Заглядывая в прошлое: История БЭСМ

История вычислений уходит в далекое прошлое. Человечеству пришлось потратить не один век, чтобы создать первую электронно-вычислительную машину (ЭВМ). Несомненно – это одно из величайших открытий XX-го века, тот старт, который позволил человечеству двигаться вперед в мире информационных технологий.





До 1950 г. доминировали релейные ЭВМ, которые были ненадежные в вычислениях и очень больших размеров. На смену релейным пришли вакуумные и ламповые ЭВМ. По праву первым электронным компьютером можно назвать американский ENIAC. Машина имела колоссальные данные: 18000 электронных ламп, площадь 90 × 15 м², весила 30 т и потребляла 150 кВт. И если в Америке и Европе уже активно создавались новые ЭВМ, в частности, с неймовским типом памяти, то в СССР процесс немного затянулся.

Так, в 1950 г. в Киевской лаборатории моделирования и вычислительной техники Института электротехники АН СССР под руководством академика С. А. Лебедева была создана первая советская ЭВМ — МЭСМ (малая электронная счетная машина). Это был настоящий прорыв – Лебедев применил принцип параллельной обработки слов. В последующем началось активное строение первого поколения БЭСМ-1 (большая электронная счетная машина).

БЭСМ-1

Разработка БЭСМ-1 была завершена в 1952 г. Машина имела 2000 электронных ламп и быстродействие – 8000 оп./с. Система представления чисел в машине — двоичная с учётом порядков, в форме чисел с плавающей запятой. Диапазон чисел, с которыми оперирует машина, примерно от 9 до 109. В систему команд машины входят 9 арифметических операций, 8 операций передач кодов, 6 логических операций, 9 операций управления. Общий объем оперативной памяти составил 1024 разрядных слова. Потребляемая мощность – 35 кВт.



В 1953 г. советская БЭСМ-1 была самой быстродействующей ЭВМ в Европе, уступив лишь американской IBM 701, которая, в частности, имела огромный коммерческий успех.

БЭСМ-1 была машиной, способной решать сложные математические задачи, заменяя тысячи вычислений. Машина бесспорно внесла огромный вклад в развитие атомной энергетики и исследование космоса. В 1950 годах было создано еще много советских ЭВМ, таких как Минск, Урал, Днепр, Мир и т. д, но они значительно уступали в производительности БЭСМ-1.

БЭСМ-2 и БЭСМ-3M

В конце 1950-х начался бум транзисторных ЭВМ, которые по своим характеристикам значительно опережали ламповые. В Англии в 1958 г. была выпущена транзисторная ЭВМ – Elliot-803, в Германии – Simens-2002, в Японии – H-1. В СССР первой транзисторной ЭВМ стала – Сетунь. Что касается серии БЭСМ, то впервые транзисторы были использованы на БЭСМ-6, но об этом позже. В тоже время для облегчения пользования машиной были созданы первые языки программирования – Алгол и Фортран.



После успеха БЭСМ-1 было решено создать усовершенствованный вариант для массового производства. Так, в 1958 г. на свет появилась БЭСМ-2. Всего было выпущено 67 машин в период с 1958 по 1962 год под руководством коллектива ИТМиВТ и завода им.Володарского. По достоверным фактам с помощью БЭСМ-2 была рассчитана траектория полета беспилотной советской ракеты на Луну.

Основные характеристики БЭСМ-2 аналогичны предшественнице. Машина имела 4000 электронные лампы, а быстродействие было увеличено до 20000 оп./c., и ОЗУ до 2024 разрядных слов.



Помимо БЭСМ-2 но основе БЭСМ-1 была создана серийная ЭВМ – М-20, которая серийно разрабатывалась с 1955 по 1958 год. На момент окончания разработки М-20 была самой быстрой ЭВМ в мире и имела 20000 оп./c. Всего было выпущено 64 машины.

БЭСМ-3М была сконструирована молодыми и талантливыми инженерами ИТМиВТ. Это был небольшой макет, который повторял структуру М-20 и стал в дальнейшем основой для серийной БЭСМ-4.

