Белентьев С.А.
ПОТЕНЦИАЛ СОВЕТСКОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ *
Аннотация:
в статье рассматривается период зарождения ЭВМ, микроэлектроники и последующего за ним противостояния СССР и США в этой отрасли. Путём сравнения технических решений выявляется фактический уровень технического прогресса на момент распада СССР
Ключевые слова:
история ЭВМ, ретроспективный анализ, поколения, потенциал
УДК 94
Белентьев С.А.
студент факультета систем радиосвязи и радиотехники
Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики
(г. Самара, Россия)
ПОТЕНЦИАЛ СОВЕТСКОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
Аннотация: в статье рассматривается период зарождения ЭВМ, микроэлектроники и последующего за ним противостояния СССР и США в этой отрасли. Путём сравнения технических решений выявляется фактический уровень технического прогресса на момент распада СССР.
Ключевые слова: история ЭВМ, ретроспективный анализ, поколения, потенциал.
Первая программируемая ЭВМ была создана США в 1945 году под руководством Джона Преспера Экерта и Джона Уильяма Мокли. В отличии от всех своих предшественников ENIAC основывалась не на механических реле, а вакуумных лампах, что в конечном итоге позволило превзойти таковые в тысячи раз по скорости вычислений. Возможность написания программы предоставляла возможность быстро совершать расчёты любого назначения от прогноза погоды до необходимой массы вещества для ядерного оружия. В первую очередь это стало значительным военным преимуществом: расчёт траектории снарядов при бомбардировке занимал не несколько дней, а несколько минут.
СССР осознавал вычислительные преимущество Американского компьютера, сразу же приступив к созданию собственной ЭВМ. Однако эффективно производить подобные разработки после войны не представлялось возможным, в следствии чего первая архитектура, разработанная Исааком Семеновичом Бруком и Баширом Искандаровичом Рамеевым из Энергетического института академии наук СССР, появилась только лишь в 1948 году, а первый рабочий прототип был создан коллективом киевских ученых института математики АН Украины под руководством Сергея Александровича Лебедева в 1951 г под названием “МЭСМ” - Малая Электронная Счётная Машина. Одновременно разрабатывались и аппараты серии “М”. “М-1” значительно уступала “МЭСМ”, однако и места занимала меньше.
В отличии от ламповых ЭВМ, разработка транзистора и все предшествующие ему исследования велись в США и СССР практически параллельно. 23 декабря 1947 года в США был создан первый в мире транзистор, а в 1952 году Уильям Брэдфорд Шокли описал униполярный (полевой) транзистор с управляющим электродом. Тогда как в Союзе первый опытный образец создала Сусанна Гукасовна Мадоян в 1953 году. Вполне себе вероятно, что СССР мог разработать транзистор раньше, если бы не “гнался” за ядерным оружием после второй мировой войны, ведь особые свойства кристаллической решётки полупроводников были замечены Советским физиком Яковым Ильичом Френкелем ещё в 1926 году.
В период 1950-1960 годов СССР и США развивали и всячески улучшали ламповые ЭВМ, параллельно ведя разработки машин второго поколения, работающих на транзисторах. В 1952 году создаётся “М-2”, использующая полупроводниковые диоды и увеличившая количество ламп в два раза. Это позволило увеличить производительность в 100 раз. В 1953 году была создана ламповая ЭВМ “Стрела”. Она выполняла вычисления со скоростью две тысячи операций в секунду, что позволило ей стать первой ЭВМ, работающий на благо Вооружённых сил СССР, однако также на ней проводили множество научно-исследовательских работ в области разработки, обобщения и внедрения методов решения математических задач с применением современных средств вычислительной техники и выполняли крупные вычислительные работы. США в марте 1951 года разработали ЭВМ “Вихрь” – в последствии “SAGE”. Проект мог остаться лишь на бумаге – материнская компания отказывала в необходимом финансировании, однако появился новый спонсор - ВВС США, которым было необходимо автоматизировать систему ПВО. Производителем стала компания IBM, этот заказ стал для неё отправной точкой в сотрудничестве с Американским правительством. Правительство США передало все наработки IBM и в 1954 году появился “IBM 701” – ламповый компьютер, выполнявший 2200 операций в секунду и обеспечивший лидерство IBM в данной отрасли на ближайшие 30 лет. Советский союз, в свою очередь, не отставал и в 1958 году создал “М-100” - свой вариант машины, обрабатывающей данные с локаторов. Она стала революцией в мире лаповых ЭВМ, закрепив лидерство СССР в этой сфере на некоторое время. “М-100” сочетала в себе много новых технических решений таких как: совмещение работы устройств, разделение памяти команд и операндов позволили производить выборку из одной и другой памяти одновременно, одновременно выполнялась арифметическая операция над уже выбранными операндами. Также было создано постоянное запоминающее устройство на ферритах, получившее в будущем большое распространение. В том же 1958 году была создана ЭВМ “Удар”. Судя по имеющимся данным - это была первая ЭВМ, использующая транзисторы, однако о ней мало что известно, так как она разрабатывалась для вооружённых сил. Уже в 1959 году была создана уникальная в своём роде ЭВМ “Сетунь”, которая в отличие от своих предшественников оперировала не двоичной (“Истина”, “Ложь”), а троичной (“Истина”, “Ложь”, “Неизвестно”) логикой. Машина выигрывала у своих конкурентов во многом: большая вычислительная мощность, низкая стоимость, обмен информацией между ОЗУ и магнитным барабаном, нормализация, сдвиг, условный и безусловный переходы. Элементной базой выступали не вакуумные трубки или транзисторы, а феррит-диодные ячейки. Однако имелись и недостатки: сложность программирования и несовместимость с уже созданными ЭВМ. Недостатки перевешивали все преимущества и с развитием транзисторов попыток создать ЭВМ на троичной логике больше не предпринималось.
