Ako sa volá prvý domáci počítač? Tvorca domáceho počítača
Po prečítaní tohto článku zistíte, kto je zakladateľom výpočtovej techniky.
Kto je zakladateľom výpočtovej techniky?
Zakladateľom domácej výpočtovej techniky je Lebedev Sergej Alekseevič- sovietsky akademik a zakladateľ výpočtovej techniky v ZSSR.
V roku 1945 vytvoril Sergej Alekseevič prvý analógový počítač v sovietskej krajine na riešenie systémov obyčajných diferenciálnych rovníc, ktoré sa často vyskytujú v problémoch priamo súvisiacich s energiou.
V roku 1946 bol zvolený za akademika Národnej akadémie vied Ukrajiny a vedec sa presťahoval do Kyjeva. Nastúpil do funkcie riaditeľa Inštitútu energetiky. O rok neskôr na základe tohto ústavu vznikli dva nové - tepelná energetika a elektrotechnika. S.A. Lebedev bol vymenovaný za riaditeľa Ústavu elektrotechniky. Už 4. januára 1951 predviedol špeciálnej komisii funkčný prototyp elektronického počítacieho stroja 25. decembra sa začala prevádzka prvého počítača v ZSSR. V Európe sa stroj nazýval MESM – Small Electronic Computing Machine.
Zakladateľom výpočtovej techniky bol teda v kontinentálnej Európe vznik prvého počítača, ktorý ukladal programy do svojej pamäte, a bol vyvinutý prvý digitálny elektronický počítač s programom premenlivých dynamických výpočtov. Pod vedením Lebedeva a jeho osobnej účasti bolo vytvorených 18 takýchto strojov a 15 z nich bolo sériovo vyrábaných.
Počas nastavovania, projektovania a uvádzania strojov BESM, MESM, M-20 do prevádzky vedec pôsobil ako hlavný konštruktér, nastavovač a ak to okolnosti vyžadovali, aj ako inštalačný technik.
Dúfame, že z tohto článku ste sa dozvedeli, kto je zakladateľom domácej výpočtovej techniky.
V počiatočnom štádiu svojho vývoja držala oblasť vývoja počítačov v ZSSR krok so svetovými trendmi. O histórii vývoja sovietskych počítačov do roku 1980 sa bude diskutovať v tomto článku.
Počítačové pozadie
V modernej hovorovej – a tiež vedeckej – reči sa výraz „elektronický počítač“ všade mení na slovo „počítač“. Teoreticky to nie je úplne pravda – počítačové výpočty nemusia byť založené na použití elektronických zariadení. Historicky sa však počítače stali hlavným nástrojom na vykonávanie operácií s veľkými objemami číselných údajov. A keďže na ich zdokonaľovaní pracovali iba matematici, všetky typy informácií sa začali kódovať numerickými „šiframi“ a počítače vhodné na ich spracovanie sa zmenili z vedeckej a vojenskej exotiky na univerzálnu, rozšírenú technológiu.
Inžiniersky základ pre vytvorenie elektronických počítačov bol položený v Nemecku počas druhej svetovej vojny. Tam sa na šifrovanie používali prototypy moderných počítačov. V Británii bol v tých istých rokoch spoločným úsilím špiónov a vedcov navrhnutý podobný dešifrovací stroj - Colossus. Formálne nemožno považovať ani nemecké, ani britské zariadenia za elektronické počítače, sú skôr elektronicko-mechanické - operácie sa vykonávali spínaním relé a rotujúcich rotorov ozubených kolies.
Po skončení vojny sa nacistický vývoj dostal do rúk Sovietskeho zväzu a hlavne USA. Vedecká komunita, ktorá sa v tom čase objavila, sa vyznačovala silnou závislosťou od „ich“ štátov, ale čo je dôležitejšie, vysokou úrovňou prehľadu a tvrdou prácou. O možnosti elektronickej výpočtovej techniky sa začali zaujímať poprední odborníci z viacerých oblastí naraz. A vlády sa zhodli, že zariadenia na rýchle, presné a zložité výpočty sú sľubné, a vyčlenili financie na súvisiaci výskum. V USA pred vojnou a počas nej uskutočnili svoj vlastný kybernetický vývoj - neprogramovateľný, ale úplne elektronický (bez mechanických komponentov) počítač Atanasov-Berry (ABC), ako aj elektromechanický, ale programovateľný na rôzne úlohy. , ENIAC. Ich modernizácia, berúc do úvahy práce európskych (nemeckých a britských) vedcov, viedla k vzniku prvých „skutočných“ počítačov. V tom istom čase (v roku 1947) bol v Kyjeve zorganizovaný Ústav elektrotechniky Akadémie vied Ukrajinskej SSR, ktorý viedol Sergej Lebedev, elektrotechnik a zakladateľ sovietskej informatiky. Rok po založení ústavu otvoril Lebedev pod jeho strechou laboratórium pre modelovanie a výpočtovú techniku, v ktorom sa v priebehu nasledujúcich desaťročí vyvíjali najlepšie počítače Únie.
ENIAC
Princípy prvej generácie počítačov
V 40-tych rokoch prišiel slávny matematik John von Neumann k záveru, že počítače, v ktorých sa programy nastavujú doslova ručne prepínaním pák a drôtov, sú pre praktické využitie príliš zložité. Vytvára koncept, že spustiteľné kódy sú uložené v pamäti rovnakým spôsobom ako spracovávané dáta. Oddelenie procesorovej časti od zariadenia na ukladanie dát a zásadne identický prístup k ukladaniu programov a informácií sa stali základnými kameňmi von Neumannovej architektúry. Táto počítačová architektúra je stále najbežnejšia. Od prvých zariadení postavených na von Neumannovej architektúre sa počítajú generácie počítačov.
Súčasne s formulovaním postulátov von Neumannovej architektúry sa v elektrotechnike začalo rozšírené používanie vákuových trubíc. V tom čase ako jediné umožnili plne realizovať automatizáciu výpočtov, ktorú ponúka nová architektúra, keďže doba odozvy elektrónok bola extrémne krátka. Každá lampa si však na prevádzku vyžadovala samostatný napájací vodič, navyše fyzikálny proces, na ktorom je prevádzka vákuových lámp založená – termionická emisia – kládol obmedzenia na ich miniaturizáciu. V dôsledku toho počítače prvej generácie spotrebovali stovky kilowattov energie a zaberali desiatky metrov kubických priestoru.
V roku 1948 Sergej Lebedev, ktorý sa vo svojom riaditeľskom poste zaoberal nielen administratívnou, ale aj vedeckou prácou, predložil Akadémii vied ZSSR memorandum. Hovorilo sa v ňom o potrebe čo najskôr vyvinúť vlastný elektronický počítač, a to ako pre praktické využitie, tak aj pre vedecký pokrok. Vývoj tohto stroja prebiehal úplne od nuly – Lebedev a jeho zamestnanci nemali žiadne informácie o experimentoch svojich západných kolegov. Za dva roky bol stroj navrhnutý a zmontovaný - na tieto účely dostal ústav neďaleko Kyjeva vo Feofanii budovu, ktorá predtým patrila kláštoru. V roku 1950 počítač s názvom (MESM) urobil prvé výpočty - nájdenie koreňov diferenciálnej rovnice. V roku 1951 inšpekcia Akadémie vied na čele s Keldyshom prijala MESM do prevádzky. MESM pozostával zo 6 000 vákuových trubíc, vykonal 3 000 operácií za sekundu, spotreboval necelých 25 kW energie a zaberal 60 metrov štvorcových. Mal zložitý trojadresný príkazový systém a čítal údaje nielen z diernych štítkov, ale aj z magnetických pások.
