No Image

Развитие отечественной вычислительной техники

СОДЕРЖАНИЕ
1 226 просмотров
10 марта 2020

Как только человек открыл для себя понятие "количество", он сразу же принялся подбирать инструменты, оптимизирующие и облегчающие счёт. Сегодня сверхмощные компьютеры, основываясь на принципах математических вычислений, обрабатывают, хранят и передают информацию – важнейший ресурс и двигатель прогресса человечества. Нетрудно составить представление о том, как происходило развитие вычислительной техники, кратко рассмотрев основные этапы этого процесса.

Основные этапы развития вычислительной техники

Самая популярная классификация предлагает выделить основные этапы развития вычислительной техники по хронологическому принципу:

  • Ручной этап. Он начался на заре человеческой эпохи и продолжался до середины XVII столетия. В этот период возникли основы счёта. Позднее, с формированием позиционных систем счисления, появились приспособления (счёты, абак, позднее – логарифмическая линейка), делающие возможными вычисления по разрядам.
  • Механический этап. Начался в середине XVII и длился почти до конца XIX столетия. Уровень развития науки в этот период сделал возможным создание механических устройств, выполняющих основные арифметические действия и автоматически запоминающих старшие разряды.
  • Электромеханический этап – самый короткий из всех, какие объединяет история развития вычислительной техники. Он длился всего около 60 лет. Это промежуток между изобретением в 1887 году первого табулятора до 1946 года, когда возникла самая первая ЭВМ (ENIAC). Новые машины, действие которых основывалось на электроприводе и электрическом реле, позволяли производить вычисления со значительно большей скоростью и точностью, однако процессом счёта по-прежнему должен был управлять человек.
  • Электронный этап начался во второй половине прошлого столетия и продолжается в наши дни. Это история шести поколений электронно-вычислительных машин – от самых первых гигантских агрегатов, в основе которых лежали электронные лампы, и до сверхмощных современных суперкомпьютеров с огромным числом параллельно работающих процессоров, способных одновременно выполнить множество команд.

Этапы развития вычислительной техники разделены по хронологическому принципу достаточно условно. В то время, когда использовались одни типы ЭВМ, активно создавались предпосылки для появления следующих.

Самые первые приспособления для счёта

Наиболее ранний инструмент для счёта, который знает история развития вычислительной техники, – десять пальцев на руках человека. Результаты счёта первоначально фиксировались при помощи пальцев, зарубок на дереве и камне, специальных палочек, узелков.

С возникновением письменности появлялись и развивались различные способы записи чисел, были изобретены позиционные системы счисления (десятичная – в Индии, шестидесятиричная – в Вавилоне).

Примерно с IV века до нашей эры древние греки стали вести счёт при помощи абака. Первоначально это была глиняная плоская дощечка с нанесёнными на неё острым предметом полосками. Счёт осуществлялся путём размещения на этих полосах в определённом порядке мелких камней или других небольших предметов.

В Китае в IV столетии нашей эры появились семикосточковые счёты – суанпан (суаньпань). На прямоугольную деревянную раму натягивались проволочки или верёвки – от девяти и более. Ещё одна проволочка (верёвка), натянутая перпендикулярно остальным, разделяла суанпан на две неравные части. В большем отделении, именуемом "землёй", на проволочки было нанизано по пять косточек, в меньшем – "небе" – их было по две. Каждая из проволочек соответствовала десятичному разряду.

Традиционные счёты соробан стали популярными в Японии с XVI века, попав туда из Китая. В это же время счёты появились и в России.

В XVII столетии на основании логарифмов, открытых шотландским математиком Джоном Непером, англичанин Эдмонд Гантер изобрёл логарифмическую линейку. Это устройство постоянно совершенствовалось и дожило до наших дней. Оно позволяет умножать и делить числа, возводить в степень, определять логарифмы и тригонометрические функции.

Логарифмическая линейка стала прибором, завершающим развитие средств вычислительной техники на ручном (домеханическом) этапе.

Первые механические счётные устройства

В 1623 году немецким учёным Вильгельмом Шиккардом был создан первый механический "калькулятор", который он назвал считающими часами. Механизм этого прибора напоминал обычный часовой, состоящий из шестерёнок и звёздочек. Однако известно об этом изобретении стало только в середине прошлого столетия.

Качественным скачком в области технологии вычислительной техники стало изобретение суммирующей машины "Паскалины" в 1642 году. Её создатель, французский математик Блез Паскаль, начал работу над этим устройством, когда ему не было и 20 лет. "Паскалина" представляла собой механический прибор в виде ящичка с большим количеством взаимосвязанных шестерёнок. Числа, которые требовалось сложить, вводились в машину поворотами специальных колёсиков.

В 1673 году саксонский математик и философ Готфрид фон Лейбниц изобрёл машину, выполнявшую четыре основных математических действия и умевшую извлекать квадратный корень. Принцип её работы был основан на двоичной системе счисления, специально придуманной учёным.