К 1960 годам начали массово появляться ЭВМ второго поколения – транзисторные. Советские конструкторы решили переходить на новую технологию постепенно: продолжить развитие уже существующих серий ЭВМ, переведя их на транзисторы. Так в 1962 году появилась первая машина, работающая исключительно на полупроводниках – 5Э92б. Это был прототип, основа для будущих аппаратов, однако достаточно удачный – его использовали в качестве вычислительного компонента ПРО Москвы. Затем появились: БЭСМ-4, БЭСМ-5 и в 1965 году БЭСМ-6. Последняя, в свою очередь, являлась мировым “флагманом” вычислительной техники многие десятилетия. На ней совершали расчёты для космической программы “Союз-Аполлон” и для множества других научных исследований, использовали на Байконуре.
Отдельного упоминания заслуживают ЭВМ серии “МИР” – Машина для Инженерных Расчётов. В 1967 году представили “МИР-1”. Аппарат обладал интерфейсом ввода-вывода и языком программирования высокого уровня, можно было задать точность и вычислить неопределённый интеграл. В 1969 году начали массово выпускаться “МИР-2”. Они не только обладали большей производительностью по сравнению со своим предшественником, но и обладали векторным дисплеем со световым пером. Пример программы для “МИР-2” и результата её выполнения:
Американская IBM в 1960 году разработала систему Stretch или “IBM-7030”, на несколько лет ставшую самым мощным вычислительным устройством. В том же 1960 в компании Control Data Corporation выпустили “CDC 1604” – ЭВМ на германиевых транзисторах. В 1964 появился “CDC 6600” с интересной архитектурой особенностью: для обработки данных использовалось 10 микропроцессоров. В том же 1964 году появилась “IBM-360” – самая популярная ЭВМ в США до 1970 года.
В период 1970-1980 годов в СССР было некоторое затишье в сфере новых разработок ЭВМ. Советский союз рассредоточил свои силы между развитием собственных и копированием западных ЭВМ, а также микрокомпьютерами на интегральных схемах. Однако под конец своего существования СССР смог создать нечто невообразимое, что имеет большой потенциал даже на сегодняшний день – серию ЭВМ “Эльбрус”. Их главное отличие - ориентация на языки высокого уровня. Для данного типа комплексов были также созданы собственная операционная система, файловая система и система программирования “Эль-76”. Если рассматривать вопрос шире, данные машины были сами по себе революционны: суперскалярность процессорной обработки, симметричная многопроцессорная архитектура с общей памятью, реализация защищенного программирования с аппаратными типами данных — все эти возможности появились в отечественных машинах раньше, чем в США. Данные ЭВМ послужили основой для уже нынешних процессоров “Эльбрус” компании МЦСТ. Они отстают по производительности от конкурентов из за многих политических факторов и недостатка финансирования, однако нам не стоит от них отказываться – информационная безопасность нашей страны намного важнее.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Номер журнала Вестник науки №12 (57) том 2
Ссылка для цитирования:
Белентьев С.А. ПОТЕНЦИАЛ СОВЕТСКОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ // Вестник науки №12 (57) том 2. С. 258 - 264. 2022 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/6705 (дата обращения: 26.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2022. 16+