Благодаря своему огромному успеху, три лучшие вычислительные машины — BESM, STRELA и M -2 — выросли, чтобы удовлетворить потребности национальной военной обороны, науки и даже национальной экономики.
Советский компьютер 1948 года — что он умел и почему о нем так мало известно?
Сегодня широко распространено мнение, что персональный компьютер был изобретен на Западе. Однако первый компьютер, да и вообще любой компьютер, был разработан советскими учеными. Что может делать домашний компьютер, способный решать сложные производственные задачи?
Какой была первая советская ЭВМ
Советские ученые очень трепетно относились к своим изобретениям и не хотели передавать «Феникс» исследователям в других странах. Проблемы возникали чаще всего, когда именно компания первой патентовала новый гаджет, а не изобретатель, открывший изобретение.
Разработка первого компьютера, позже названного M1, не имела аналогов в мире.
Официальный запуск этого уникального продукта состоялся 4 декабря 1948 года и ввел передовые технологии в народное хозяйство, когда Совет Министров СССР зарегистрировал первый компьютер. Это стало поворотным моментом и позволило научным лабораториям повысить качество и скорость работы.
Учеными, работавшими над этой программой, были Айзек Брук и Башир Рамеев.
В то время технические характеристики первых компьютеров были просто невероятными. Устройство потребляло всего 8 кВт энергии и занимало площадь всего 4 м2. Последующие иностранные изобретения были гораздо крупнее, потребляли больше ресурсов и требовали гораздо больше времени на ремонт.
Качественной особенностью M1 было наличие различных типов памяти. «медленные» — похожие на современные жесткие диски и «быстрые» аналоговые — память для бизнеса.
В этой роли выступали электростатические трубки или полупроводниковые диоды. Это было похоже на телевизионный компонент. Стоит также отметить систему двоичных чисел с 25 двоичными разрядами, работу в течение 15-20 секунд и двоичную систему команд.
Интересные факты и возможности М-1
Борьба между Советским Союзом и США была жесткой, но когда дело дошло до компьютеров, советские ученые имели неоспоримое преимущество. Первые компьютеры за рубежом появились только в 1951 году.
Область применения компьютеров была широка, И. По словам Брука, его умственные трюки подходили не только для специальных расчетов в военных случаях, но и для разгадывания шифровальных кодов и моделирования прогнозов погоды.
Они могут выполнять функции управления сложными промышленными и энергетическими установками. При правильном использовании М-1 незаменимы практически во всех отраслях промышленности и могут значительно повысить эффективность их работы.
Первые разработки компьютеров начались после Второй мировой войны. В то время ученые создали компьютеры, названные М-1 и МЭСМ (сокращенно ЭВМ). Они были разработаны в Киеве, а их создателем был С.А. Лебедев.
Первая ЭВМ в СССР
МЭСМ.
Все началось с появлением МЭСМ (малого компьютерного двигателя). Это стало отправной точкой для развития вычислительной техники. Его создал в 1948 году Сергей Лебедев, один из основателей советских IT-технологий и инженерии. Он также был героем социалистического труда и обладателем Ленинской премии.
Еще С. Лебедев.
Машина была построена два года спустя, в 1950 году. Он был установлен в бывшем двухэтажном общежитии монастыря в Феофании, недалеко от Кьеу. Он выполняет 3000 операций в секунду и способен потреблять 25 киловатт электроэнергии. Это было технологическое чудо, состоявшее из 6000 вакуумных трубок. Вся система занимала площадь в 60 квадратных метров. Одной из особенностей MESM была поддержка трехадресной системы команд и возможность считывания данных с магнитных лент, а также перфокарт. Нахождение корней дифференциальных уравнений было первым расчетом, выполненным с помощью МЭСМ. Через год (1951) МЭСМ Лебедева был одобрен Академией наук и постоянно эксплуатировался в военном и промышленном секторах.