В 1818 году француз Шарль (Карл) Ксавье Тома де Кольмар, взяв за основу идеи Лейбница, изобрёл арифмометр, умеющий умножать и делить. А ещё спустя два года англичанин Чарльз Бэббидж приступил к конструированию машины, которая способна была бы производить вычисления с точностью до 20 знаков после запятой. Этот проект так и остался неоконченным, однако в 1830 году его автор разработал другой – аналитическую машину для выполнения точных научных и технических расчётов. Управлять машиной предполагалось программным путём, а для ввода и вывода информации должны были использоваться перфорированные карты с разным расположением отверстий. Проект Бэббиджа предугадал развитие электронно-вычислительной техники и задачи, которые смогут быть решены с её помощью.

Примечательно, что слава первого в мире программиста принадлежит женщине – леди Аде Лавлейс (в девичестве Байрон). Именно она создала первые программы для вычислительной машины Бэббиджа. Её именем впоследствии был назван один из компьютерных языков.

Разработка первых аналогов компьютера

В 1887 году история развития вычислительной техники вышла на новый этап. Американскому инженеру Герману Голлериту (Холлериту) удалось сконструировать первую электромеханическую вычислительную машину – табулятор. В её механизме имелось реле, а также счётчики и особый сортировочный ящик. Прибор считывал и сортировал статистические записи, сделанные на перфокартах. В дальнейшем компания, основанная Голлеритом, стала костяком всемирно известного компьютерного гиганта IBM.

В 1930 году американец Ванновар Буш создал дифференциальный анализатор. В действие его приводило электричество, а для хранения данных использовались электронные лампы. Эта машина способна была быстро находить решения сложных математических задач.

Ещё через шесть лет английским учёным Аланом Тьюрингом была разработана концепция машины, ставшая теоретической основой для нынешних компьютеров. Она обладала всеми главными свойствами современного средства вычислительной техники: могла пошагово выполнять операции, которые были запрограммированы во внутренней памяти.

Спустя год после этого Джордж Стибиц, учёный из США, изобрёл первое в стране электромеханическое устройство, способное выполнять двоичное сложение. Его действия основывались на булевой алгебре – математической логике, созданной в середине XIX века Джорджем Булем: использовании логических операторов И, ИЛИ и НЕ. Позднее двоичный сумматор станет неотъемлемой частью цифровой ЭВМ.

В 1938 году сотрудник университета в Массачусетсе Клод Шеннон изложил принципы логического устройства вычислительной машины, применяющей электрические схемы для решения задач булевой алгебры.

Начало компьютерной эры

Правительства стран, участвующих во Второй мировой войне, осознавали стратегическую роль вычислительных машин в ведении военных действий. Это послужило толчком к разработкам и параллельному возникновению в этих странах первого поколения компьютеров.

Пионером в области компьютеростроения стал Конрад Цузе – немецкий инженер. В 1941 году им был создан первый вычислительный автомат, управляемый при помощи программы. Машина, названная Z3, была построена на телефонных реле, программы для неё кодировались на перфорированной ленте. Этот аппарат умел работать в двоичной системе, а также оперировать числами с плавающей запятой.

Первым действительно работающим программируемым компьютером официально признана следующая модель машины Цузе – Z4. Он также вошёл в историю как создатель первого высокоуровневого языка программирования, получившего название "Планкалкюль".

В 1942 году американские исследователи Джон Атанасов (Атанасофф) и Клиффорд Берри создали вычислительное устройство, работавшее на вакуумных трубках. Машина также использовла двоичный код, могла выполнять ряд логических операций.

В 1943 году в английской правительственной лаборатории, в обстановке секретности, была построена первая ЭВМ, получившая название "Колосс". В ней вместо электромеханических реле использовалось 2 тыс. электронных ламп для хранения и обработки информации. Она предназначалась для взлома и расшифровки кода секретных сообщений, передаваемых немецкой шифровальной машиной "Энигма", которая широко применялась вермахтом. Существование этого аппарата ещё долгое время держалось в строжайшей тайне. После окончания войны приказ о его уничтожении был подписан лично Уинстоном Черчиллем.

Разработка архитектуры

В 1945 году американским математиком венгерско-немецкого происхождения Джоном (Яношем Лайошем) фон Нейманом был создан прообраз архитектуры современных компьютеров. Он предложил записывать программу в виде кода непосредственно в память машины, подразумевая совместное хранение в памяти компьютера программ и данных.

Архитектура фон Неймана легла в основу создаваемого в то время в Соединённых Штатах первого универсального электронного компьютера – ENIAC. Этот гигант весил около 30 тонн и располагался на 170 квадратных метрах площади. В работе машины были задействованы 18 тыс. ламп. Этот компьютер мог произвести 300 операций умножения или 5 тыс. сложения за одну секунду.

Первая в Европе универсальная программируемая ЭВМ была создана в 1950 году в Советском Союзе (Украина). Группа киевских учёных, возглавляемая Сергеем Алексеевичем Лебедевым, сконструировала малую электронную счётную машину (МЭСМ). Её быстродействие составляло 50 операций в секунду, она содержала около 6 тыс. электровакуумных ламп.

В 1952 году отечественная вычислительная техника пополнилась БЭСМ – большой электронной счётной машиной, также разработанной под руководством Лебедева. Эта ЭВМ, выполнявшая в секунду до 10 тыс. операций, была на тот момент самой быстродействующей в Европе. Ввод информации в память машины происходил при помощи перфоленты, выводились данные посредством фотопечати.

