Mythen van de VS. De achterlijkheid van de Sovjet-computertechnologie

IN De MEPhI-machine gebruikte een hexadecimaal binair gecodeerd systeem voor het weergeven van getallen met een zwevende komma. Deze representatie verminderde de uitvoeringstijd van orderuitlijning en mantisse-normalisatieoperaties tijdens de uitvoering aanzienlijk rekenkundige bewerkingen.
R Het bitraster van het nummer bestond uit 42 cijfers: één cijfer is het orderteken, drie cijfers zijn de ordercode, één cijfer is het hekje, de overige 37 cijfers zijn de mantisse van het nummer. Om negatieve orders (opslag) weer te geven, wordt een aanvullende code aangenomen, en voor positieve orders en mantissen, ongeacht het teken, wordt een directe code aangenomen. Dit laatste werd gedaan om de bewerkingen van vermenigvuldigen en delen te vereenvoudigen.
A Het rijmapparaat (AU) van de machine was, volgens het principe van het uitvoeren van bewerkingen, serieel-parallel. De ontvangst van de initiële gegevens en de uitvoer van het resultaat werden opeenvolgend uitgevoerd, de uitvoering van de bewerking zelf werd parallel uitgevoerd. Deze keuze werd bepaald door het feit dat de eerste versie van RAM een magnetische trommel was. De AC omvatte drie registers en een opteller.
MET Het commandosysteem bevatte 66 commando's. Er werden twee soorten adressering gebruikt: adressering met drie adressen met de mogelijkheid tot wijziging en unicast-adressering. Het unicast-systeem maakte het mogelijk om in een modus met een accumulerende opteller en een AC te werken, en om commando's in een groepsmodus uit te voeren (commando's een bepaald aantal keren herhalen).
R het bitraster van het commando bevatte ook 42 bits. Onder hen: 3 bits tekens (voor automatische wijziging van het adres met behulp van een modifier), 6 bits van de bedieningscode, 11 bits per adres in een commando met drie adressen of 13 bits per adres in een unicast-commando. In het laatste geval werden 2 unicast-commando's in één woord geplaatst.
A Ritmetische en logische bewerkingen uitgevoerd in de besturingseenheid (in unicast- en drie-adresopdrachten):
toevoeging,
aftrekken,
aftrekken van modules,
vermenigvuldiging,
divisie,
logische toevoeging,
logische vermenigvuldiging,
vergelijking,
optelling over het gehele bitraster,
aftrekken over het gehele bitraster,
een hekje aan een bepaald nummer toekennen,
een heel onderdeel selecteren
toevoeging van bestellingen,
aftrekken van bestellingen,
logische verschuiving.

