T.I.S. Форум » Отечественные старые компьютеры и ЭВМ других архитектур » Большие ЭВМ » История развития ЭВМ в СССР

Страниц (1): [1]
 

1. Andrey_Ak - 14 Января, 2012 - 12:07:47 - перейти к сообщению
Официальной "датой рождения" советской вычислительной техники следует считать, видимо, конец 1948 года. Именно тогда в секретной лаборатории в местечке Феофания под Киевом под руководством Сергея Александровича Лебедева (в то время — директора Института электротехники АН Украины и по совместительству руководителя лаборатории Института точной механики и вычислительной техники АН СССР) начались работы по созданию Малой Электронной Счетной Машины (МЭСМ). Лебедевым были выдвинуты, обоснованы и реализованы (независимо от Джона фон Неймана) принципы ЭВМ с хранимой в памяти программой.



В своей первой машине Лебедев реализовал основополагающие принципы построения компьютеров, такие как:

    наличие арифметических устройств, памяти, устройств ввода/вывода и управления;
    кодирование и хранение программы в памяти, подобно числам;
    двоичная система счисления для кодирования чисел и команд;
    автоматическое выполнение вычислений на основе хранимой программы;
    наличие как арифметических, так и логических операций;
    иерархический принцип построения памяти;
    использование численных методов для реализации вычислений.


Проектирование, монтаж и отладка МЭСМ были выполнены в рекордно короткие сроки (примерно 2 года) и проведены силами всего 17 человек (12 научных сотрудников и 5 техников). Пробный пуск машины МЭСМ состоялся 6 ноября 1950 года, а регулярная эксплуатация — 25 декабря 1951 года.

Характеристики этой машины:

    Арифметическое устройство: универсальное, параллельного действия, на триггерных ячейках
    Представление чисел: двоичное, с фиксированной запятой, 16 двоичных разрядов на число, плюс один разряд на знак
    Система команд: трёх-адресная, 20 двоичных разрядов на команду. Первые 4 разряда — код операции, следующие 5 — адрес первого операнда, ещё 5 — адрес второго операнда, и последние 6 — адрес для результата операции. В некоторых случаях третий адрес использовался в качестве адреса следующей команды.
    Операции: сложение, вычитание, умножение, деление, сдвиг, сравнение с учётом знака, сравнение по абсолютной величине, передача управления, передача чисел с магнитного барабана, сложение команд, остановка.
    Оперативная память: на триггерных ячейках, для данных — на 31 число, для команд — на 63 команды
    Постоянная память: штекерная, для данных — на 31 число, для команд — на 63 команды тактовая частота: 5 кГц
    Быстродействие: 3000 операций в минуту (полное время одного цикла составляет 17,6 мс; операция деления занимает от 17,6 до 20,8 мс)
    Количество электровакуумных ламп: 6000 (около 3500 триодов и 2500 диодов)
    Занимаемая площадь: 60 м²
    Потребляемая мощность: около 25 кВт




Данные считывались с перфокарт или набирались с помощью штекерного коммутатора. Также мог использоваться магнитный барабан, хранящий до 5000 кодов чисел или команд. Для вывода использовалось электромеханическое печатающее устройство либо фотоустройство для получения данных на фотоплёнке.

2. Andrey_Ak - 14 Января, 2012 - 12:30:00 - перейти к сообщению
А это специализированная электронно-счетная машина для решения алгебраических уравнений, первый в СССР матрично-векторный процессор с конвейерной организацией вычислений и совмещением ввода даных и расчетов СЭСМ была создана по идеям академика С.А.Лебедева, завершена под руководством академика Б.В.Гнеденко. В.М. Глушков принял участие в формировании результатов этих работ и явился ответственным редактором инициированной им книги "Специализированная электронно-счетная машина СЭСМ" Эта книга была переиздана на английском языке в США и являлась одной из самых первых советских книг по вычислительной технике, изданных за рубежом.