БЭСМ-4

Если бы не один мультфильм, то БЭСМ-4 можно было бы назвать просто хорошей ЭВМ. Она основывалась на элементной базе – транзисторах и имела хорошую производительность (до 40 000 операций в секунду). Тем не менее, IBM на тот момент выпускала более достойные образцы.

БЭСМ-4 полностью унаследовала архитектуру М-20 и имела ОЗУ – 4156 разрядных слова. Машина серийно производилась с 1965 года, всего было выпущено 30 экземпляров. Для БЭСМ-4 существовало не менее 3 разных компиляторов с языка Алгол-60, компилятор Fortran.



Наверное, кто-то слышал о мультфильме «Кошечка». Он был совсем коротким, и в нем было показано перемещение силуэта кошки. Вся суть в том, что движение моделировалось системой дифференциальных уравнений второго порядка на БЭСМ-4. Кадры мультфильма создавались печатью символов БЭСМ-4 на бумаге с помощью АЦПУ-128. Поэтому можно с уверенностью сказать, что БЭСМ-4 имеет прямое отношение к созданию одного из первых роликов с использованием компьютерной анимации.

БЭСМ-6

Особое место в отечественном компьютеростроении безусловно занимает легендарная БЭСМ-6. Принципы, заложенные в ее структурную организацию актуальны до сих пор. Эти ЭВМ до сих пор используются в научно-исследовательских институтах для решения наиболее сложных и важных задач.

БЭСМ-6 была разработана группой инженеров под руководством С.А. Лебедева в 1965г., поступила в производство в 1968 году. Всего было выпущено 367 моделей. БЭСМ-6 – это первая суперЭВМ, сконструированная на элементной базе второго поколения.



Основной целью БЭСМ-6 являлось создание быстродействующей, относительно недорогой серийной машины, которая могла бы удовлетворять всем современным требованиям автоматизации и программирования. Как показывают результаты, задача была выполнена.

БЭСМ-6 имеет достойные технические показатели:

• быстродействие – около 1 млн. операций/с.;
• объем ОЗУ – от 32 до 128 тысяч слов;
• тактовая частота – 9 МГц;
• элементная база – 60 тыс. транзисторов;
• время умножения – 1,9 мкс;
• время деления – 4,9 мкс;
• время выполнения логических поразрядных операций – 0,5 мкс.

Для БЭСМ-6 существовало много реализаций популярных на то время языков программирования (для мониторной системы Дубна), таких как: Алгол, Фортран, Паскаль, АПЛ, Лисп, Плэнер и т.д. кодировка символов в БЭСМ-6 и система команд выглядит следующим образом.

На основе БЭСМ-6 были созданы известные компьютеры на интегральных микросхемах серии Эльбрус. Во второй половине 80-х была разработана 64-разрядная машина БЭСМ-6 (Эльбрус-Б), включающая собственную систему команд и два режима совместимости с БЭСМ.

На основе БЭСМ-6 был создан тестовый эмулятор.

Подводя итоги

Безусловно, серия ЭВМ БЭСМ послужила развитию советской компьютерной школы. Если посмотреть на историю, то можно сказать, что в 1950 – 1960 годах CCCР шла наравне с Америкой во всех планах, включая и компьтеризацию. БЭСМ были достойными конкурентами американским IBM, и кто знает, как могли повернуться события, если бы не роковая ошибка, допущенная в 1967 году правительством СССР. По мнению многих экспертов, именно тот год был переломным, после того как началась разработка серии ЕС ЭВМ.



Началось полное копирование западных технологий IBM. Так, во второй половине 80-х годов в Минске начался выпуск персональных ЕС ЭВМ (ЕС-1840, ЕС-45 и 55) на процессорах, подобных Intel. Однако технология производства микропроцессоров не позволила пойти дальше уровня Intel 286. После этого пошла на спад советская компьютерная индустрия. Были закрыты многие заводы, и разогнаны коллективы ученых. Но историю не изменишь, и в настоящее время БЭСМ очень ценится среди фанатов советских компьютеров.

Источник: geektimes.ru/company/ua-hosting/blog/244191/