Читайте также:  Minecraft windows 10 edition microsoft

В этот же период в СССР выпускалась серия больших ЭВМ под общим названием "Стрела" (автор разработки – Юрий Яковлевич Базилевский). С 1954 года в Пензе началось серийное производство универсальной ЭВМ "Урал" под руководством Башира Рамеева. Последние модели были аппаратно и программно совместимы друг с другом, имелся широкий выбор периферических устройств, позволяющий собирать машины различной комплектации.

Транзисторы. Выпуск первых серийных компьютеров

Однако лампы очень быстро выходили из строя, весьма затрудняя работу с машиной. Транзистор, изобретённый в 1947 году, сумел решить эту проблему. Используя электрические свойства полупроводников, он выполнял те же задачи, что и электронные лампы, однако занимал значительно меньший объём и расходовал не так много энергии. Наряду с появлением ферритовых сердечников для организации памяти компьютеров, использование транзисторов дало возможность заметно уменьшить размеры машин, сделать их ещё надёжнее и быстрее.

В 1954 году американская фирма "Техас Инструментс" начала серийно производить транзисторы, а два года спустя в Массачусетсе появился первый построенный на транзисторах компьютер второго поколения – ТХ-О.

В середине прошлого столетия значительная часть государственных организаций и крупных компаний использовала компьютеры для научных, финансовых, инженерных расчётов, работы с большими массивами данных. Постепенно ЭВМ приобретали знакомые нам сегодня черты. В этот период появились графопостроители, принтеры, носители информации на магнитных дисках и ленте.

Активное использование вычислительной техники привело к расширению областей её применения и потребовало создания новых программных технологий. Появились языки программирования высокого уровня, позволяющие переносить программы с одной машины на другую и упрощающие процесс написания кода ("Фортран", "Кобол" и другие). Появились особые программы-трансляторы, преобразовывающие код с этих языков в команды, прямо воспринимаемые машиной.

Появление интегральных микросхем

В 1958-1960 годах, благодаря инженерам из Соединённых Штатов Роберту Нойсу и Джеку Килби, мир узнал о существовании интегральных микросхем. На основе из кремниевого или германиевого кристалла монтировались миниатюрные транзисторы и другие компоненты, порой до сотни и тысячи. Микросхемы размером чуть более сантиметра работали гораздо быстрее, чем транзисторы, и потребляли намного меньше энергии. С их появлением история развития вычислительной техники связывает возникновение третьего поколения ЭВМ.

В 1964 году фирмой IBM был выпущен первый компьютер семейства SYSTEM 360, в основу которого легли интегральные микросхемы. С этого времени можно вести отсчёт массового выпуска ЭВМ. Всего было произведено более 20 тыс. экземпляров данного компьютера.

В 1972 году в СССР была разработана ЕС (единая серия) ЭВМ. Это были стандартизированные комплексы для работы вычислительных центров, имевшие общую систему команд. За основу была взята американская система IBM 360.

В следующем году компания DEC выпустила мини-компьютер PDP-8, ставший первым коммерческим проектом в этой области. Относительно низкая стоимость мини-компьютеров дала возможность использовать их и небольшим организациям.

В этот же период постоянно совершенствовалось программное обеспечение. Разрабатывались операционные системы, ориентированные на то, чтобы поддерживать максимальное количество внешних устройств, появлялись новые программы. В 1964 году разработали Бейсик – язык, предназначенный специально для подготовки начинающих программистов. Через пять лет после этого возник Паскаль, оказавшийся очень удобным для решения множества прикладных задач.

Персональные компьютеры

После 1970 года начался выпуск четвёртого поколения ЭВМ. Развитие вычислительной техники в это время характеризуется внедрением в производство компьютеров больших интегральных схем. Такие машины теперь могли совершать за одну секунду тысячи миллионов вычислительных операций, а ёмкость их ОЗУ увеличилась до 500 миллионов двоичных разрядов. Существенное снижение себестоимости микрокомпьютеров привело к тому, что возможность их купить постепенно появилась у обычного человека.

Одним из первых производителей персональных компьютеров стала компания Apple. Создавшие её Стив Джобс и Стив Возняк сконструировали первую модель ПК в 1976 году, дав ей название Apple I. Стоимость его составила всего 500 долларов. Через год была представлена следующая модель этой компании – Apple II.

Компьютер этого времени впервые стал похожим на бытовой прибор: помимо компактного размера, он имел изящный дизайн и интерфейс, удобный для пользователя. Распространение персональных компьютеров в конце 1970 годов привело к тому, что спрос на большие ЭВМ заметно упал. Этот факт всерьёз обеспокоил их производителя – компанию IBM, и в 1979 году она выпустила на рынок свой первый ПК.

Два года спустя появился первый микрокомпьютер этой фирмы с открытой архитектурой, основанный на 16-разрядном микропроцессоре 8088, производимом компанией "Интел". Компьютер комплектовался монохромным дисплеем, двумя дисководами для пятидюймовых дискет, оперативной памятью объемом 64 килобайта. По поручению компании-создателя фирма "Майкрософт" специально разработала операционную систему для этой машины. На рынке появились многочисленные клоны IBM PC, что подтолкнуло рост промышленного производства персональных ЭВМ.

В 1984 году компанией Apple был разработан и выпущен новый компьютер – Macintosh. Его операционная система была исключительно удобной для пользователя: представляла команды в виде графических изображений и позволяла вводить их с помощью манипулятора – мыши. Это сделало компьютер ещё более доступным, поскольку теперь от пользователя не требовалось никаких специальных навыков.