«БЭСМ–1»
Рабочие процедуры БЭСМ-1
В 1953 году, опять же под руководством Сергея Лебедева, было разработано первое поколение больших электронных вычислительных машин (БЭСМ-1). К сожалению, он был создан только в одном экземпляре. Его вычислительная мощность была сопоставима с американскими компьютерами того времени, а BESM-1 также был самым передовым и производительным компьютером в Европе. В течение почти шести лет инженеры неоднократно модернизировали машину. Благодаря этому его производительность может достигать 10 000 функций в секунду. В 1958 году, после очередной модернизации, было решено переименовать БЭСМ-1 в БЭСМ-2 и запустить его в серийное производство. Всего было построено несколько десятков таких компьютеров.
«Стрела»
Ю. А. Базилевский.
Однако первым советским компьютером массового производства стала легендарная «Стрела». Она была разработана в начале 1950-х годов под руководством главы агентства Юрия Яковлевича Базилевского.
Компьютер Strela
Вычислительная мощность Strela составляла 2000 транзакций в секунду. Она немного уступала МЭСМ Лебедева, но это не помешало «Стреле» стать лучшим промышленным компьютером. Всего было выпущено семь таких машин.
M-1.
Уже ясно, что конец 1940-х и начало 1950-х годов были очень плодотворными с точки зрения растущего энтузиазма по внедрению компьютерных систем на промышленные и военные позиции в бывшем Советском Союзе. Аналогичным образом, сотрудники Энергетического института имени Кржижановского в Москве разработали собственный компьютер, патент на который был подан в 1948 году.
Слева — Башир Рамеев, справа — Исаак Брук.
Главными действующими лицами проекта были Башир Рамеев и Исаак Брук. К 1951 году была создана ЭВМ («М-1»), но по вычислительной мощности она уступала МЭСМ Лебедева. По сравнению с MESM, компьютер M-1 мог выполнять только 20 операций в секунду. Это составляет 1/150 часть от числа вычислений МЭСМ. Однако этот недостаток компенсировался относительно компактной формой всей системы и ее энергоэффективностью. Вместо 60 квадратных метров, необходимых для полной установки МЭСМ, М-1 потребовалось около 10 квадратных метров, и во время работы он потреблял 29 киловатт энергии. По мнению Исаака Брука, эти компьютеры должны быть ориентированы на малые и средние предприятия, не имеющие финансирования.
Вскоре M-1 был значительно усовершенствован. Новое название, данное второму поколению, было таким же коротким, обычным, но запоминающимся «M-2». Должен сказать, что у меня есть особая связь с Советским Союзом и русскими названиями автомобилей. И как бы они ни были грубы и неприличны, я предпочитаю наших, а не их американцев, и лично я не могу представить, чтобы условная эмблема Эльбруса была написана или названа на иностранном языке.
Но вернемся к нашим компьютерам. ‘М-2 был лучшим «компьютером» в Советском Союзе по цене, качеству и производительности, а в секторе информационных технологий М-2 был бесспорным победителем.
Благодаря своему огромному успеху, три лучшие вычислительные машины — BESM, STRELA и M -2 — выросли, чтобы удовлетворить потребности национальной военной обороны, науки и даже национальной экономики.
Почти десять лет спустя (1967 год) С.А. Лебедев организовал запуск БЭСМ-6. Эта машина стала лучшей из лучших. Этот рост был самым быстрым в мире.
Диод — это электронный элемент, обладающий различной проводимостью в зависимости от направления прикладываемого к нему электрического тока.
Когда напряжение подается на диод с одной стороны двух электродов, течет ток, но когда диод закрыт с другой стороны электрода, ток течет слабо. Полупроводниковый диод, предложенный Ламеевым и Бруком в качестве альтернативы электрической лампочке, отличается от электрического диода тем, что для начала работы его не нужно нагревать, что значительно снижает энергопотребление и расход энергии. возможность деградации и выхода из строя из-за длительного нагрева.
К сожалению, именно здесь и начались трудности. Ламеев ушел в армию в 1949 году, и у Брука не было никого, кто умел бы управлять электронным оборудованием вручную. Ученые с нетерпением начали искать выпускников. Было найдено только 12. Насколько серьезной была кадровая ситуация, свидетельствует тот факт, что один из найденных Бруком талантов, Юрий Рогачев, до этого даже не окончил среднюю школу!