3. Andrey_Ak - 14 Января, 2012 - 13:33:51 - перейти к сообщению
В 1953 году коллективом, возглавляемым С.А.Лебедевым, была создана первая большая ЭВМ — БЭСМ-1 (от Большая Электронная Счетная Машина), выпущенная в одном экземпляре. Она создавалась уже в Москве, в Институте точной механики (сокращенно — ИТМ) и Вычислительном центре АН СССР, директором которого и стал С.А.Лебедев, а собрана была на Московском заводе счетно-аналитических машин (сокращенно — САМ).

БЭСМ-1 имела 5 тыс. электронных ламп. Быстродействие около 10 тыс. операций в секунду над 39-разрядными двоичными числами. Она являлась одной из самых быстродействующих машин в мире.



Первоначально использовалась оперативная память на электронно-акустических ртутных трубках (линиях задержки) - 1024 слова, затем на электронно-лучевых трубках (потенциалоскопах), и позже на ферритовых магнитных сердечниках (с этим типом памяти в Ульяновске с 1958 г. серийно выпускалась БЭСМ-2). ВЗУ состояло из двух магнитных барабанов и магнитной ленты емкостью свыше 100 тыс. слов. В БЭСМ-1 были реализованы принципы параллельного выполнения арифметических действий над числами с плавающей запятой с обеспечением большого диапазона используемых чисел. На БЭСМ-1 обеспечивалась высокая точность вычислений (около десяти десятичных знаков), выполнялись операции с удвоенной точностью при меньшем быстродействии.



Система команд: трёх-адресная. Количество разрядов для кода команды — 39. Код операции — 6 разрядов; коды адресов — 3 указателя по 11 разрядов каждый, что позволяло адресовать 2048 ячеек памяти для операндов и результата. Регистры общего назначения отсутствуют.В систему команд машины входят 9 арифметических операций, 8 операций передач кодов, 6 логических операций, 9 операций управления. Машина имеет общее поле памяти для команд и чисел (Архитектура фон Неймана) — 2047 39-разрядных ячеек (ячейка с номером 0 всегда возвращает машинный нуль). Специальный бит в поле кода команд позволял отключить нормализацию с плавающей точкой и выполнять адресную арифметику. При написании программ для БЭСМ-1 широко применялась техника само-модифицирующегося кода, когда напрямую модифицировалась адресные части команд для доступа к массивам.

Внешняя память: на магнитных барабанах (2 барабана по 5120 слов) и магнитных лентах (4 по 30 000 слов). Скорость обмена с барабаном — 800 чисел в секунду. Скорость записи-считывания с ленты после позиционирования — 400 чисел в секунду. Первоначальный ввод программы и исходных данных осуществляется с перфоленты со скоростью 20 кодов в секунду. Печать результата осуществляется на бумагу со скоростью до 20 чисел в секунду.
Машина имела параллельное 39-разрядное АЛУ с плавающей запятой. В систему команд машины входят 9 арифметических операций, 8 операций передач кодов, 6 логических операций, 9 операций управления.

Потребляемая мощность: около 35 КВт.

Была создана только одна машина этого типа.

БЭСМ-1 стала предшественницей серии отечественных электронных цифровых вычислительных машин («Минск», «Урал», «Днепр», «Мир» и т. д.)
4. Andrey_Ak - 14 Января, 2012 - 13:53:43 - перейти к сообщению
Серийное производство ЭВМ в СССР началось с 1953 года. В этом году был изготовлен первый экземпляр машины Стрела, разработанной по проекту и под руководством Героя Социалистического Труда Ю.Я. Базилевского.
Баллистические расчеты всех первых космических запусков, в том числе полета Юрия Гагарина, проводили в первом вычислительном центре страны на ЭВМ "Стрела".



Выпускалась серийно на Московском заводе счётно-аналитических машин (САМ), с 1953 по 1956 гг. Всего было выпущено семь машин, которые были установлены в вычислительном центре Академии наук СССР, в МГУ, в вычислительных центрах нескольких министерств (ВЦ-1 МО СССР и др.).