ЭВМ пятого поколения вычислительной техники некоторые источники датируют 1992-2013 годами. Вкратце их основная концепция формулируется так: это компьютеры, созданные на основе сверхсложных микропроцессоров, имеющие параллельно-векторную структуру, которая делает возможным одновременное выполнение десятков последовательных команд, заложенных в программу. Машины с несколькими сотнями процессоров, работающих параллельно, позволяют ещё более точно и быстро обрабатывать данные, а также создавать эффективно работающие сети.

Развитие современной вычислительной техники уже позволяет говорить и о компьютерах шестого поколения. Это электронные и оптоэлектронные ЭВМ, работающие на десятках тысяч микропроцессоров, характеризующиеся массовым параллелизмом и моделирующие архитектуру нейронных биологических систем, что позволяет им успешно распознавать сложные образы.

Последовательно рассмотрев все этапы развития вычислительной техники, следует отметить интересный факт: изобретения, хорошо зарекомендовавшие себя на каждом из них, сохранились до наших дней и с успехом продолжают использоваться.

Классы вычислительной техники

Существуют различные варианты классификации ЭВМ.

Так, по назначению компьютеры делятся:

  • на универсальные – те, которые способны решать самые различные математические, экономические, инженерно-технические, научные и другие задачи;
  • проблемно-ориентированные – решающие задачи более узкого направления, связанные, как правило, с управлением определёнными процессами (регистрация данных, накопление и обработка небольших объёмов информации, выполнение расчётов в соответствии с несложными алгоритмами). Они обладают более ограниченными программными и аппаратными ресурсами, чем первая группа компьютеров;
  • специализированные компьютеры решают, как правило, строго определённые задачи. Они имеют узкоспециализированную структуру и при относительно низкой сложности устройства и управления достаточно надёжны и производительны в своей сфере. Это, к примеру, контроллеры или адаптеры, управляющие рядом устройств, а также программируемые микропроцессоры.

По размерам и производительной мощности современная электронно-вычислительная техника делится:

  • на сверхбольшие (суперкомпьютеры);
  • большие компьютеры;
  • малые компьютеры;
  • сверхмалые (микрокомпьютеры).

Таким образом, мы увидели, что устройства, сначала изобретённые человеком для учёта ресурсов и ценностей, а затем – быстрого и точного проведения сложных расчётов и вычислительных операций, постоянно развивались и совершенствовались.

портал образовательных ресурсов

Вычислительная техника является важнейшим компонентом процесса вычислений и обработки данных. Первыми приспособлениями для вычислений были, вероятно, всем известные счётные палочки, которые и сегодня используются в начальных классах многих школ для обучения счёту.Постепенно из простейших приспособлений для счёта рождались всё более и более сложные устройства: абак (счёты), логарифмическая линейка, механический арифмометр, электронный компьютер. В 1945 году работала первая в СССР аналоговая машина. До войны же были начаты исследования и разработки быстродействующих триггеров — основных элементов цифровых ЭВМ.

29 июня 1948 года Председатель Совета Министров СССР И. В. Сталин подписал постановление, в соответствии с которым создавался Институт точной механики и вычислительной техники.

В 1948 году под началом доктора физико-математических наук С. А. Лебедева в Киеве начинаются работы по созданию МЭСМ (малой электронной счетной машины). В октябре 1951 года она вступила в эксплуатацию.

В конце 1948 года сотрудники Энергетического института им. Крижижановского И. С. Брук и Б. И. Рамеев получают авторское свидетельство на ЭВМ с общей шиной, а в 1950—1951 гг. создают её.

В начале 50-х в Алма-Ате была создана лаборатория машинной и вычислительной математики. В конце 1951 г. вступила в эксплуатацию ЭВМ М-1, разработанная в лаборатории Энергетического института АН СССР.

Осенью 1952 года была завершена разработка Большая (или Быстродействующая) электронно-счётная машина — БЭСМ-1 (известна также как БЭСМ Академии Наук, БЭСМ АН), построенная на электронных лампах (5000 ламп). Опытная эксплуатация началась с 1952 года.

В 1953 в СССР начали серийно выпускать машину «Стрела», в 1954 для нужд Министерства обороны СССР основан первый советский вычислительный центр ВЦ-1 (эксплуатирующий ЭВМ «Стрела»).

С 1956 И. Берг и Ф. Старос возглавляют в Ленинграде лабораторию СЛ-11, которая впоследствии была преобразована в КБ-2. Там они создают первую в СССР настольную ЭВМ УМ-1 и её модификацию УМ-1НХ, за что им присуждена Государственная премия.

В 1957 в серию запустили машину «Урал-1». Всего было выпущено 183 машины.

В 1959 была создана уникальная малая ЭВМ «Се́тунь» на основе троичной логики.

Читайте также:  Как подключить наушники к микшеру

В конце 1950-х разрабатываются принципы параллелизма вычислений (А. И. Китов и др.), на основе которых была построена одна из самых скоростных ЭВМ того времени — М-100 (для военных целей). В начале 70-х — разработка систем серии «Эльбрус». «Эльбрус-2» использовался в ядерных центрах, системе противоракетной обороны и других отраслях «оборонки»

2008 год — запущен в работу СКИФ МГУ, суперкомпьютер собранный на базе решений и оборудования американской фирмы Intel, проект был разработан в Белорусском Государственном Университете (26-е место в рейтинге Топ-500 2012).