IN De MEPhI-computeropdrachtenset omvatte ook 6 voorwaardelijke en onvoorwaardelijke sprongopdrachten, invoeropdrachten, uitvoeropdrachten, schrijven naar RAM, stoppen en bewerkingen met een adresmodificator.
IN De MEPhI-computer hanteerde een semi-synchroon besturingsprincipe. Het besturingsapparaat wordt gemengd met een drijvende cyclus. De combinatie van centrale en lokale bedieningsapparaten was te wijten aan het feit dat de uitvoeringstijd van een aantal microoperaties (normalisatie, orderuitlijning, enz.) afhing van de codes van de originele nummers. De micro-operaties waarvan de tijd niet vaststaat, werden bestuurd door een lokaal controleapparaat. Hierdoor konden we de gemiddelde tijd voor het voltooien van operaties verkorten. De cyclus van het centrale apparaat varieerde van 1 tot 15 cycli, afhankelijk van de werking en de initiële aantallen. Om soortgelijke berekeningen uit te voeren met een groep verschillende nummers Het besturingsapparaat had een modus voor het automatisch wijzigen van adressen, waarvoor een speciaal 13-bit adreswijzigingsregister (modifier) ​​werd gebruikt.
E De MEPhI VM had geen besturingssysteem modern begrip. De controle over de machine tijdens de installatie, het toezicht op de juiste werking en het debuggen van het programma werden uitgevoerd via het bedieningspaneel. Een geheugensteuntje van de machine is op het consolepaneel gemonteerd en een indicatie van de AC-registers en verschillende componenten van het besturingsapparaat wordt weergegeven. Het was mogelijk om in de volgende modi te werken:
- enkele pulsmodus;
- bedrijfsmodus in cycli (reeks elementaire bewerkingen geassocieerd met een afzonderlijk apparaat);
- bedrijfsmodus voor operaties;
- automatische modus werk.
B Het was mogelijk om een ​​stop op een nummer of commandoadres te regelen. Standaardroutines werden op afzonderlijke ponsbanden opgeslagen.
N In de eerste fase van het maken en bedienen van de machine werd een magnetische trommel als RAM gebruikt. Door het gebruik van 6 blokken lees-schrijfkoppen werd de tijd die nodig was om toegang te krijgen tot de drum aanzienlijk verminderd. Bij het werken met een magnetische trommel voerde de MEPhI-computer tot 300 opdrachten met drie adressen per seconde uit.
IN Als informatiedrager voor de MEPhI-computer werd gebruik gemaakt van 5-sporen ponsband, die werd gebruikt in Teletype-telegraafmachines. Op ponsband werden getallen geschreven in het binair-decimale systeem. Standaard telegraafapparatuur werd gebruikt om de gegevens voor te bereiden:
- 2 primaire invoerapparaten - STA-telegraafapparaten, bestaande uit een STA-35-apparaat, uitgerust met automatiseringshulpstukken van het STAP-type, waaronder een puncher en een zender;
- reperforator voor het dupliceren van geponste tapes;
- inspecteur van de juistheid van het ponsen van ponsbanden.
MET De daadwerkelijke invoer-/uitvoerapparaten van de machine omvatten:
- twee snelle invoer-uitvoerapparaten, gemaakt in de vorm van autonome mechanismen die foto-elektrisch lezen van ponsband bevatten en een BP-20-machine voor afdrukken op hoge snelheid (afdruksnelheid - 20 cijfers / s). Het leesmechanisme en de BP-20-machine zijn ontwikkeld en vervaardigd bij EPM MEPhI. De foto-elektrische invoermethode vond plaats met een snelheid van 5040 woorden/min;
- elektromechanisch invoerpaneel waarop STA-apparaat is geïnstalleerd. Invoersnelheid - 28 woorden/min;
- I/O-rek waarop het invoerbesturingsapparaat is gemonteerd.
E VM "MEPhI" bevatte 1160 vacuüm buizen octale series (6N8S, 6P9, n5S, enz.) en enkele duizenden germaniumdiodes. Bewoonde oppervlakte - 100 m². M.

Ik draag groep 8-EVM-49 op aan mijn medestudenten.


4 december 1948 Het USSR State Committee for Inventions (toen nog het “State Committee of the USSR Council of Ministers for the Introduction of Advanced Technology into the National Economy” genoemd) registreerde de uitvinding van een digitale elektronische computer (CEVM) door B.I. Rameev en I.S. Brook 10475. Deze dag kan met recht als een verjaardag worden beschouwd. Sovjet-computers.

Computers kwamen veel later in ons leven; het zijn de kleinkinderen en achterkleinkinderen van die enorme computers die kilowatt elektriciteit verbruikten, enorme kamers in beslag namen en deze verwarmden, omdat ze op elektronische radiobuizen waren gebouwd. Het was de zogenaamde eerste generatie computers .


Beek, Isaac Semyonovitsj (1902 - 1974).

Sovjetwetenschapper op het gebied van elektrotechniek en computer technologie, corresponderend lid van de USSR Academie van Wetenschappen.

Aan het Energie-instituut van de USSR Academy of Sciences organiseerde hij het Laboratorium voor Elektrische Systemen, waar hij berekeningen uitvoerde van de modi van energiesystemen. Het is door hem gemaakt analoge computer .

Op basis van de resultaten van zijn werk ontving I.S. Bruk in 1936 de academische graad van kandidaat voor technische wetenschappen zonder een proefschrift te verdedigen, en in hetzelfde jaar verdedigde hij zijn proefschrift.