Kým Lebedev staval svoje auto v Kyjeve, v Moskve vznikla jeho vlastná skupina elektrotechnikov. Elektrotechnik Isaac Brook a vynálezca Bashir Rameev, obaja zamestnanci Energetického inštitútu pomenovaní po. Krzhizhanovsky, už v roku 1948 podali patentovému úradu žiadosť o registráciu vlastného počítačového projektu. Do roku 1950 bol Rameev poverený vedením špeciálneho laboratória, kde bol doslova do roka zostavený počítač M-1, oveľa menej výkonný ako MESM (vykonalo sa iba 20 operácií za sekundu), ale aj menší (asi 5 metrov štvorcových) . 730 svietidiel spotrebovalo 8 kW energie.
Na rozdiel od MESM, ktorý sa používal najmä na vojenské a priemyselné účely, bol výpočtový čas série M pridelený tak jadrovým vedcom, ako aj organizátorom experimentálneho šachového turnaja medzi počítačmi. V roku 1952 sa objavil M-2, ktorého produktivita sa stokrát zvýšila, ale počet lámp sa zdvojnásobil. Dosiahlo sa to aktívnym využitím riadiacich polovodičových diód. Spotreba energie sa zvýšila na 29 kW, plocha - na 22 metrov štvorcových. Napriek zjavnému úspechu projektu sa počítač nedostal do sériovej výroby - túto cenu získal ďalší kybernetický výtvor vytvorený s podporou Rameeva - „Strela“.
Počítač Strela vznikol v Moskve pod vedením Jurija Bazilevského. Prvá vzorka zariadenia bola dokončená v roku 1953. Rovnako ako M-1, Strela používala pamäť katódovej trubice (MESM používala spúšťacie bunky). „Strela“ sa ukázal byť najúspešnejším z týchto troch projektov, pretože sa im ho podarilo uviesť do výroby - montáž prevzala Moskovská továreň na výpočtové a analytické stroje. Počas troch rokov (1953-1956) bolo vyrobených sedem striel, ktoré boli potom odoslané na Moskovskú štátnu univerzitu, do počítačových centier Akadémie vied ZSSR a niekoľkých ministerstiev.
Strela bola v mnohých ohľadoch horšia ako M-2. Vykonala rovnakých 2 000 operácií za sekundu, ale použila 6 200 lámp a viac ako 60 000 diód, čo celkovo poskytlo 300 metrov štvorcových obsadeného priestoru a asi 150 kW spotreby energie. M-2 meškal: jeho predchodca nemal dobrý výkon a v čase, keď bol uvedený do prevádzky, bola už dokončená verzia Strely uvedená do výroby.
M-3 bola opäť „orezaná“ verzia - počítač vykonal 30 operácií za sekundu, pozostával zo 774 lámp a spotreboval 10 kW energie. Tento stroj však zaberal len 3 m2, vďaka čomu sa dostal do sériovej výroby (zmontovaných bolo 16 počítačov). V roku 1960 bol M-3 upravený a produktivita sa zvýšila na 1000 operácií za sekundu. Na základe M-3 boli v Jerevane a Minsku vyvinuté nové počítače „Aragats“, „Hrazdan“, „Minsk“. Tieto „odľahlé“ projekty, ktoré prebiehali súbežne s poprednými moskovskými a kyjevskými programami, dosiahli vážne výsledky až neskôr, po prechode na tranzistorovú technológiu.
V roku 1950 bol Lebedev presunutý do Moskvy do Inštitútu presnej mechaniky a informatiky. Tam bol za dva roky navrhnutý počítač, za prototyp ktorého sa svojho času uvažovalo MESM. Nový stroj dostal názov BESM – Large Electronic Calculating Machine. Tento projekt znamenal začiatok najúspešnejšej série sovietskych počítačov.
BESM, ktorý bol zdokonaľovaný počas ďalších troch rokov, sa vyznačoval vynikajúcim výkonom na tie časy - až 10 000 operácií za minútu. V tomto prípade bolo použitých iba 5000 lámp a spotreba energie bola 35 kW. BESM bol prvý sovietsky „širokoprofilový“ počítač – pôvodne mal byť poskytnutý vedcom a inžinierom na vykonávanie ich výpočtov.
BESM-2 bol vyvinutý pre sériovú výrobu. Počet operácií za sekundu sa zvýšil na 20 tisíc, RAM bola po testovaní CRT a ortuťových trubíc implementovaná na feritové jadrá (na ďalších 20 rokov sa tento typ RAM stal vedúcim). Výroba sa začala v roku 1958 a o štyri roky z montážnych liniek závodu pomenovaného po ňom. Volodarsky vyrobil 67 takýchto počítačov. BESM-2 začal vývoj vojenských počítačov, ktoré riadili systémy protivzdušnej obrany - M-40 a M-50. V rámci týchto úprav bol zostavený prvý sovietsky počítač druhej generácie 5E92b a ďalší osud série BESM bol už spojený s tranzistormi.
Od roku 1955 sa Rameev „presťahoval“ do Penzy, aby vyvinul ďalší počítač, lacnejší a rozšírenejší „Ural-1“. Tento počítač, ktorý pozostával z tisícky lámp a spotreboval až 10 kW energie, zaberal asi sto metrov štvorcových a stál oveľa menej ako výkonný BESM. Ural-1 sa vyrábal do roku 1961, celkovo bolo vyrobených 183 počítačov. Boli inštalované vo výpočtových strediskách a dizajnérskych kanceláriách po celom svete, najmä v stredisku riadenia letov na kozmodróme Bajkonur. „Ural 2-4“ boli tiež počítače založené na vákuových trubiciach, ale už používali feritovú RAM, vykonávali niekoľko tisíc operácií za sekundu a zaberali 200-400 metrov štvorcových.
Moskovská štátna univerzita vyvinula svoj vlastný počítač „Setun“. Dostal sa aj do sériovej výroby – v Kazanskom počítačovom závode bolo vyrobených 46 takýchto počítačov. Navrhol ich matematik Sobolev spolu s dizajnérom Nikolajom Brusentsovom. "Setun" - počítač založený na ternárnej logike; v roku 1959, niekoľko rokov pred masovým prechodom na tranzistorové počítače, tento počítač so svojimi dvoma desiatkami elektrónok vykonal 4 500 operácií za sekundu a spotreboval 2,5 kW elektrickej energie. Na tento účel boli použité feritové diódové články, ktoré sovietsky elektrotechnik Lev Gutenmacher testoval už v roku 1954 pri vývoji svojho bezvýbojkového elektronického počítača LEM-1. „Setuni“ úspešne fungovali v rôznych inštitúciách ZSSR, ale budúcnosť spočívala vo vzájomne kompatibilných počítačoch, čo znamená, že boli založené na rovnakej binárnej logike. Navyše svet dostal tranzistory, ktoré odstránili vákuové trubice z elektrických laboratórií.
Prvá generácia amerického počítača
Sériová výroba počítačov v USA začala skôr ako v ZSSR - v roku 1951. Bol to UNIVAC I, komerčný počítač určený skôr na štatistické spracovanie. Jeho výkon bol približne rovnaký ako výkon sovietskych návrhov: používal 5200 vákuových trubíc, vykonal 1900 operácií za sekundu a spotreboval 125 kW energie.
Ale vedecké a vojenské počítače boli oveľa výkonnejšie (a väčšie). Vývoj počítača Whirlwind sa začal ešte pred 2. svetovou vojnou a jeho účelom nebolo nič menšie ako výcvik pilotov na leteckých simulátoroch. Prirodzene, v prvej polovici 20. storočia to bol nereálny cieľ, takže vojna pominula a Whirlwind sa nikdy nepostavil. Potom sa však začala studená vojna a vývojári z Massachusettského technologického inštitútu navrhli návrat k veľkej myšlienke.
V roku 1953 (v tom istom roku boli vydané M-2 a Strela) bola dokončená Whirlwind. Tento počítač vykonal 75 000 operácií za sekundu a pozostával z 50 000 vákuových trubíc. Spotreba energie dosiahla niekoľko megawattov. V procese vytvárania počítačov boli vyvinuté feritové zariadenia na ukladanie dát, RAM na katódových trubiciach a niečo ako primitívne grafické rozhranie. V praxi nebol Whirlwind nikdy k ničomu - bol modernizovaný na zachytávanie bombardovacích lietadiel a v čase, keď bol uvedený do prevádzky, sa vzdušný priestor už dostal pod kontrolu medzikontinentálnych rakiet.