    Быстродействие машины: 2000 оп/с.
    Элементная база: 6200 электровакуумных ламп, 60 000 полупроводниковых диодов.
    Оперативная память: на электронно-лучевых трубках, 2048 слов, длина слова — 43 двоичных разряда
    (из них — 35 бит на мантиссу и 6 на экспоненту). Время обращения 20 мкс.
    Постоянное ЗУ: на полупроводниковых диодах (15 стандартных подпрограмм по 16 команд и 256 операндов).
    Внешнее ЗУ: два накопителя на магнитной ленте ёмкостью до 100 000 43-разрядных слов.
    Ввод данных: с перфокарт и с магнитной ленты.
    Вывод данных на магнитную ленту, на перфокарты и на широкоформатный принтер.
    Потребляемая мощность: 150 КВт (общая, из них 75 КВт используется на охлаждение и вентиляцию.
    Занимаемая площадь: 300 м²




Последний вариант «Стрелы» использовал память на магнитном барабане (4096 слов), вращающемся со скоростью 6000 об/мин.

Еще фотография ЭВМ Стрела: (Отобразить)




5. Andrey_Ak - 14 Января, 2012 - 14:38:46 - перейти к сообщению
1956 г. - разработана электронная вычислительная машина общего назначения БЭСМ-2. Руководитель разработки - С.А.Лебедев, основные разработчики: К. С. Неслуховский, А. Н. Зимарев, В. А. Мельников, А. А. Павликов, А. В. Аваев и др. БЭСМ-2 была создана как серийный аналог уникальной БЭСМ (БЭСМ-1) и нашла широкое применение в ряде НИИ СССР и за рубежом (КНР).

БЭСМ-2 предназначена для численного решения широкого круга математических задач в вычислительных центрах и научно-исследовательских организациях.



Основные технические характеристики аналогичны характеристикам БЭСМ-1:

    Быстродействие: 20 тысяч операций/с
    Оперативная память: На 2048 39-разрядных слов на ферритных сердечниках (200 000 ферритных сердечников).

В машине содержалось 4 тыс. электронных ламп и 5 тыс. полупроводниковых диодов. Выпускалась с 1958 года по 1962 год. Было изготовлено 67 машин. Машина разработана и внедрена коллективами ИТМ и ВТ АН СССР и завода им. Володарского (г. Ульяновск). На одной из БЭСМ-2, в частности, был произведён расчёт траектории ракеты, доставившей Луноход-1 на Луну.



В машине применён мелкоблочный монтаж основных узлов. Все основные детали и лампы располагались в стандартных сменных блоках.
6. Andrey_Ak - 14 Января, 2012 - 15:57:24 - перейти к сообщению
В 1955 году на основе архитектуры БЭСМ-1 началась разработка М-20, которая выпускалась с 1959 года при участии СКБ-245 Министерства машиностроения и приборостроения (опытный образец и техническая документация). В схемотехнике М-20 сначала использовались электронные лампы (4000 ламп), позднее её перевели на феррит-транзисторные ячейки, а затем на полупроводники. Полупроводниковая М-20 стала основой для серийной БЭСМ-4[2]. Всего, до прекращения выпуска в 1964 году, было произведено 20 машин.



Элементная база: 1600 электровакуумных ламп, полупроводниковые диоды
Тактовая частота: 666,7 кГц (один импульс за примерно 1,5 мксек)
Система представления чисел: двоичная с плавающей запятой, 45 разрядов на коды чисел
Оперативная память: на ферритовых сердечниках, объёмом 4096 45-разрядных слов
Буферная память: три магнитных барабана по 4096 слов каждый
Внешняя память: магнитные ленты (4 блока), перфокарты
Устройство вывода: печатающее устройство
Производительность: в среднем, 20 тыс. операций в секунду
Занимаемая площадь: 170—200 кв.м.
Потребляемая мощность: 50 кВт, не считая системы охлаждения



Общее повышение эффективности работы машины помимо структурных решений и импульсного принципа построения схем достигалось также введением:

    индексной арифметики, позволяющей во многих случаях избавиться от переменных команд;
    новых логических операций в процессоре;
    системы команд с автоматической модификацией адреса;
    совмещения работы АУ с выборкой команд из памяти;
    совмещения вывода информации на печать с работой процессора.