Поэтому Бруку пришлось создать уменьшенную версию своего двигателя — М-1. А на его создание одобрение Академии было дано только 22 апреля 1950 года. Это была не просто необходимость в такой машине для военных расчетов. Первые биты были обработаны советским компьютером МЭСМ, еще одним «прототипом», созданным в Кьеу 10 днями ранее, в декабре 1950 года.
Использование полупроводниковых диодов позволило достаточно быстро и с небольшими затратами энергии перевести базу элемента из состояния «0» (состояние изолятора) в состояние «1» (проводник). ENIAC потреблял 174 киловатта, в то время как M-1 потреблял всего 8 киловатт и занимал всего 4 квадратных метра. В этом контексте его 27-тонный американский предшественник выглядел настоящим монстром.
M-1 существенно отличался тем, что (впервые в компьютерной индустрии) имел «медленную» память, подобную современным жестким дискам (на магнитных барабанах), а также современную «быструю» память. Рабочая память. Это были электростатические трубки и мало походили на те, что используются в телевидении. Сами полупроводниковые диоды в нашей стране еще не производились, поэтому мы использовали немецкие лампы, которые получили в качестве компенсации. Не стоит верить, что кто-то привез их в Брук — напротив, их случайно обнаружили на складе МЭИ, куда они попали совершенно неизвестным путем.
Автоматические цифровые вычислительные машины (краткое описание). Блок-схема. Действительный член Академии наук СССР И.С. Брук. Инженер Б.И. Рамеев; Москва, август 1948 г.
Более крупная версия того же компьютера на основе полупроводников начала работать в начале 1953 года, предсказуемо получив название M2 (M означает «маленький», и даже M2 считается намного меньше, чем ENIAC). К 1956 году M3 занимал площадь в три квадратных метра и был первым компьютером, выпущенным в этой серии. Созданная на его основе первая самодельная серийная ЭВМ второго поколения получила широкое распространение в научных и военных учреждениях страны. Кроме того, первые цифровые компьютеры на базе M3 были построены в Венгрии (1958) и Китае (1957). В конце 1950-х годов на базе лаборатории Брука был создан Институт электронных управляющих машин (INEUM).
Идея использовать полупроводники для уменьшения размеров и потребления энергии ЭВМ циркулировала в те же годы и на Западе. Уже в 1953 году в Манчестерском университете появился экспериментальный Transistor Computer — основная часть его элементной базы была полупроводниковой, а не ламповой. Однако в нем, как и в советском М-1, еще было некоторое количество ламп, поэтому чисто полупроводниковым он не был. К тому же ранние транзисторы, которые использовал Transistor Computer, имели надежность еще ниже, чем лампы — рекордно длительное время его работы без поломок составляло не более полутора часов, что резко уступало параметрам М-1, использовавших полупроводниковые диоды, более отработанные к тому времени. Американский TRADIC 1954 года был понадежнее британского аналога, и тоже содержал лампы. Первым полностью полупроводниковым компьютером был британский Harwell CADET, но он заработал только в 1955 году.
Благодаря небольшим размерам и энергопотреблению, двигатель Брука использовался не только для специальных расчетов в военном деле. Даже в работе 1948 года, написанной им совместно с Ламиеффом, ученый объяснял полезность компьютера как для чисто военных расчетов (как в случае с ENIAC), так и для решения криптографических задач, и приводил недетерминированные специальные военные и правительственные контакты. Также речь шла об использовании компьютеров для моделирования метеорологических процессов и наиболее точного прогноза погоды (в то время этот вопрос рассматривался в первую очередь как военный). Во всех этих областях советские компьютеры были очень успешны в 1950-х и 1960-х годах.
Помимо научных расчетов, Брук предложил использовать их в качестве сложных машин для управления промышленными и энергетическими установками. Например, электростанции, химические реакторы и т.д. Как сейчас принято говорить, он был первым, кто предложил внедрить промышленные компьютеры.
Компьютеры М-1 и М-2 были построены в одном корпусе и потеряли свою практическую ценность после 1960-х годов, но компьютерная линейка М-3, с некоторыми модификациями, была необходима к концу 1960-х годов и имела долгий срок службы.
Ну и где же российские Apple и IBM?