Neužitočnosť Whirlwindu pre armádu neskončila s takýmito počítačmi. Tvorcovia počítača preniesli hlavný vývoj do IBM. V roku 1954 bol na ich základe navrhnutý IBM 701 - prvý sériový počítač tejto korporácie, ktorý jej na tridsať rokov zabezpečil vedúce postavenie na trhu s počítačmi. Jeho vlastnosti boli úplne podobné ako Whirlwind. Rýchlosť amerických počítačov bola teda vyššia ako rýchlosť sovietskych a mnohé konštrukčné riešenia sa našli skôr. Pravda, týkalo sa to skôr využitia fyzikálnych procesov a javov – architektonicky boli počítače Únie často vyspelejšie. Možno preto, že Lebedev a jeho nasledovníci vyvinuli princípy konštrukcie počítačov prakticky od nuly, pričom sa nespoliehali na staré myšlienky, ale na najnovšie úspechy matematickej vedy. Množstvo nekoordinovaných projektov však ZSSR neumožnilo vytvoriť svoj vlastný IBM 701 - úspešné vlastnosti architektúr boli rozptýlené v rôznych modeloch a financovanie bolo rovnako rozptýlené.
Princípy druhej generácie počítačov
Počítače na báze vákuových trubíc sa vyznačovali zložitosťou programovania, veľkými rozmermi a vysokou spotrebou energie. Zároveň sa stroje často pokazili, ich oprava si vyžadovala účasť profesionálnych elektrotechnikov a správne vykonávanie príkazov vážne záviselo od prevádzkyschopnosti hardvéru. Zistiť, či chyba bola spôsobená nesprávnym zapojením niektorého prvku alebo „preklepom“ programátora, bola mimoriadne náročná úloha.
V roku 1947 vynašli Bardeen, Brattain a Shockley v Bell Laboratory, ktoré poskytlo Spojeným štátom dobrú polovicu pokročilých technologických riešení v 20. storočí bipolárny polovodičový tranzistor. 15. novembra 1948 v časopise “Bulletin of Information” A.V. Krasilov publikoval článok „Kryštálová trióda“. Toto bola prvá publikácia v ZSSR o tranzistoroch. vznikla nezávisle od práce amerických vedcov.
Okrem nižšej spotreby a väčšej rýchlosti odozvy sa tranzistory priaznivo líšili od vákuových elektrónok svojou odolnosťou a rádovo menšími rozmermi. To umožnilo vytvárať výpočtové jednotky pomocou priemyselných metód (dopravníková montáž počítačov pomocou vákuových trubíc sa zdala nepravdepodobná pre ich veľkosť a krehkosť). Zároveň sa vyriešil problém dynamickej konfigurácie počítača - malé periférne zariadenia sa dali jednoducho odpojiť a nahradiť inými, čo v prípade masívnych komponentov svietidiel nebolo možné. Náklady na tranzistor boli vyššie ako náklady na vákuovú elektrónku, ale pri hromadnej výrobe sa tranzistorové počítače zaplatili oveľa rýchlejšie.
Prechod na tranzistorové výpočty v sovietskej kybernetike prebehol hladko - nevznikli žiadne nové dizajnérske kancelárie ani série, iba staré BESM a Ural boli prevedené na novú technológiu.
Celopolovodičový počítač 5E92b navrhnutý Lebedevom a Burtsevom bol vytvorený pre špecifické úlohy protiraketovej obrany. Pozostával z dvoch procesorov – výpočtového procesora a radiča periférnych zariadení – mal systém vlastnej diagnostiky a umožňoval „horúcu“ výmenu výpočtových tranzistorových jednotiek. Výkon bol 500 000 operácií za sekundu pre hlavný procesor a 37 000 pre radič. Takýto vysoký výkon prídavného procesora bol potrebný, keďže v spojení s počítačom pracovali nielen tradičné vstupno-výstupné systémy, ale aj lokátory. Počítač zaberal viac ako 100 metrov štvorcových. Jeho dizajn sa začal v roku 1961 a bol dokončený v roku 1964.
Po 5E92b začali vývojári pracovať na univerzálnych tranzistorových počítačoch – BESMami. BESM-3 zostal prototypom, BESM-4 sa dočkal sériovej výroby a vyrobilo sa ho v počte 30 vozidiel. Vykonával až 40 operácií za sekundu a bol „testovacou vzorkou“ na vytvorenie nových programovacích jazykov, ktoré prišli vhod s príchodom BESM-6.
V celej histórii sovietskej výpočtovej techniky je BESM-6 považovaný za najúžasnejší. V čase svojho vzniku v roku 1965 bol tento počítač vyspelý ani nie tak z hľadiska hardvérových vlastností, ako skôr z hľadiska ovládateľnosti. Mal vyvinutý systém vlastnej diagnostiky, niekoľko prevádzkových režimov, rozsiahle možnosti ovládania vzdialených zariadení (cez telefón a telegrafné kanály) a schopnosť zreťaziť spracovanie 14 príkazov procesora. Výkon systému dosiahol milión operácií za sekundu. Nechýbala podpora virtuálnej pamäte, vyrovnávacej pamäte príkazov, čítania a zápisu dát. V roku 1975 BESM-6 spracoval letové trajektórie kozmických lodí zúčastňujúcich sa na projekte Sojuz-Apollo. Výroba počítača pokračovala do roku 1987 a prevádzka do roku 1995.
Od roku 1964 prešiel na polovodiče aj Ural. Ale v tom čase už monopol týchto počítačov prešiel - takmer každý región vyrábal svoje vlastné počítače. Boli medzi nimi ukrajinské riadiace počítače „Dnepr“, ktoré vykonávajú až 20 000 operácií za sekundu a spotrebujú len 4 kW, Leningrad UM-1, tiež riadia a vyžadujú iba 0,2 kW elektriny s produktivitou 5 000 operácií za sekundu, bieloruský „Minsky “, „Jar“ a „Sneh“, Jerevan „Nairi“ a mnoho ďalších. Osobitnú pozornosť si zaslúžia počítače MIR a MIR-2 vyvinuté v Kyjevskom inštitúte kybernetiky.
Tieto inžinierske počítače sa začali sériovo vyrábať v roku 1965. V istom zmysle šéf Inštitútu kybernetiky, akademik Glushkov, predbehol Steva Jobsa a Steva Wozniaka svojimi používateľskými rozhraniami. „MIR“ bol počítač s pripojeným elektrickým písacím strojom; príkazy mohli byť zadávané procesoru v ľudsky čitateľnom programovacom jazyku ALMIR-65 (pre MIR-2 bol použitý vysokoúrovňový jazyk ANALYTIC). Príkazy boli špecifikované v latinke aj cyrilici, podporované boli režimy úprav a ladenia. Informačný výstup bol poskytnutý v textovej, tabuľkovej a grafickej forme. Produktivita MIR bola 2000 operácií za sekundu, pre MIR-2 toto číslo dosiahlo 12000 operácií za sekundu, spotreba energie bola niekoľko kilowattov.
Americký počítač druhej generácie
V USA pokračoval vývoj elektronických počítačov spoločnosťou IBM. Táto korporácia však mala aj konkurenta – malú firmu Control Data Corporation a jej vývojára Seymour Cray. Cray bol jedným z prvých, ktorí prijali nové technológie - najskôr tranzistory a potom integrované obvody. Zostavil aj prvé superpočítače na svete (konkrétne najrýchlejší v čase svojho vzniku CDC 1604, ktorý sa ZSSR dlho a neúspešne pokúšal získať) a ako prvý začal využívať aktívne chladenie procesorov.
