Вклад отечественных ученых в развитие ЭВМ

В 1957 г. в ИНЭУМ  коллектив, руководимый М.А.Карцевым, начал разработку электронной управляющей машины М-4, одной из первых транзисторных машин, предназначенной для управления в реальном масштабе времени комплексом радиолокационных станций (РЛС), который создавал Радиотехнический институт АН СССР (академик А.Л.Минц). В 1958 г. были разработаны эскизный и технический проект М-4, а в 1959 г. уже были изготовлены 2 комплекта М-4 на заводе. Испытания заводского образца М-4 на экспериментальном комплексе РЛС были проведены в 1962 г. Это была машина, впервые выполненная по ТЗ конкретного заказчика, что позволило принимать технические решения, соответствующие предполагаемым алгоритмам обработки информации. М-4 работала с 23-разрядными числами с фиксированной точкой (отрицательные числа представлялись в дополнительном коде), имела оперативную память емкостью 1024 24-разрядных числа и постоянную память программ емкостью 1280 30-разрядных чисел (использовалось разделение памяти программ и данных). Кроме того, она содержала узлы приема и выдачи информации с собственной буферной памятью и имела параллельный ввод/вывод информации по 14 каналам со скоростью более 6 тыс.чисел/сек. Реальное быстродействие М-4 составляло  30 тыс.оп/сек. (на операциях сложения). Решение о запуске М-4 в серийное производство состоялось в 1962 году. Но разработчики настояли на ее модернизации, имея в виду, что, благодаря прогрессу в электронной технике за 1957-62 гг., можно было резко улучшить ее характеристики и выпустить машину, на порядок более мощную, чем выпускавшиеся тогда в СССР. Модернизированная М4 (М4М) включала также новые узлы первичной обработки информации (устройство перекодирования, устройство определения координат), буферную память. В декабре 1964 года завод выпустил 5 машин М-4М, которые имели быстродействие 220 тыс. оп/сек на программах, записанных в постоянной памяти, и 110 тыс. оп/сек на программах, хранящихся в основной оперативной памяти. Емкость оперативной памяти составляла от 4096 до 16384 29-разрядных слов, а постоянной памяти - от 4096 до 8192 в инструкций и констант (также 29-разрядных). В таком виде М-4М выпускалась серийно 15 лет. Для нее была в 1968 г. разработана система внешних устройств для ввода, хранения, документирования, частичной обработки и выдачи информации внешним абонентам при одновременной асинхронной работе всех абонентских систем и устройств. 

Другой разработкой  ИНЭУМ, выполненной под руководством И.С.Брука, была управляющая машина М-7. Эта машина имела характеристики, относящие ее к другому классу по сравнению с М-4. М-7 предназначалась  для систем управления мощными теплоэнергетическими блоками электростанций ("котел-турбина-генератор"). Она выполняла функции поддержания нормальных режимов работы энергоблока путем их оптимизации на минимум расхода топлива, выдачи соответствующих уставок на регуляторы, а также сложные логические программы операций пуска и останова энергоблока, анализа сочетаний параметров работы энергоблока с целью обнаружения предаварийных ситуаций и отображения  необходимой информации для оператора энергоблока. Ориентация архитектуры машины на ожидаемые алгоритмы решения задач позволила выбрать технические решения, наилучшим образом отвечающие требованиям по надежности. М-7 была классической цифровой управляющей машиной последовательного действия с памятью на магнитном барабане и развитыми устройствами связи с объектом, обеспечивающими ввод аналоговых сигналов с преобразованием их в цифровую форму, а также дискретной информации от релейных датчиков. Она оперировала с 12-разрядными числами с фиксированной точкой. Сходные принципы построения были реализованы в машинах фирмы Librascope (США). Разработку М-7 и ее внедрение в 1966-69 годах на энергоблоках 200 Мвт Конаковской ГРЭС и 800 Мвт Славянской ГРЭС проводили группы Н.Н.Ленова и Н.В.Паутина. 

В 1958 году И.С.Брук начал разработку машины М-5. На начальной стадии работ в выборе архитектуры М-5 участвовал М.А.Карцев, а разработка была проведена коллективом во главе с В.В.Белынским. М-5 представляла собой мультипрограммную и многотерминальную ЭВМ, реализующую режимы как пакетной обработки, так и разделения времени. Ее структура базировалась на общей магистрали, связывающей центральный процессор, блоки оперативной памяти, устройства управления вводом-выводом и внешней памятью (игравшие роль каналов, характерных для машин третьего поколения). Была выделена адресная арифметика, обеспечивавшая выполнение операций над индексными регистрами и преобразование. М-5 оперировала с 37-разрядными числами с фиксированной и плавающей точкой. 37-разрядный формат одноадресных инструкций содержал поля адреса, ключей, индексов и кода операций. Была обеспечена возможность страничной организации памяти. Машина М-5, реализованная на транзисторных элементах и ферритовой памяти (т.е. на технической базе ЭВМ второго поколения), по своей архитектуре во многом была предшественницей ЭВМ третьего поколения. Она была изготовлена Минским заводом им. С.Орджоникидзе в одном экземпляре в 1961 году и, к сожалению, не получила дальнейшего развития по причинам не технического, а организационного характера. 