Машина собрана в семи шкафах. В каждом шкафу по шесть плат. Использовались 30-контактные ножевые разъемы.
Съемные блоки с двумя электронными лампами. Использовался импульсный принцип (динамические триггеры) для построения схем устройств параллельного действия, что привело к уменьшению числа электронных ламп в машине до 1600. Логические схемы были выполнены на полупроводниковых диодах, что в сочетании с ненагруженным режимом их работы, являющимся также следствием применения импульсного принципа построения схем, обеспечило повышенную надежность работы машины.
7. Andrey_Ak - 14 Января, 2012 - 16:27:45 - перейти к сообщению
В 1959 году в Вычислительном центре Академии наук была завершена работа по созданию первой на Украине большой ЭВМ Киев.



Разработка ЭВМ «Киев» началась в 1954 году, в той же лаборатории, где под руководством С. А. Лебедева была создана ЭВМ «МЭСМ» (но в то время лаборатория перешла в состав Института математики АН УССР); разработку выполнял почти тот же коллектив. Непосредственным инициатором разработки был Б. В. Гнеденко, в то время — директор Института математики АН УССР. На заключительных этапах, (с 1956 года, после его назначения руководителем лаборатории), руководство проектом осуществлялось В. М. Глушковым.



ЭВМ Киев - электронная цифровая вычислительная машина, предназначенная для решения широкого круга научных и инженерных задач. Разработана в 1958г. в Институте кибернетики АН УССР по инициативе и под руководством Б. В. Гнеденко, главный конструктор - Л.Н.Дашевский. Разработку вначале выполнял тот же коллектив, что и создал МЭСМ; в выборе операций участвовали В.С.Королюк, И.Б.Погребыский, Е.Л.Ющенко — сотрудники Института математики АН Украины. В.М.Глушков подключился на завершающем этапе технического проектирования, сборки и наладки машины и принял активное участие, будучи вместе с Л.Н.Дашевским и Е.Л.Ющенко руководителем работы, которая завершилась уже в стенах Вычислительного центра АН Украины.



Машина предназначалась для организуемого Вычислительного центра, использована впервые в СССР для исследований по дистанционному управлению технологическими процессами.

ЭВМ “Киев” представляла существенно новое слово в вычислительной технике — имела асинхронное управление, ферритовую оперативную память, внешнюю память на магнитных барабанах, ввод — вывод чисел в десятичной системе счисления, пассивное запоминающее устройство с набором констант и подпрограмм элементарных функций, развитую систему операций, включая групповые операции с модификаций адресов, выполняемых над сложными структурами данных и др.

Характеристики ЭВМ "Киев":

Среднее быстродействие: 15 тыс. оп/с

Оперативное запоминающее устройство: параллельного действия на ферритовых сердечниках емкостью 1024 слова, цикл обращения к ОЗУ - 10 микросекунд.
Реализованы операции сокращенного умножения и деления.

Структура команд: - трехадресная, 32 операции

В “КИЕВ” впервые применен адресный язык программирования как входной язык транслятора. Система операций машины - 32 операции, в т. ч. обращение по адресу 2-го ранга и операции для задания циклов.

Форма представления чисел: - с фиксированной перед старшим разрядом запятой, длина машинного слова - постоянная, 41 двоичный разряд.
Режим работы с плавающей запятой осуществляется программно.

Постоянное (одностороннее) ЗУ феррит-трансформаторного типа с циклом обращения 7 микросекунд и емкостью 512 слов предназначено для хранения сменно-спаянных программ.

Цикл работы машины четырехтактный, длительность такта - переменная, она зависит от вида операции и используемой памяти.

Параллельное арифметическое устройство включает двухтактный накапливающий сумматор и 3 регистра; время сложения 6,6 микросекунд, деления - 275 микросекунд, среднее быстродействие 15 тысяч операций в 1 секунду.

Внешнее ЗУ состояло из трех магнитных барабанов общей емкостью 9 тысяч слов со временем выборки 120 микросекунд.

Элементная база: - импульсно-потенциальная (ламповые элементы).

Ввод данных осуществляется с перфолент, перфокарт, телеграфных линий связи, преобразователей непрерывных величин в дискретные, устройств чтения графиков.

Устройство вывода - цифропечатающее или перфоратор.

ЭВМ "Киев" стала первой в Европе системой цифровой обработки изображений и моделирования интеллектуальных процессов.