Tranzistor CDC 1604 sa objavil na trhu v roku 1960. Bol založený na germániových tranzistoroch, vykonával viac operácií ako BESM-6, ale mal horšiu ovládateľnosť. Avšak už v roku 1964 (rok pred objavením sa BESM-6) vyvinul Cray CDC 6600, superpočítač s revolučnou architektúrou. Centrálny procesor na kremíkových tranzistoroch vykonával len tie najjednoduchšie príkazy, všetka „konverzia“ dát bola prenesená na oddelenie desiatich ďalších mikroprocesorov. Na jej chladenie použil Cray freón cirkulujúci v trubiciach. Vďaka tomu sa CDC 6600 stal držiteľom rekordu vo výkone, keď trikrát prekonal IBM Stretch. Aby sme boli spravodliví, medzi BESM-6 a CDC 6600 nikdy neexistovala „konkurencia“ a porovnanie z hľadiska počtu operácií vykonaných na tejto úrovni technologického vývoja už nemalo zmysel – príliš veľa záviselo od architektúry a riadiaceho systému.
Princípy tretej generácie počítačov
Nástup vákuových trubíc urýchlil operácie a umožnil realizovať von Neumannove myšlienky. Vytvorenie tranzistorov vyriešilo „problém veľkosti“ a umožnilo znížiť spotrebu energie. Ostal však problém s kvalitou vyhotovenia – jednotlivé tranzistory boli k sebe doslova prispájkované, a to bolo zlé ako z hľadiska mechanickej spoľahlivosti, tak aj z hľadiska elektrickej izolácie. Začiatkom 50-tych rokov inžinieri vyjadrili nápady na integráciu jednotlivých elektronických komponentov, ale až v 60-tych rokoch sa objavili prvé prototypy integrovaných obvodov.
Výpočtové kryštály sa už neskladajú, ale pestujú na špeciálnych substrátoch. Elektronické súčiastky vykonávajúce rôzne úlohy sa začali spájať pomocou hliníkovej metalizácie a p-n prechodu v samotných tranzistoroch bola priradená úloha izolátora. Integrované obvody boli výsledkom integrácie prác najmenej štyroch inžinierov – Kilbyho, Lehovca, Noycea a Ernieho.
Najprv boli mikroobvody navrhnuté podľa rovnakých princípov, aké sa používali na „smerovanie“ signálov vo vnútri elektrónkových počítačov. Potom inžinieri začali používať takzvanú tranzistorovo-tranzistorovú logiku (TTL), ktorá plne využívala fyzikálne výhody nových riešení.
Bolo dôležité zabezpečiť kompatibilitu, hardvér a softvér rôznych počítačov. Osobitná pozornosť bola venovaná kompatibilite modelov rovnakej série - medzipodniková a najmä medzištátna spolupráca bola ešte ďaleko.
Sovietsky priemysel bol plne vybavený počítačmi, ale rôzne projekty a série začali vytvárať problémy. V skutočnosti bola univerzálna programovateľnosť počítačov obmedzená ich hardvérovou nekompatibilitou – všetky série mali rôzne bity procesorov, inštrukčné sady a dokonca aj veľkosti bajtov. Navyše sériová výroba počítačov bola veľmi obmedzená – počítačmi boli vybavené len najväčšie výpočtové strediská. Zároveň sa zvyšoval náskok medzi americkými inžiniermi - v 60. rokoch už Silicon Valley sebavedomo vyčnievalo v Kalifornii, kde s vypätím všetkých síl vznikali progresívne integrované obvody.
V roku 1968 bola prijatá smernica „Row“, podľa ktorej ďalší rozvoj kybernetiky ZSSR smeroval cestou klonovania počítačov IBM S/360. Sergej Lebedev, ktorý v tom čase zostal popredným elektrotechnickým inžinierom v krajine, skepticky hovoril o Ryade - cesta kopírovania bola podľa definície cestou zaostávajúcich. Nikto však nevidel iný spôsob, ako rýchlo „vychovať“ toto odvetvie. V Moskve bolo založené Výskumné centrum elektronickej výpočtovej techniky, ktorého hlavnou úlohou bolo implementovať program „Ryad“ - vývoj jednotnej série počítačov podobných S/360. Výsledkom práce centra bol v roku 1971 vznik ES Computer. Napriek podobnosti myšlienky s IBM S/360 sovietski vývojári nemali priamy prístup k týmto počítačom, takže návrh počítača začal demontážou softvéru a logickou konštrukciou architektúry založenej na algoritmoch jeho prevádzky.
Vývoj počítača ES prebiehal v spolupráci so špecialistami zo spriatelených krajín, najmä z NDR. Pokusy dobehnúť Spojené štáty vo vývoji počítačov sa však v 80. rokoch skončili neúspechom. Príčinou fiaska bol tak ekonomický a ideologický úpadok ZSSR, ako aj vznik konceptu osobných počítačov. Kybernetika Únie nebola pripravená ani technicky, ani ideovo na prechod na jednotlivé počítače.
„História vývoja počítačov“ - Dierovacie počítače. Kamienky, zárezy, pätky... Predtým sa ľudia učili počítať veľmi pomaly a ťažko, pričom si svoje skúsenosti odovzdávali z generácie na generáciu. Pridávanie stroja. Počítač tretej generácie. V súčasnosti sa pri výučbe žiakov prvého stupňa používajú počítacie palice. Pojem čísla vznikol dávno pred príchodom písma.
„Počítačový stroj“ - Aktuálny zisk: Keď Uzi klesá (Uzi>0), vrstva vyčerpania sa zvyšuje. Babidgeho auto. Rekombinácia elektrónov v báze (1-5% elektrónov) určuje prúd bázy. Reprezentácia informácií fyzickými signálmi. Výroba dosiek plošných spojov. 14. Elektromechanické počítacie stroje. Jednovrstvové (jednostranné) dosky plošných spojov.
„Profesionálny počítačový operátor“ - Účasť na výstavách a súťažiach. Všetci sme priateľská rodina. Učíme sa a skladáme skúšky. Profesia: Počítačový operátor. Vyhliadky na povolanie.
"História počítačov" - 1948 - 1958. Výkon – státisíce – 1 milión op./s. "Eniak". Vyrábalo sa 10 rokov. Elektronický počítač (počítač). COMPUTER = Počítač. 50. roky 20. storočia. Tvorba viacprocesorových výpočtových systémov. Ruské počítadlo. 17 storočie Ural-16. Základňa prvkov – aktívne a pasívne prvky.
„Terárny počítač“ - Perspektívy ternárnych technológií. V rokoch 1956-1958 so skupinou rovnako zmýšľajúcich ľudí vytvoril trojčlenný počítač „Setun“ na Moskovskej štátnej univerzite. Leonardo Fibonacci. účastník 2. svetovej vojny. Počítačová veda. Bohužiaľ, tento úžasný vynález zostal nepovšimnutý. Narodil sa 7. februára 1925 v meste Kamenskoye. Ternárna (trojhodnotová) logika. Prácu vykonal žiak 9. ročníka Maxim Prashko.
"Počítačová klasifikácia" - Vreckové modely. Počítače na všeobecné použitie. Problémovo orientované počítače. Podľa spôsobu organizácie výpočtového procesu. pohodlné na používanie, majú počítačové komunikačné zariadenia. Firemné počítače obsahujú minimálne grafické a zvukové možnosti. Špecializované počítače. Počítače sú klasifikované podľa ich konštrukčných prvkov nasledovne.
Prvé počítače sa používali na výpočty v jadrovej fyzike, na navrhovanie a spúšťanie rakiet, takže informácie o novom vývoji boli uzavreté. V roku 1950 bol v Sovietskom zväze vytvorený prvý domáci elektronický digitálny stroj MESM (Small Electronic Computing Machine), ktorý vyvinul Ústav elektrotechniky Akadémie vied Ukrajinskej SSR pod vedením akademika S.A. Lebedev (obr. 1.101).