Несмотря на достаточно хороший старт и создание в СССР первых компьютеров с полупроводниками, столь высокие темпы развития вычислительной техники в нашей стране не удалось сохранить. Проблемы начались после появления микропроцессоров — основу первых компьютеров в начале 1970-х годов стали помещать на один кремниевый чип (до этого приходилось собирать процессоры из многих чипов). Собрать элементную базу вручную было уже невозможно. Пришлось работать над очень мелкими деталями. Потребовалась фабрика беспроводной электроники, затем вакуумная камера для выращивания кристаллов кремния. В то же время изменился пример технологической борьбы Советского Союза с Западом. В конце 40-х — начале 50-х годов в сталинском Советском Союзе никто не продавал Eniac. Машины, используемые для расчета параметров водородной бомбы, не были экспортированы. Кроме того, в годы Брука и Рамиева за пределами США не было функциональных цифровых компьютеров. Поэтому, чтобы вообще получить компьютер, нужно было собрать свой собственный.
Эпоха Брежнева резко изменила ситуацию. СССР начал масштабный экспорт нефти и на самом высоком уровне пытался решить многие технические проблемы, покупая технологии и оборудование на Западе — конечно, было проще, если не дешевле, создать такие технологии внутри страны. Так были созданы первые компьютеры на базе клонов микропроцессоров ВАЗ, КАМАЗ и западных микропроцессоров. Оборудование для производственного цеха также было импортировано из-за рубежа.
Примерно в то же время, что и М-2, был запущен М-3, прототип компьютеров «Арагаз» и «Раздан». Уже в 1959 году машины были запущены в серийное производство. Что касается технических характеристик, то он содержал 774 вакуумные трубки, занимал площадь 3 м2 и потреблял до 10 кВт.
Первый военный компьютер М-40
На момент создания М-40 была самой быстрой из всех серийных советских ЭВМ, производимых в стране. В то же время Всеволод Бурцев предложил и реализовал на практике несколько решений, имеющих большое значение для развития отечественной вычислительной техники. В военном компьютере М-40 впервые был применен принцип параллелизации вычислительных процессов на уровне аппаратного обеспечения компьютера. Все основные устройства М-40 (арифметическое, управление внешней памятью, ОЗУ, управление) получили автономные узлы управления и могли работать параллельно. В СССР также впервые было введено мультиплексирование данных. Это решение позволило передавать и принимать информацию и данные, полученные по 10 асинхронным каналам, одновременно без замедления вычислительного процесса. Его общая пропускная способность оценивалась в 1 миллион бит в секунду.
M-40 и ее дальнейшая модернизация, M-50 (ракета с плавающей точкой 50 000), были передовыми военными радиолокационными системами наведения для дальнего наблюдения и точного наведения ракет. Они отвечали за расчеты, необходимые для построения траекторий и наведения ракет на баллистические ракеты противника. 4 марта 1961 года на специально созданном полигоне «А» в Казахстане произошел первый в мировой и отечественной истории успешный перехват баллистической ракеты. Система успешно перехватила баллистическую ракету Р-12 с компьютером М-40, отвечающим за расчет траектории ракеты. Перехват произошел на расстоянии 60 км от точки запуска системы противоракетной обороны. Согласно данным регистрирующего оборудования, ракета упала в 31,8 метрах слева и на высоте 2,2 метра, при допустимом мертвом радиусе 75 метров. Обломки ракеты B-1000 успешно уничтожили боеголовку P-12, включая имитатор утяжеленного ядерного боезаряда.
Говоря о технических аспектах военного компьютера М-40, он опирался на смешанную базу данных с использованием электронных ламп, ферритов, полупроводниковых транзисторов и диодов. При этом скорость работы двигателя достигала 40 тысяч операций в секунду в фиксированной точке. Это примерно в четыре раза превышало максимальное значение BESM-1. Первый полноценный военный компьютер получил функциональную память с ферритовым сердечником общей емкостью 4096 слов по 40 бит. Внешняя память представляла собой магнитный барабан емкостью 6000 слов. Военный компьютер М-40 работал в сочетании с процессором обмена абонентами системы и устройствами экономии времени.
Brain, компьютер М-40 и М-50, был удостоен знаменитой Ленинской премии группой лучших программистов компьютера М-40. Его получили Сергей Лебедев и Владислав Барцев.