Развитие отечественной вычислительной техники

Разитие мировой цивилизации немыслимо без информационных технологий. В историю развития вычислительной техники отечественные ученые и инженеры вписали немало славных страниц. Их труд и достижения заслуживают внимательного и бережного рассмотрения.

История не знает сослагательного наклонения. Тем не менее, вопросы возможной эволюции цивилизации и основных ее достижений всегда были в сфере внимания общества. Действительно, как изменились бы географические карты, если бы ацтекам было известно колесо? Или, например, Наполеон обратил бы внимание на предложение одного из изобретателей использовать возможности пара. А если бы Эдисон не только запатентовал лампу с тремя электродами и открытый им эффект электронной эмиссии, но и догадался использовать свое открытие?

Но все это касается эпизодов уже сравнительно далекой истории. Многие изобретения и открытия длительное время постепенно преобразовывали окружающий мир. Их значение не всегда по достоинству оценивали даже спустя сто лет. Однако существуют научно-технические изделия, которые оказали огромное влияние на развитие цивилизации практически сразу после своего появления. К ним относятся электронные вычислительные машины.

Немногим более 50 лет прошло с тех пор, как появились первые электронные вычислительные машины (ЭВМ). За этот короткий для развития общества период сменилось несколько поколений ЭВМ.

Разработанные первоначально исключительно для военных целей, электронные вычислительные машины в последующие годы стали использоваться практически во всех сферах человеческой деятельности — от сложнейших оборонных задач и промышленного назначения до образования, медицины и досуга. В соответствии с широким диапазоном применения вычислительных устройств они отличаются сложностью, элементной базой и, конечно, ценой. Начало же было положено сравнительно примитивными по нынешним меркам устройствами, созданными на основе электронных ламп в середине уже прошлого двадцатого века.

В 1942 году американский физик Джон Моучли представил собственный проект вычислительной машины — ЭВМ ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer — электронный числовой интегратор и калькулятор). Весной 1945 года эта ЭВМ была построена, а в феврале 1946 года рассекречена. ЭВМ ENIAC содержала 178468 ламповых триодов, 7200 кристаллических диодов, 4100 магнитных элементов, занимала площадь в 300 кв. метров и в 1000 раз превосходила по быстродействию релейные вычислительные машины.

Элементной базой машин этого поколения были электронные лампы, представленные для первых ЭВМ диодами (спираль накаливания, катод и анод) и триодами (спираль накаливания, катод, анод и управляющая потоком электронов, а следовательно, и анодным током сетка). Данные вычислительные машины предназначались для решения сравнительно несложных научно-технических задач.

Параллельно с развитием элементной базы и совершенствованием схемотехнических решений осуществлялось развитие основополагающих научно-технических концепций. Так, в 1944 году американский инженер Джон Эккерт впервые выдвинул концепцию хранимой в памяти компьютера программы. А в 1946 году Джон фон Нейман предложил ряд новых идей организации ЭВМ. В результате реализации идей фон Неймана фактически была создана архитектура ЭВМ. Эта архитектура во многих чертах сохранилась до настоящего времени.

Однако реализация новейших концепций требовала соответствующих технических решений и, конечно, элементной базы. И такой случай представился для разработчиков ЭВМ. Связан он с открытием в области полупроводников. Сотрудники Bell Telephone Laboratories Джон Бардин и Уолтер Бремен 23 декабря 1947 года впервые продемонстрировали свое изобретение, получившее название “транзистор”. А спустя несколько лет были предприняты первые попытки разработки вычислительных устройств, созданных на основе этих элементов. Однако лампы еще долгое время продолжали господствовать в качестве основной элементной базы.

Следует отметить, что появление новых концепций, лежащих в основе архитектуры вычислительных машин, происходило на всем пути совершенствования данных устройств. Развивалась и схемотехника, и программное обеспечение. На этом пути мир узнал много славных имен. Однако было бы ошибкой связывать все достижения только с иностранными специалистами. Наше Отечество не осталось в стороне от глобального процесса компьютеризации мировой цивилизации.

Кстати, обоснование принципов построения ЭВМ с хранимой в памяти программой было осуществлено Сергеем Александровичем Лебедевым, независимо от Джона фон Неймана.

В 1948 году коллектив, руководимый С. А. Лебедевым, разработал и предложил первый проект отечественной цифровой электронной вычислительной машины. В дальнейшем под руководством академика С. А. Лебедева и В. М. Глушкова разрабатываются отечественные ЭВМ. Сначала это была МЭСМ — малая электронная счетная машина (1951 год, Киев), затем БЭСМ — быстродействующая электронная счетная машина (1952 год, Москва). Параллельно с ними создавались “Стрела”, “Урал”, “Минск”, “Раздан”, “Наири”, серия “М”. Это только несколько первых из многих десятков наименований вычислительных машин, созданных в СССР.

А примеров реализации достижений отечественной мысли довольно много. Вот лишь некоторые вехи истории развития вычислительных машин. На этот раз основными элементами стали полупроводниковые элементы.