Malý elektronický počítací stroj je prvým domácim univerzálnym elektrónkovým počítačom (názov „počítač“ v tých dňoch nebol prijatý). Vývoj začal v roku 1948, 1950 - oficiálne uvedenie do prevádzky. V rokoch 1952-1953 MESM bol považovaný za najrýchlejší a prakticky jediný pravidelne prevádzkovaný počítač v Európe.
Princípy konštrukcie MESM boli vyvinuté spoločnosťou S.A. Lebedeva, nezávisle od podobných diel na Západe.
Ryža. 1.101.
Rýchlosť počítača bola 50 op./s; Kapacita RAM - 31 čísel a 63 príkazov; znázornenie čísel - 16 binárnych číslic s pevnou čiarkou pred najvýznamnejšou číslicou; trojadresové príkazy s dĺžkou 20 binárnych bitov (z toho 4 bity sú operačný kód); pracovná frekvencia - 5 kHz; Taktiež bolo možné pripojiť prídavnú pamäť na magnetickom bubne s kapacitou 5000 slov.
Príkon bol 15 kW, stroj bol umiestnený na ploche 60 metrov štvorcových. m.
V roku 1952 (v tom istom roku ako EEUAS) bol vytvorený prvý ruský univerzálny počítač rodiny BESM (Large Electronic Computing Machine), vyvinutý Ústavom presnej mechaniky a informatiky Akadémie vied ZSSR, zameraný na riešenie zložitých problémov vedy a techniky (obr. 1.102).
Tento trojadresový paralelný elektrónkový stroj (4000 elektrónok) používal binárny číselný systém s pohyblivou rádovou čiarkou. Konštrukciou, dizajnom a vlastnosťami bol stroj na úrovni najlepších zahraničných počítačov, BESM pracoval s 39-bitovými dátami s priemernou rýchlosťou 10 tisíc op./s.
Ryža. 1.102.
Zaujímavosťou štruktúry stroja bolo zavedenie lokálneho riadenia operácií, ktoré presahovali štandardný cyklus v čase, ako aj autonómne riadenie pri prepínaní do podprogramov. Stroj obsahoval dlhodobú pamäť pre podprogramy, ktorej časť bola vymeniteľná. Na kontrolu bola použitá séria testov a špeciálne vyvinuté logické metódy riadenia.
BESM bol v mnohých ohľadoch lepší ako EEUAS: boli tu implementované riešenia, ktoré sa stali súčasťou praxe stavania počítačov až o niekoľko rokov neskôr. Napríklad, aby sa zmenšil nepomer medzi rýchlosťou výpočtov a pomalým výstupom výsledkov v tlači, bolo vyvinuté zariadenie, ktoré dešifruje záznam na magnetickej páske a zobrazuje desatinné miesta výsledku na neónových lampách. Výstup údajov sa uskutočnil fotografovaním výsledku. Rýchlosť výstupu dát pomocou magnetickej pásky sa výrazne zvýšila. Aritmeticko-logické zariadenie BESM vyrobené na elektrónkových logických obvodoch malo rekordnú rýchlosť (10 000 op./s), čo bolo možné realizovať len prechodom na pamäťové technológie, ktoré umožňovali paralelné čítanie všetkých bitov slova.
O niečo neskôr sa objavila špecializovaná konštrukčná kancelária - SKB-245 Ministerstva strojárstva a výroby nástrojov pod vedením B.I. Rameev (obr. 1.103) a Yu.Ya. Bazilevského (obr. 1.104) na konštrukciu sériového počítača. V roku 1953 bol počítač Strela prijatý Štátnym výborom
Ryža. 1.103.
Ryža. 1.104. Yu.Ya. Bazilevsky misia do prevádzky av roku 1954 sa začala sériová výroba. Séria sa ukázala ako veľmi malá: za štyri roky bolo vyrobených sedem áut. Jeden zo strojov pracoval 15 rokov v Energetickom inštitúte Akadémie vied ZSSR.
Počítač Strela, postavený na 6 000 elektrónkach, mal priemerný výpočtový výkon 2 000 operácií s tromi adresami s pohyblivou rádovou čiarkou za sekundu, užitočná prevádzková doba počítača dosahovala 18 hodín denne. "Strela" sa vyznačovala flexibilným programovacím systémom.
Rôzne typy skupinových aritmetických a logických operácií, podmienené skoky a vymeniteľné štandardné programy, ako aj systémy kontrolných testov a organizačných programov umožnili vytvárať knižnice efektívnych programov v rôznych oblastiach, automatizovať programovanie a riešiť širokú škálu matematických problémov.
Typickými predstaviteľmi prvej generácie počítačov medzi domácimi sú MESM, Minsk1, Ural1, Ural2, Ural4, M1, M3, BESM2, „Strela“ (obr. 1.105) atď. Boli značne veľké, spotrebovali veľa energie, mal nízku spoľahlivosť a slabý softvér. Ich výkon nepresahoval 2-3 tisíc op./s, kapacita RAM bola 2048 strojových slov, dĺžka slova bola 48 bitov.
Toto obdobie znamenalo začiatok komerčného využívania elektronických počítačov na spracovanie údajov. Vtedajšie počítače používali elektrónky a externú pamäť na magnetickom bubne. Boli zapletené do drôtov a mali prístupovú dobu 1x10_3 s. Produkčné systémy a kompilátory sa zatiaľ neobjavili.
Ryža. 1,105.Počítač prvej generácie "Strela"
Koncom tohto obdobia sa začali vyrábať pamäťové zariadenia s magnetickými jadrami. Spoľahlivosť počítačov prvej generácie bola stále extrémne nízka.
V roku 1961 začal ZSSR sériovú výrobu prvého polovodičového počítača „Razdan 2“ (obr. 1.106), určeného na riešenie vedeckých, technických a inžinierskych problémov, ktoré si nevyžadovali vysoký výkon (rýchlosť výpočtu - až 5 tisíc op./s). ). Pamäťové zariadenie s náhodným prístupom bolo vyrobené na feritových jadrách. Pre rozšírenie rozsahu úloh, ktoré je možné riešiť a ktoré vyžadujú veľké množstvo pamäte, je stroj vybavený externým pamäťovým zariadením – magnetickou páskovou mechanikou.
V roku 1967 vznikol v Rusku najvýkonnejší počítač z rodiny BESM BESM6 (obr. 1.107), ktorý bol svetovou triedou.
BESM6 použilo 60 tisíc tranzistorov a 200 tisíc polovodičových diód. Na zabezpečenie vysokej spoľahlivosti
Ryža. 1.106.
Ryža. 1.107.
bol použitý prevádzkový režim zariadení s veľkou rezervou výkonu. BESM6 mal na svoju dobu výnimočne vysoký výkon – 1 milión op./s a mal vynikajúci pomer výkonu k nákladom.
Do štruktúry počítačov druhej generácie bol zavedený špecializovaný procesor na riadenie výmeny dát medzi vstupno/výstupnými zariadeniami a hlavnou pamäťou. Toto riadenie vykonáva I/O program, ktorý sa načíta z hlavnej pamäte a autonómne ho vykoná I/O procesor. Aby I/O procesor a centrálny procesor mohli spolupracovať, zaviedli sa prerušenia centrálneho procesora na základe signálu z I/O procesora.
V roku 1959 sa pod vedením N.P. Brusentsova (obr. 1.108) vo výpočtovom stredisku Moskovskej univerzity bol vyvinutý malý digitálny počítač „Setun“ (obr. 1.109), určený na riešenie vedeckých, technických a ekonomických problémov strednej zložitosti. V rokoch 1962-1964. Počítač bol sériovo vyrábaný. Zaujímavosťou počítača Setun je ternárny symetrický systém na reprezentáciu čísel (v číslach 1, 0, - 1) s pevnou bodkou za druhou číslicou alebo plávajúcou (naprogramovanou) bodkou s operáciami normalizácie čísel (ich privedenie do určitá forma) a posúvanie. Možno to bol jediný počítač na svete, ktorý pracoval v trojčlennej číselnej sústave.
