↑

35. Малиновский Б. Н. История вычислительной техники в лицах. — Киев: фирма "КИТ", ПТОО "А.С.К.", 1995. ↑

36. Back in the U.S.S.R. / URL: https://www.inc.com/magazine/19960615/1967.html (дата обращения 07.05.2019) ↑

37. Юрий Ревич У нас была бы лучшая в мире персональная ЭВМ / Новая газета. – 20 апреля 2012. - №44 ↑

38. Андрей Ваганов Когда-то наши компьютеры были быстрее американских / Независимая газета. – 25 октября 2017. ↑

39. Шилов Валерий Владимирович Развитие и состояние вычислительной техники в СССР в сравнении с США и другими западными странами / Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» / URL: https://cs.hse.ru/HERB/shilov/ (дата обращения 07.05.2019 ↑

40. ВНИЦЭВТ – Всесоюзный Научно-исследовательский центр электронной вычислительной техники ↑

41. ИНЭУМ – институт электронных управляющих машин ↑

42. От «Эльбруса-3» - к «Эльбрусу-2000» / Computerworld Россия. – 20 июня 2000. №27-28 ↑

43. Отечественные процессоры готовят к сверхзадачам / Коммерсантъ. - 13 ноября 2018. - №208 ↑

---