1959 г. – созданы опытные образцы ЭВМ М-40, М-50 для систем противоракетной обороны (ПРО).

1959 г. – начало выпуска в Минске ЭВМ "Минск-1", которая применялась в основном для решения инженерных, научных и конструкторских задач математического и логического характера.

1959 г. – первая ламповая специализированная стационарная ЭВМ СПЕКТР-4, предназначенная для наведения истребителей-перехватчиков.

1959 г. – мобильная полупроводниковая ЭВМ "КУРС" для обработки радиолокационной информации.

1960 г. – в СССР разработана первая полупроводниковая управляющая машина "Днепр".

1960 г. – создана первая микропрограммная специализированная ЭВМ "Тетива" для системы ПВО.

1961 г. – начат серийный выпуск ЭВМ "Раздан”, предназначенных для решения научно-технических и инженерных задач, малой производительности (скорость вычислений – до 5 тысяч операций в 1 секунд).

1962 г. – ЭВМ БЭСМ-4.

1962 г. – в Северодонецком научно-исследовательском институте управляющих вычислительных машин создана “МППИ-1”. Она применялась в химической, нефтеперерабатывающей, металлургической и других отраслях промышленности.

1962 г. – семейство малых цифровых электронных вычислительных машин “Промiнь”, предназначенных для автоматизации инженерных расчетов средней сложности.

1962 г. – ЭВМ "Минск-2".

1963 г. – создан многомашинный вычислительный комплекс "Минск-222".

1964 г. – начало выпуска ряда ЭВМ Урал.

1965 г. – БЭСМ-6 (Быстродействующая электронно-счетная машина). Это первая в СССР супер-ЭВМ с производительностью 1 млн оп/сек. За все время (до начала 80-х гг.) было построено около 350 БЭСМ-6.

1965 г. – начало выпуска в Казани полупроводниковых ЭВМ М-220 и М-222 с производительностью до 200 тыс. оп/сек, продолжающих линию ЭВМ М-20.

1966 г. – завершается разработка проекта большой ЭВМ "Украина", предвосхитившего многие идеи американских больших ЭВМ 70-х годов.

1969 г. — 5Э92Б – двухпроцессорный компьютер на дискретных полупроводниковых схемах, основной компьютер в первой системе ПРО Москвы.

Как видно из приведенных данных, конечно, неполных, в СССР была осуществлена грандиозная программа по разработке, выпуску и применению электронных вычислительных машин. При этом, как правило, независимо от своих зарубежных коллег внедрялись отечественные разработки. И, конечно, самые мощные ЭВМ были использованы для нужд обороны, что, в общем-то, было оправдано.

Следует подчеркнуть, что нередко отечественные ЭВМ лидировали по мощности. Так, например, в 1950 году была создана и испытана ЭВМ МЭСМ, которая в тот момент была самой быстродействующей в Европе.

Многие оригинальные разработки, созданные нашими специалистами, нашли воплощение в отечественных устройствах и были по достоинству оценены зарубежными коллегами. В качестве примера можно привести ЭВМ БЭСМ-6, созданную на транзисторах. В этой ЭВМ были использованы виртуальная память и асинхронные конвейерные структуры. Кстати, В 70-е годы М. А. Карцев впервые в мире предложил и реализовал концепцию полностью параллельной вычислительной системы с распараллеливанием на всех четырех уровнях: программ, команд, данных и слов. Эти идеи были воплощены в ЭВМ М-10. А в 1978 году разработал проект первой в СССР векторно-конвейерной ЭВМ М-13.

В дальнейшем, по мере роста потребностей народного хозяйства, увеличивался выпуск вычислительных машин. Была сделана попытка стандартизации схемотехнических решений. Этому в немалой степени способствовали успехи отечественной электронной промышленности, освоившей сначала гибридные, а затем и монолитные микросхемы. В дальнейшем после изобретения инженерами фирмы Intel микропроцессора был налажен выпуск аналогичных элементов.

За этот период за основу серийных ЭВМ были взяты лучшие образцы зарубежной вычислительной техники. Для сравнительно мощных моделей была взята линейка ЭВМ фирмы IBM — серия 360 и 370. Соответственно, такие ЭВМ единой системы (ЕС) получили название "Ряд-1" и "Ряд-2".

Не были забыты и управляющие машины. Этот класс малых машин — СМ ЭВМ был создан на основе лучших образцов фирм HP и DEC.

1971 г. – начало выпуска модели ЕС-1020 (20 тыс. оп/сек).

1973 г. – начало выпуска модели ЕС-1030 (100 тыс. оп/сек).

1973 г. – с использованием БЭСМ-6 была создана многомашинная система с переменной структурой АС-6 для задач управления космическими полетами в СССР.

1973 г. – начало выпуска ЭВМ ЕС-1050 (Москва, Пенза).

1973 г. – начало выпуска высокопроизводительной ЭВМ с многоформатной векторной RISC-архитектурой для систем предупреждения о ракетном нападении и общего наблюдения за космическим пространством М-10.

Читайте также:  Как в мост вантед сделать полный экран

1974 г. – начало выпуска модели ЕС-1022, (80 тыс. оп/сек).

1976 г. – начало выпуска модели ЕС-1033 (200 тыс. оп/сек).