Ryža. 1.108.
Ryža. 10.9.
Predpokladá sa, že trojstavový pamäťový prvok je najoptimálnejší na reprezentáciu údajov, ale ukázalo sa, že so strojmi pracujúcimi v binárnom číselnom systéme sa napriek suboptimálnosti ľahšie pracuje. Dĺžka reprezentácie čísel v pamäti bola 18 ternárnych číslic (dlhé slovo) alebo 9 číslic (krátke slovo), dĺžka príkazov bola 9 bitov, štruktúra príkazov bola unicast so znakom úpravy adresovej časti; počet operácií - 24. Vlastnosti štruktúry Setun predurčili princípy konštrukcie, ktoré sa ďalej rozvíjali v minipočítačoch.
Počítače druhej generácie zahŕňajú také domáce počítače ako Ural 14, Ural 16, Minsk22, Minsk23, Minsk32, BESMZ, BESM4, M220, M222, BESM6, MIR2 (obr. 1.110), „Nairi“ (obr. 1.111) atď.
V roku 1969 Sovietsky zväz uzavrel dohodu o spolupráci pri vývoji Jednotného počítačového systému (US Computer System) a Small Computer System (SM Computer System). Za vzor bol vzatý najlepší americký systém v tom čase, 1ВМ/360. Budúce zameranie sovietskeho priemyslu na štúdium „zahraničných technológií“ viedlo k pretrvávajúcemu oneskoreniu v oblasti výpočtovej techniky. V roku 1972 boli vytvorené prvé analógy (klony) počítačov 1VM s názvom ES COMPUTER. Spoločný elektronický počítačový systém s americkým vyvinuli krajiny RVHP (Bulharsko, Maďarsko, Východné Nemecko, Poľsko, Československo a ZSSR) a bol založený na architektúre 1VM 360/370.
Domáce stroje tretej generácie vyrobené na integrovaných obvodoch zahŕňajú všetky počítače ES - ES-1010 (obr. 1.112), rýchlosť do 10 tis./s, objem prevádzky
Ryža. 1.110.
Ryža. 1.111.
Ryža. 1.112.
Ryža. 1.113.
Ryža. 1.114.
RAM od 8 do 64 KB), ES-1020, ES-1021, 15 000 op./s, od 16 do 64 KB, ES-1030, ES-1033, ES-1040, ES-1045, ES-1050 , 500 tisíc op./s, od 256 do 1024 kB; EC-1055, EC-1060 (obr. 1.113) 1,0-1,3 milióna op./s, od 2048 do 8192 KB), EC-1061, EC-1066 - viac ako 2 milióny op./s, 8192 KB atď.
Okrem toho sa rozbehla široká výroba mikro- a minipočítačov ako Elektronika-60, Elektronika-100/25 (obr. 1.114), Elektronika-79, SM-3, SM-4 atď. ako stroje tretej generácie, pracujú s ľubovoľnými alfanumerickými informáciami, jednotka adresovania pamäte je 1 bajt (dĺžka slova 4 bajty), používajú sa polovičné slová a dvojité slová, možnosť paralelnej prevádzky zariadení a prevádzky viacerých používateľov v režime zdieľania času .
Ďalší vývoj počítačov tejto triedy zabezpečil kontinuitu a kompatibilitu, 1VM/370 si ponechal príkazový systém 1VM/360 a pre zvýšenie výkonu počítača bol zavedený princíp pipeline riadenia s dopredným spracovaním príkazov.
V operačnej jednotke bolo zavedené paralelné a potrubné spracovanie údajov, bola použitá virtuálna pamäť (špeciálna organizácia správy pamäte, ktorá umožňuje považovať celú pamäť počítača za hlavnú), vyrovnávacia pamäť (vyrovnávacia pamäť, ktorá umožňuje koordinovať údaje výmenné kurzy rýchlych a pomalých pamäťových zariadení). Na základe univerzálnych počítačov bolo možné vytvárať výpočtové systémy, ktoré slúžia vzdialeným používateľom.
Prvým počítačom vyvinutým v Sovietskom zväze na integrovaných obvodoch bol počítač Nairi-3 (obr. 1.115), zostrojený v roku 1970 v Jerevanskom vedeckom výskumnom ústave matematických strojov, a jeho modifikácie Nairi-3-1 a Nairi -3-2 “ (na integrovaných hybridných obvodoch).
Elektronický digitálny počítač „Nairi-3“ bol určený na riešenie širokého spektra inžinierskych, vedeckých a technických, ekonomických plánovacích a účtovných a štatistických problémov.
Stroj využíval zjednodušený strojový jazyk na uľahčenie programovania, ako aj špeciálny automatický programovací režim, ktorý umožňoval zadávanie problémov v bežnom matematickom jazyku. Často sa vyskytujúce úlohy bolo možné vykonať na stroji bez predchádzajúcej prípravy pomocou internej programovej knižnice.
Na priame vykonávanie aritmetických operácií a výpočet množstva funkcií bol poskytnutý režim „počítacieho stroja“. Hlavnou črtou počítača Nairi-3 je dvojstupňový
Ryža. 1,115.
Ryža. 1.116.
Penová konštrukcia mikroprogramového riadiaceho zariadenia, poskytujúceho ukladanie veľkých polí mikroprogramov.
Príkladom domácich počítačov štvrtej generácie je multiprocesorový výpočtový komplex Elbrus. Elbrus-1 (obr. 1.116) mal rýchlosť až 5,5 milióna operácií s pohyblivou rádovou čiarkou za sekundu a kapacitu RAM až 64 MB. Priepustnosť I/O kanálov dosiahla 120 Mb/s. Prvý počítač s týmto názvom sa objavil už v roku 1978 pod vedením V.S. Burtseva a za účasti B. Babayana, ktorý bol jedným zo zástupcov hlavného konštruktéra. Hlavnými zákazníkmi počítačov Elbrus bola samozrejme armáda.
Počítač mal modulárny dizajn a mohol obsahovať jeden až desať procesorov založených na stredných integračných obvodoch. Rýchlosť počítača dosiahla 15 miliónov op./s. Veľkosť pamäte RAM spoločná pre všetky procesory bola až 2 20 strojových slov alebo 64 MB.
Najzaujímavejšia vec na Elbrus-1 však bola architektúra. Sovietsky superpočítač sa stal prvým komerčným počítačom na svete využívajúcim superskalárnu architektúru, ktorej široké využitie sa začalo až v 90. rokoch v zahraničí. s príchodom procesorov Intel Pentium.
V roku 1978 Sovietsky zväz začal vyrábať univerzálne multiprocesorové komplexy štvrtej generácie „Elbrus-2“ (obr. 1.117) s produktivitou až 120 miliónov op./s, kapacitou RAM až 144 MB alebo 16 megaslov ( slovo - 72 bitov).
Ryža. 1.117.
Ryža. 1.118.
Hľadanie ciest k rekordnému výpočtovému výkonu si vyžaduje inovatívne riešenia. V 70. rokoch 20. storočia Architektúra počítačov bola postavená na rôznych princípoch paralelizmu, čo umožnilo urobiť ďalší skok vo výkone: z milióna operácií za sekundu na desiatky a stovky miliónov.
Hlavnými používateľmi sovietskych superpočítačov boli organizácie, ktoré riešili problémy tajnej obrany a realizovali atómové a jadrové programy. Ale v roku 1979 bol medzi stenami Ústavu problémov riadenia (IPU) Akadémie vied ZSSR dokončený vývoj vysokovýkonného výpočtového systému PS-2000 (obr. 1.118), určeného pre čisto mierové potreby.