На ЭВМ "Киев" под руководством В.М. Глушкова в конце 50-х - начале 60-х годов была выполнена серия работ по искусственному интеллекту, в частности, обучению распознаванию простых геометрических фигур (В.М.Глушков, В.А.Ковалевский, В.И.Рыбак), моделированию читающих автоматов для рукописных и машинописных знаков (В.А.Ковалевский, А.Г.Семеновский, В.К.Елисеев), отслеживанию движения обьектов по серии изображений, или кинограмме (В.И.Рыбак), моделированию поведения коллектива автоматов в процессе эволюции (А.А.Дородницына, А.А.Летичевский), автоматическому синтезу функциональных схем ЭВМ (Ю.В.Капитонова), первая база данных реляционного типа "Автодиректор" (В.Г.Боднарчук, Т.А.Гринченко) и др.
8. Andrey_Ak - 14 Января, 2012 - 17:36:16 - перейти к сообщению
ЭВМ Сетунь с троичной системой представления чисел была разработана в проблемной лаборатории вычислительного центра Московского государственного университета. Серийное производство было поручено Казанскому заводу математических машин. Всего было выпущено 50 машин, 30 из них работали в высших учебных заведениях СССР.



В начале 1956 г . по инициативе академика С.Л. Соболева, заведующего кафедрой вычислительной математики на механико-математическом факультете Московского университета, в вычислительном центре МГУ был учрежден отдел электроники и стал работать семинар с целью создать практичный образец цифровой вычислительной машины, предназначенной для использования в вузах, а также в лабораториях и конструкторских бюро промышленных предприятий. Требовалось разработать малую ЭВМ, простую в освоении и применениях, надежную, недорогую и вместе с тем эффективную в широком спектре задач.

Обстоятельное изучение в течение года имевшихся в то время вычислительных машин и технических возможностей их реализации привело к нестандартному решению употребить в создаваемой машине не двоичный, а троичный симметричный код, реализовав ту самую уравновешенную систему счисления, которую Д. Кнут двадцать лет спустя назовет быть может, самой изящной и как затем стало известно, достоинства которой были выявлены К. Шенноном в 1950 г .

В отличие от общепринятого в современных компьютерах двоичного кода с цифрами 0, 1, арифметически неполноценного вследствие невозможности непосредственного представления в нем отрицательных чисел, троичный код с цифрами -1, 0, 1 обеспечивает оптимальное построение арифметики чисел со знаком. При этом, не только нет нужды в искусственных и несовершенных дополнительном, прямом либо обратном кодах чисел, но арифметика обретает ряд значительных преимуществ: единообразие кода чисел, варьируемая длина операндов, единственность операции сдвига, трехзначность функции знак числа, оптимальное округление чисел простым отсечением младших разрядов, взаимокомпенсируемость погрешностей округления в процессе вычисления.



Технические характеристики:

Тактовая частота процессора: 200 кГц.
АЛУ последовательное.
Обрабатываемые числа: с фиксированной запятой; диапазоны представимых значений 3−16<=|x|<1/2 3² и 3−7<=|x|<1/2 3²
Производительность: 4500 оп/сек
Оперативное запоминающее устройство: на ферритовых сердечниках, 162 9-разрядных ячейки, время обращения 45 мкс.
Внешнее ЗУ: магнитный барабан ёмкостью 3888 9-разрядные ячейки, скорость вращения 6000 об/мин, время обращения 7,5 мс для обработки зоны (группы из 54х 9ти разрядных ячеек).
Потребляемая мощность: — 2,5 кВт.
Устройство ввода: электромеханическое, 7 знаков в сек; фотоэлектрическое, 800 знаков в секунду, перфорированная бумажная пятипозиционная лента.
Устройство вывода: телетайп, 7 знаков в секунду (одновременно производит печать и перфорацию)
Количество электронных ламп: 20

Еще фотография ЭВМ Сетунь: (Отобразить)


Более подробно об этой ЭВМ: (Отобразить)

Powered by ExBB
ExBB FM 1.0 RC1 by TvoyWeb.ru
InvisionExBB Style converted by Markus®