1975 г. – результатом совместных разработок специалистами СССР, НРБ, ВНР, ПНР, ЧССР и ГДР явилось создание и выпуск мини-ЭВМ – СМ-1, СМ-2, СМ-3 и СМ-4 с широким диапазоном применений: в научных работах, для управления технологическими процессами, обработки экспериментальных данных в реальном масштабе времени, для автоматизации инженерных и управленческих работ и т.д.

1977 г. – старшая модель системы "Ряд-1" – ЕС-1060.

1977 г. – начало выпуска модели ЕС-1035 ("Ряд-2").

1977 г. – создание первого симметричного многопроцессорного вычислительного комплекса (МВК) "Эльбрус-1" на ИС средней интеграции со средствами аппаратной поддержки развитой структуризации программ и данных.

1978 г. – Начало выпуска СМ-3 и СМ-4.

1978 г. – Начало выпуска УВК СМ-1 и СМ-2, совместимых с М-6000/М-7000.

1979 г. – модель ЕС-1045 (800 тыс. оп/сек, "Ряд-2").

1979 г. – начало серийного выпуска высокопроизводительных многопроцессорных УВК с перестраиваемой структурой ПС 2000, реализующих распараллеливание на уровне задач, ветвей, векторных и скалярных операций в задачах геофизики, научных экспериментов и др. областей.

1980 г. – ЭВМ ЕС-1061.

1980 г. – двухпроцессорный комплекс СМ-1410.

1981 г. – УВК СМ 1800, СМ 1803, СМ 1804.

1982 г. – выпуск персональных ЭВМ (ПЭВМ): в СССР ЕС-1840.

1983 г. – начало выпуска ЕС-1036 – 400 тыс. оп/сек, "Ряд-3".

1983 г. – начало выпуска в Загорске многопроцессорной векторной ЭВМ М-13.

1985 г. – начало выпуска электронной вычислительной машины ЕС-1066.

1985 г. – начало выпуска многопроцессорного (10 процессоров) вычислительного комплекса "Эльбрус-2" производительностью 125 млн оп/сек (MIPS).

1985 г. – бытовой компьютер "Электроника БК0010-01".

1986 г. – УВК СМ 1810, СМ 1814, СМ 1820.

1986 г. – СМ 1700, совместимой с VAX-11 фирмы Digital Equipment Corp.

1986 г. – на заводе ВЭМ в Пензе передана в производство ЭВМ ЕС 1766 (до 256 процессоров).

1994 г. – "Эльбрус-3" – LSI, ECL БИС, 16 процессоров, быстродействие в два раза выше, чем у CRAY-YMP, был изготовлен, но в серию не запущен.

Конечно, развитие вычислительной техники с упором на зарубежные образцы несколько затормозило собственные разработки. В результате таких действий были свернуты работы по совершенствованию, например, линейки БЭСМ — БЭСМ-8 и БЭСМ-10. Можно было ожидать реального прорыва в этой области. Однако история, как известно, не знает сослагательного наклонения.

Оправдан ли путь развития отечественных вычислительных средств, связанный фактически с копированием зарубежных образцов,? Безусловно, да. В качестве аргументов можно привести, например, программное обеспечение и проблему стандартизации узлов и элементов.

Программное обеспечение в условиях несоблюдения и отсутствия защиты авторских прав в большинстве случаев просто несанкционированно копировалось без какой-либо выплаты лицензионных отчислений. Это позволяло экономить громадные финансовые средства. Правда, данное копирование обрекало компьютерные отрасли и страну на отставание, вызванное самим процессом копирования, перевода и выпуска документации. Да и сам процесс освоения и поддержки без необходимой помощи был мучителен и долог.

Но что касается развития электронной промышленности, сопровождающего процесс копирования зарубежного опыта, здесь все было вполне оптимистичным. Отечественная электронная промышленность получила вполне объяснимый рывок. Создавались институты и КБ, строились заводы, выпускались микросхемы.

Тем не менее без отечественных разработок обойтись было невозможно. Достаточно вспомнить о проблемах оборонных ведомств. Вероятно, именно этим и объясняется то внимание, которое уделялось мощным многопроцессорным комплексам типа "М-10" и "Эльбрус".

Свой вклад в решение основной проблемы руководства — копировать зарубежные образцы или стимулировать и создавать отечественные вычислительные машины — внесло и появление такого феномена, как ПЭВМ — персональные электронные вычислительные машины, которые в дальнейшем стали называть просто компьютерами.

В короткий срок в СССР был выпущен ряд изделий этого класса. В качестве примера можно привести, например, компьютеры серий ЕС, СМ, "Искра". Первыми моделями этих серий стали ЕС-1040, СМ1810, "Искра-1030". Архитектура данных компьютеров во многом была скопирована с соответствующих зарудежных изделий. В первую очередь это касается персональных компьютеров IBM, начало которым положил процессор фирмы Intel i8086. Кроме того, активно развивался сектор компьютеров архитектуры и системы команд фирмы DEC. Наиболее известными изделиями этого типа стали компьютеры линеек ДВК и "Электроника". Значительно меньшее распространение получили изделия, созданные на основе образцов фирмы HP.

Указанная политика копирования известных архитектур и систем команд позволила заимствовать богатое программное обеспечение, накопленное зарубежными коллегами. Кроме того, для персональных компьютеров архитектуры и системы DEC и HP существовали соответствующие мини-ЭВМ, например, СМ-3, СМ-4 и СМ-1, СМ-2.