Skratka PS znamená „rekonfigurovateľné štruktúry“. Takzvané homogénne rozhodovacie polia – štruktúry rovnakého typu spracovateľských prvkov schopné spracovávať dáta paralelne – sa začali na IPU študovať koncom 60. rokov 20. storočia. Vodcom tohto smeru bol akademik I.V. Prangishvili (obr. 1.119).
Pozoruhodné je, že princípy homogénnych rozhodovacích polí, ktoré našli špecialisti z IPU, nevyžadovali silnú elementárnu základňu na vytvorenie vysoko výkonnej paralaxy.
Ryža. 1.119.
I.V. Zrnový stroj Prangishvili. Pre PS-2000 a následný systém PS-3000 elektronický priemysel nevyrobil ani jeden vlastný čip.
Výpočtové systémy PS-2000 zároveň prekonali drahý Elbrus a poskytovali rýchlosť až 200 miliónov op./s. Testy ôsmich prototypov stroja preukázali celkovú produktivitu okolo 1 miliardy op./s pri geofyzikálnych úlohách.
Boli vyvinuté špeciálne expedičné výpočtové komplexy EGVK PS-2000, dokonale prispôsobené na prácu v podmienkach geofyzikálnych expedícií: nezaberali veľkú plochu, spotrebovali málo energie a nevyžadovali vysoké prevádzkové náklady.
PS-2000 implementuje architektúru s jedným príkazovým tokom a mnohými dátovými tokmi (81MO). Centrálnou súčasťou systému je multiprocesor, ktorý obsahuje 8 až 64 rovnakých výpočtových prvkov. Prvky spracovania spracovávali viacero programových dátových tokov zo spoločného riadiaceho modulu (jeden modul na každých osem prvkov).
Multiprocesor pozostáva zo sady podobných procesných prvkov (PE1, PE2, ..., PEL^> prepojených bežným a hlavným kanálom a spoločného riadiaceho zariadenia (OCD). Každý PE, ako aj GCU, pozostáva z niekoľko funkčných zariadení, vrátane najrýchlejšieho v počítači, softvérovo prístupná registrová pamäť.Kombinácia týchto zariadení (ako v OCU, tak aj vo všetkých PE) tvorí rozvetvenú dopravníkovú jednotku so softvérovo konfigurovateľným pripojením.Každé funkčné zariadenie tvorí dopravníkový stupeň. Výmena dát medzi týmito zariadeniami prebieha cez register spoločný pre susedné stupne.
Výpočtový komplex PS-2000 obsahuje multiprocesor, monitorovací subsystém a jeden až štyri externé pamäťové subsystémy (SMS), ktoré zabezpečujú paralelnú asynchrónnu prevádzku niekoľkých vstupno/výstupných kanálov pri súčasnej prevádzke mnohých magnetických pamäťových médií.
Princípy laditeľnosti sa najplnšie rozvinuli pri ďalšom vývoji IPU - systému PS-3000 (obr. 1.120), ktorý bol dokončený do roku 1982. Už tu bola použitá architektúra viacerých príkazových tokov a viacnásobných dátových tokov (M11USH). . PS-3000 má hardvér implementovaný dynamicky
Ryža. 1,120.
Ako rekonfigurovateľná je štruktúra stroja v závislosti od možností paralelizácie konkrétneho výpočtového procesu.
Na rozdiel od svojho predchodcu PS-3000 riešil najmä riadiace úlohy - dal sa použiť na vyšších úrovniach hierarchických riadiacich systémov pre zložité technologické procesy a výrobu, pre priame riadenie zložitých objektov (napríklad jadrových reaktorov) v reálnom čase a napr. modelovanie zložitých objektov. Vyvíjal sa aj ďalší systém - PS-3100, ktorý bol určený na použitie na vyšších úrovniach riadenia jadrového reaktora.
Začiatkom 80. rokov 20. storočia. Výkon osobných počítačov bol státisíce operácií za sekundu, výkon superpočítačov dosahoval stovky miliónov operácií za sekundu. Globálna flotila počítačov presiahla 100 miliónov Ďalší rozvoj výpočtovej techniky viedol k jej širokému využívaniu vo všetkých oblastiach ľudskej činnosti.
V roku 1989 bol uvedený do skúšobnej prevádzky vektorový dopravníkový superpočítač „Electronics SSBIS“ vyvinutý Ústavom kybernetických problémov Ruskej akadémie vied a podnikmi elektronického priemyslu. Výkon v jednoprocesorovej verzii bol 250 Mflops, prenos dát medzi hromadnou integrovanou pamäťou a RAM prebiehal pod kontrolou špecializovaného procesora, ktorý implementoval metódy náhodného prístupu. Vývoj superpočítača realizoval V.A. Melnikov, Yu.I. Mitropoľský, V.Z. Shnitman, V.P. Ivannikov.
V roku 1990 bol vytvorený vektorový dopravníkový superpočítač Elbrus 3.1 založený na modulárnych dopravníkových procesoroch (MPP), vyvinutý v Inštitúte presnej mechaniky a výpočtovej techniky (ITM a VT) pomenovaný po A. S.A. Lebedev od skupiny dizajnérov, medzi ktoré patrili aj G.G. Ryabov, A.A. Sokolov, A.Yu. Byakov.
Výkon superpočítača v jednoprocesorovej verzii bol 400 MFlops.
Dnes je na Moskovskej štátnej univerzite nainštalovaný najvýkonnejší superpočítač v Rusku „Lomonosov“. M.V. Lomonosov, 18. miesto v rebríčku Top500 najvýkonnejších výpočtových systémov (14. novembra 2011 na medzinárodnej konferencii o vysokovýkonných výpočtových systémoch BSP v Seattli (USA) bolo vyhlásené 38. vydanie svetového rebríčka). Špičkový výkon je 1,3 Pflops. V blízkej budúcnosti sa plánuje ďalší upgrade tohto superpočítača, v dôsledku čoho by sa jeho teoretický výkon mal zvýšiť na približne 1,6 Pflops.
Na prvý pohľad sa môže zdať, že výpočtová technika bola vyvinutá len v USA. Ale to nie je pravda. Nový vedný odbor si totiž vyžadoval veľké finančné investície, čo bolo nad možnosti povojnovej Európy, ktorá sa stala hlavným odrazovým mostíkom pre druhú svetovú vojnu. Jednou z mála krajín, ktorá sa napriek všetkému stala účastníkom pretekov v počítačovom inžinierstve, bol ZSSR.
V roku 1948 začal akademik Sergej Alekseevič Lebedev (1902-1974), priekopník domácej počítačovej výroby, konštrukciu prvého sovietskeho (a európskeho) počítača - malého elektronického počítacieho stroja (MESM). Práce na jej vzniku mali výskumný a experimentálny charakter. V roku 1950 bol MESM uvedený do prevádzky v Ústave elektromechaniky Akadémie vied Ukrajiny. V rokoch 1952-1953 zostal prakticky jediným pravidelne prevádzkovaným počítačom v Európe.
Hlavné parametre stroja: rýchlosť – 50 operácií za sekundu; do pamäte bolo možné uložiť 31 16-bitových čísel a 63 20-bitových inštrukcií; plocha miestnosti, ktorú stroj zaberá, je 60 m^2; príkon - 25 kW. Samotná RAM využívala 2,5 tisíc triód a 1,5 tisíc diód. Na rozšírenie malej pamäte bolo možné dodatočne použiť magnetický bubon s kapacitou 5 tisíc slov (každý 16 bitov). Stroj mal odnímateľnú takzvanú dlhodobú pamäť (neskôr nazývanú ROM) na ukladanie číselných konštánt a často vykonávaných príkazov.
Samozrejme, stroj podľa moderných štandardov pracoval pomaly, ale základné princípy jeho konštrukcie (Lebedev ich navrhol nezávisle od vývoja uskutočneného v USA) boli použité pri navrhovaní iných počítačov. MESM bol vlastne model BESM - veľkého elektronického počítacieho stroja. Oba stroje (MESM a BESM) boli vyrobené v jedinom exemplári.