Учет рекомендаций И.С.Брука позволил ИНЭУМ и Киевскому заводу ВУМ создать в начале 70-х годов ЭВМ М-4030 и М400, а затем СМ4, по характеристикам близкие к ЭВМ, доминировавшим в то время на мировом рынке.

5. Вклад в создание ЭВМ  Виктора Михайловича Глушкова (1923-1982)

В.М.Глушков  
 

Работы В.М. Глушкова составили тот теоретический фундамент, на основе которого в Киеве были разработаны новые принципы построения ЭВМ. Эти новые принципы построения ЭВМ развитой архитектурой и повышенным уровнем "интеллектуальности" были воплощены в известных в свое время машинах КИЕВ, ДНЕПР-2 и серии машин МИР. Машины серии МИР предвосхитили многие черты персональных ЭВМ, появившихся много позже. О большинстве разработок, выполненных по идеям В. М. Глушкова. можно сказать, что они были выполнены впервые. Среди них — дистанционное компьютерное управление конвертерным цехом металлургического завода и химическим производством, оптимальный раскрой стальных листов на судостроительных верфях, автоматизированное управление целыми промышленными предприятиями. Виктору Михайловичу принадлежит приоритет в выдвижении идеи однократного ввода данных в системы обработки информации и информационные системы. Эта идея лежит в основе метода "безбумажной технологии", когда исключается необходимость в многочисленном потоке документов, подготавливаемых вручную, что приводит ко всякого рода ошибкам, припискам, искажениям. Информация, циркулирующая в сетях передачи данных, хранящаяся в базах данных и знаний, оказывается куда более защищенной от искажений и утайки, чем та, которая циркулирует в обычном документообороте. Глушков верил, что эра "безбумажной технологии" наступит очень быстро. И его прогноз постепенно становится реальностью.

В 1958 г. под руководством В. М. Глушкова в Институте кибернетики  АН Украины была создана вычислительная машина ''Киев'', имевшая производительность 6 - 10 тыс. операций в секунду. ЭВМ ''Киев'' впервые в нашей стране использовалась для дистанционного управления технологическими процессами. 
 
 

В 1960 г. создают  первую в СССР полупроводниковой  управляющей машины широкого назначения Днепр, руководители проекта - В.М.Глушков и Б.Н.Малиновский. ЭВМ включала аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи. Выпускалась на протяжении 10 лет.  

В 1961 г. В.М.Глушков  разработал теорию цифровых автоматов  и высказал идею мозгоподобных структур ЭВМ. Применение впервые в СССР микропрограммного управления в ЭВМ Тетива, использующей только прямые коды операндов, руководитель проекта - Н.Я.Матюхин. ЭВМ Тетива использовалась для систем ПВО. Разработан язык программирования Альфа, являющийся расширением Алгола-60 и содержащий ряд важных новшеств: инициирование переменных, введение многомерных значений и операций над ними, что позднее было повторено в Алголе-68, ПЛ/1, Аде. Руководитель разработки - А.П.Ершов.

6. Вклад в развитие ЭВМ Андрея Петровича Ершова (1931-1988).

А.П.Ершов  

Андрей Петрович Ершов - один из зачинателей теоретического и системного программирования, создатель Сибирской школы информатики. Его существенный вклад в становление информатики как новой отрасли науки и нового феномена общественной жизни широко признан в нашей стране и за рубежом.

Фундаментальные исследования А.П.Ершова в области  схем программ и теории компиляции оказали заметное влияние на его  многочисленных учеников и последователей. Книга А.П.Ершова "Программирующая программа для электронной вычислительной машины БЭСМ" была одной из первых в мире монографий по автоматизации программирования.

За существенный вклад в теорию смешанных вычислений А.П.Ершов был удостоен премии имени  академика А.Н.Крылова.

Язык программирования АЛЬФА и оптимизирующий Альфа-транслятор, первая советская система разделения времени АИСТ-0, система учебной  информатики Школьница, система  подготовки печатных изданий Рубин, многопроцессорная рабочая станция  МРАМОР - все эти проекты были инициированы А.П.Ершовым и выполнялись под его руководством.  

Благодаря уникальным способностям научного предвидения  А.П.Ершов одним первых в нашей  стране осознал ключевую роль вычислительной техники в прогрессе науки  и общества.

Его блестящие идеи заложили основу для развития в России таких научных направлений, как параллельное программирование и искусственный интеллект. Более 20 лет тому назад он начал эксперименты по преподаванию программирования в средней школе, которые привели к введению курса информатики и вычислительной техники в средние школы страны и обогатили нас тезисом "программирование - вторая грамотность".

7. Оглавление.

8. Литература.

http://go-ga.by.ru/index.shtml

http://muk21-muz-cs.narod.ru/ist-rus.htm

http://www.adiodom.com/dom/articles/view/87ab9596f4914acb4b79ab6c76221503

http://agora.guru.ru/display.php?conf=Lebedev100&page=item001

http://www.bashedu.ru/konkurs/tarhov/russian/konstruk.htm