Но не следует думать, что освоение зарубежного опыта производства и применения компьютеров сводилось к простому несанкционированному копированию лучших образцов вычислительной техники и переноса программ. Дело в том что, в основой отечественных компьютеров стали микросхемы и микропроцессоры, серийно выпускаемые в СССР. Связано это было и с вопросами экономии валюных средств, и вопросами безопасности государства. Связано это с тем, что в условиях недружественного окружения страна не могла позволить себе зависимость от иностранных источников снабжения наукоемкими комплектующими. Нельзя было сбрасывать со счета и опасность электронных закладок спецслужбами потенциальных противников.

Конечно, далеко не все микросхемы были собственной разработки. Использовался как отечественный опыт, так и зарубежный. Было налажено исследование микропроцессоров известных фирм. Существовали КБ, где послойно сканировали кристаллы микропроцессорных наборов, результаты которых передавались специалистам, а в дальнейшем и производственникам. Конечно, не секрет, что были задействованы и соответствующие каналы разведки, проделавшие огромную работу.

Кроме того, нельзя не отметить, что существовали и производственные ограничения. Дело в том, что в стране существовали ГОСТЫ, ориентированные на метрическую систему. А как известно, в компьютерных комплектующих используются дюймовый масштаб. Эта проблема касается не только корпусов и плат, но и микросхем, включая расстояние между контактами. Так что советским инженерам даже при наличии образцов приходилость проектировать свои изделия по-новому. Остается добавить, что существовало ограничение и на использование драгоценных металлов, что не способствовало надежности выпускаемой техники и негативно сказывалось на тираже выпускаемых изделий.

Необходимо отметить, что при сравнительно большом ассортименте отечественных персональных компьютеров их выпуск по мировым меркам был довольно скромным. Так, например, выпуск компьютера Искра-1030 и его модификаций составлял всего несколько тысяч штук в год. Более массовым изделием стал компьютер серии ЕС-1040. Одной из самых массовых и распространенных машин стала "Электроника-60". По некоторым данным ее выпуск составлял примерно 10 тысяч штук в год. Правда, благодаря копьютеризации народного образования сравнительно примитивные компьютеры типа "Электроника БК0010" и "Электроника БК0011", ставшие основой отечественных учебных классов КУВТ-86 и КУВТ-87, были выпущены тиражем с несколько сотен тысяч. Это являлось, безусловно, успехом отечественной промышленности. К слову сказать, "Электроника БК0010" и "Электроника БК0011" стали первыми массовыми бытовыми компьютерами, что позволило приобщиться к таинствам информатики миллионам граждан.

Следует подчеркнуть, что у условиях государственной поддержки планов, предусматривающих копирование зарубежного опыта, безусловно, существовали и отечественные разработки. Некоторые идеи явно обгоняли научную мысль зарубежных специалистов. В качестве примеров можно привести секционированные микропроцессоры и даже RISK-процессоры. К слову сказать, идеи таких процессоров были детально сформулированы задолго до зарубежных публикаций. Более того, в конце семидесятых годов был проект выпуска копьютеров на базе RISK-процессоров, созданных на основе отечественных разработок, силами одной из зарубежных фирм. При этом эта фирма брала не только производство компьютеров, но и международные маркетинг и реализацию. Однако проект натолкнулся на многочисленные ведомственные согласования, занявшие несколько лет. В результате время было упущено и мир не увидел реализацию перспективной разработки, сулившей миллиардные доходы в иностранной валюте бюджету страны, а на рынке воцарились менее совершенные зарубежные аналоги.

Благодаря успехам полупроводниковой промышленности Их развитие аппаратно-программного обеспечения ПЭВМ в мире осуществлялось столь быстрыми темпами, что просто слепое копирование довольно быстро потеряло не имело смысл.а, поскольку Ббез поддержки отечественных разработчиков страна была обречена на постоянное и все возрастающее отставание. Как результат такого отставания, страдала не только экономика, но и безопасность государства.

Решая нелегкую проблему развития электронной промышленности и отечественной вычислительной техники и осознавание их значения для развития страны, в семидесятых и восьмидесятых годах ЦК КПСС и Совет Министров СССР поставили задачу перед Академией наук проанализировать ситуацию и выдать соответствующие рекомендации. Результат этих усилий был оформлен в виде ряда докладов, опубликованных в открытых, доступных, хотя и специализированных изданиях.

Основной смысл рекомендаций можно сформулировать в нескольких положениях.

Итак, догнать и перегнать развитые страны практически невозможно, поскольку для этого не хватит ресурсов государства. Что же касается политики развития, то наиболее целесообразным представляется постепенная интеграция в процесс мирового производства с последовательным овладением сначала сравнительно простых устройствизделий, а затем и постепенным переходом к технологически сложным изделиям. При этом необходимо учитывать иностранный опыт. Только совместными усилиями с зарубежными коллегами можно обеспечить планомерное разитие отечественной и мировой экономики.

Именно это и является наиболее рациональной стратегией развития отечественных высокотехнологических отраслей промышленности.

В статье были использованы материалы ряда сайтов Интернета.

Опубликовано в журнале "Экспресс Электроника"

Комментировать
1 226 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock
detector