Takmer celý tím zamestnancov, ktorí vytvorili MESM, sa stal jadrom Výpočtového centra Akadémie vied Ukrajinskej SSR, organizovaného na báze laboratória S. A. Lebedeva.
Práce na BESM vo Výpočtovom stredisku sa skončili v roku 1952 a o rok neskôr už bol uvedený do prevádzky v Akadémii vied ZSSR. BESM je právom uznávaný ako najlepší európsky počítač 50. rokov. XX storočia Stroj spracovával 39-bitové slová priemernou rýchlosťou 10 000 operácií za sekundu. BESM použil dva magnetické bubny s 5120 znakmi ako externé úložné zariadenia. Rýchlosť čítania z bubna bola 800 slov za minútu. K stroju boli pripojené aj magnetické pásky s celkovou kapacitou 120 tisíc slov.
BESM znamenal začiatok celej série digitálnych počítačov. Ortuťové oneskorovacie linky, používané ako pamäťové prvky s náhodným prístupom, boli v roku 1954 nahradené katódovými trubicami. A o dva roky neskôr ich nahradili feritové jadrá s objemom 1024 39-bitových slov. V tejto podobe je stroj známy ako BESM-1. Riešili sa na ňom rôzne problémy, napríklad sa vypočítali obežné dráhy 700 malých planét Slnečnej sústavy.
Pre priemyselnú výrobu bol dizajn stroja pozmenený av roku 1958 začala sériová výroba lampového stroja BESM-2. Jeho príkon bol 75 kW.
V rokoch 1964 a 1966 objavili sa nové stroje tejto série - BESM-3M a BESM-4. Na rozdiel od svojich predchodcov boli zostavené z polovodičových prvkov. Stroj BESM-4 mal pamäť 2 * 4096 45-bitových slov, štyri magnetické bubny s objemom 16 384 tisíc slov a spotreboval iba 8 kW energie.
V roku 1967 bol pre úlohy vyžadujúce mnoho zložitých výpočtov vytvorený polovodičový stroj BESM-6 s priemernou rýchlosťou 1 milión operácií za sekundu. V porovnaní s BESM-4 sa pamäť zväčšila 8-krát (bolo tam 48 bitov, nie 45) a bolo tam 16 magnetických bubnov, každý s 32 000 slovami.
BESM-6 odrážal všetky pokročilé trendy vo vývoji výpočtovej techniky tej doby: multiprogramový režim, systém hardvérového prerušenia, schéma „ochrany pamäte“ a automatické prideľovanie adries (t.j. v skutočnosti správca úloh). Akákoľvek časť pamäte môže byť použitá ako zásobník. Centrálny procesor využíval unicast inštrukčný systém a 16 vysokorýchlostných registrov.
Na programovanie boli použité jazyky FORTRAN a Algol. Auto sa ukázalo byť také úspešné a spoľahlivé, že sa používalo až do 90-tych rokov. Málokedy sa moderný počítač môže pochváliť takou dlhou životnosťou!
Pod vedením S. A. Lebedeva bol v roku 1958 v Ústave presnej mechaniky a informatiky Akadémie vied ZSSR vytvorený počítač M20. Stala sa zakladateľkou rodiny vozidiel M220 a M222. Priemerná rýchlosť M20 bola 20 tisíc operácií za sekundu. Kapacita pamäte 4096 45-bitových slov je vyrobená z feritových jadier. Tri magnetické bubny si zapamätali viac ako 12 tisíc slov. Vstup prebiehal z diernych štítkov, výstup - do tlačového zariadenia. Stroj bol postavený na blokovom princípe, čo zjednodušovalo opravy. Použilo 4,5 tisíc elektrónok a 3,5 tisíc polovodičových diód.
V roku 1957 bol v Penze vytvorený jednoadresový elektrónkový počítač „Ural-1“. Hoci bol stroj veľkých rozmerov, z hľadiska výkonu bol klasifikovaný ako malý. Môžeme uvažovať, že história malých počítačov začala s Ural-1. Pri nízkej rýchlosti (100 operácií za sekundu) stroj nepotreboval rýchle pamäťové zariadenie, preto bol ako hlavná pamäť použitý magnetický bubon s kapacitou 1024 36-bitových slov, ktorý bol neskôr nahradený feritovým pamäťovým zariadením. V rokoch 1964-1971 vydala niekoľko modelov kompatibilných so softvérom a hardvérom: „Ural-11“, „Ural-14“, „Ural-16“.
Autá série Minsk v 70. rokoch. a 80-te roky XX storočia Používa sa hlavne na inžinierske a vedecké výpočty. Jeden z nich, „Minsk-22“ (jeho výkon: 5 000 operácií za sekundu, pamäť - 8 000 37-bitových slov), bol dlho hlavným počítačom výpočtového strediska GUM (hlavný obchodný dom v krajine). ). Tá (magnetická páska obsahovala 1,6 milióna slov) uchovávala informácie o všetkých skladoch obchodu a stroj spracovával výplatnú pásku. Vedenie však malo určitú nedôveru k počítačovej technológii a súčasne udržiavalo rozsiahly tím účtovníkov, ktorí kontrolovali výpočty stroja. Počítačový assembler mal mnemotechnickú pomôcku v azbuke a volal sa YASK (symbolický kódovací jazyk).
Ďalší počítač tejto série, Minsk-32, mal rýchlosť 25 tisíc operácií za sekundu a bol vybavený pamäťou až 65 tisíc 37-bitových slov. Stroj bol softvérovo kompatibilný s Minsk-22. Pomalé a rýchle kanály umožnili pripojiť k nemu magnetické bubny, čo výrazne zvýšilo produktivitu. Počítač Minsk-32 už mal kompilátory pre programovacie jazyky na vysokej úrovni - Algams (typ Algolu) a Cobol.
Domáce superpočítače (stroje určené na vysokorýchlostné výpočty) zahŕňajú viacprocesorové počítačové systémy Elbrus (MCC), vyvinuté v 70. – 80. rokoch 20. storočia. Elbrus-1 dosiahol výkon 10 miliónov operácií za sekundu. Stroj bol nakonfigurovaný s až desiatimi centrálnymi procesormi pristupujúcimi k zdieľanej pamäti. Klamanie externými zariadeniami vykonávali I/O procesory, ktoré boli vlastne špecializované. Stroj mohol spravovať maximálne štyri takéto procesory. Komunikáciu s používateľmi zabezpečovali ďalšie špeciálne počítače – procesory prenosu dát.
MVC využíva mnoho mimoriadnych riešení, napríklad každá hodnota uložená v pamäti je vybavená prídavným atribútom - tagom (riadiacim bitom). Obsahuje informácie o type uloženej hodnoty, ako aj znak ochrany proti čítaniu alebo zápisu. Architektúra centrálneho procesora mala veľa spoločného s podobnými komplexmi od americkej spoločnosti Burroughs.
Koncom 70. rokov. V Sovietskom zväze sa začala výroba univerzálnych multiprocesorových komplexov štvrtej generácie „Elbrus-2“. Výkon každého procesora presiahol 10 miliónov operácií za sekundu. Celkový výkon by mohol dosiahnuť 100 miliónov operácií za sekundu.
Domáci počítačový priemysel zaznamenal ťažkosti spojené s potrebou kvalitnej priemyselnej výroby elektronických súčiastok. Zrejme aj preto sa nie celkom vydarená skúsenosť IBM System/360 zopakovala v podobe počítačov série ES (jedna séria). Mnohé úspešné (a nie také úspešné) riešenia boli skopírované od západných kolegov. Prototyp Kyjevského ministroja SM-4 a Zelenograd „Electronics-79“ boli stroje série PDP-11 z DEC (USA). Domáce vzorky však boli horšie, pokiaľ ide o hlavné spotrebiteľské kritérium – spoľahlivosť. A s príchodom osobných počítačov nedokázali ani západní konkurenti, ani ruskí vývojári bojovať s všadeprítomným IBM PC.