Tijdens de Grote Patriottische oorlog I.S. Brook deed onderzoek op het gebied van elektrische energietechniek en werkte ook aan luchtafweervuurleidingssystemen. Hij vond een gesynchroniseerd vliegtuigkanon uit dat door de propeller van een vliegtuig kon schieten.

Eerste generatie

De allereerste computers verschenen eind jaren 40 van de vorige eeuw, ze gebruikten vacuümvacuümbuizen (diodes en triodes) en relais, en de snelheid bedroeg gemiddeld 2-10 duizend rekenkundige (elementaire) bewerkingen per seconde. Deze computers hadden een lage betrouwbaarheid. De gegevensinvoer gebeurde handmatig vanaf een toetsenbord (plug-in- of drukknopschakelaars), of met behulp van ponsbanden of ponskaarten, en het programmeren werd uitgevoerd in machinecodes.

Tweede generatie

De tweede generatie begon met de RCA-501-computer, die in 1959 in de VS werd gemaakt met behulp van halfgeleiders. Halfgeleiders, die de vacuümbuizen vervingen, maakten het mogelijk om de betrouwbaarheid van de computer dramatisch te vergroten, het energieverbruik te verminderen en de prestaties aanzienlijk te verbeteren - tot wel een miljoen bewerkingen per seconde. Dit heeft bijgedragen aan de verspreiding van het toepassingsgebied van computers voor het oplossen van plannings- en economische problemen, het beheren van productieprocessen (bijvoorbeeld het beheren van de elektriciteitscentrale van het Shchekino State District), in de ruimtevaartindustrie en andere taken.

Rameev, Bashir Iskandarovich (1918 - 1994).

Sovjetwetenschapper-uitvinder, ontwikkelaar van de eerste Sovjetcomputers (Strela, Ural-1). Doctor in de Technische Wetenschappen, laureaat van de Stalinprijs.

Begin 1947, terwijl hij naar BBC-programma's luisterde, hoorde B. Rameev over de ENIAC-computer die in de VS was gemaakt, en hij wilde graag computers gaan maken. Academicus A.I. Berg, onder wiens leiding hij werkte, beval hem aan bij corresponderend lid van de USSR Academy of Sciences I.S. Brook, en in mei 1948 werd hij aangenomen als ontwerpingenieur bij het Laboratory of Electrical Systems van het Energy Institute van de USSR Academy of Sciences, en drie maanden later presenteerden Brook en Rameev het eerste project in de USSR, “Automatic Digital Electronic Machine ”.

Tot de vele ontwikkelingen van Rameev behoren de Strela-computer en de Ural-computerserie.

BI. Rameev had geen hogere opleiding, wat hem er niet van weerhield niet alleen hoofdingenieur en adjunct-directeur van wetenschappelijk werk Penza Research Institute of Mathematical Machines (nu JSC NPP Rubin), maar ook om doctor in de technische wetenschappen te worden zonder een proefschrift te verdedigen.

De verdeling van computers in groot (BESM-4, BESM-6), middelgroot (Minsk-2, Minsk-22, Minsk-32) en klein (Nairi, Promin, Mir) was duidelijker zichtbaar.

In de regel werden ferrietkernen gebruikt als Random Access Memory (RAM), in de Minsk-2-computer was het bijvoorbeeld een "magnetische kubus" totale volume 4096 binaire cijfers (bits). Voor lange termijn geheugen Er werd gebruik gemaakt van magneetbanden, ponsbanden en ponskaarten.

Het programmeren heeft aanzienlijke veranderingen ondergaan: eerst verschenen autocodes en assemblers algoritmische talen programmering Fortran (1957), ALGOL-60, COBOL en anderen.

In de Sovjet-Unie waren dit de hoogtijdagen van de computertechnologie. De VVM’s werden tentoongesteld bij VDNKh, waar een speciaal paviljoen voor hen werd gebouwd. Middelgrote en kleine computers werden geleverd aan computercentra (computercentra) van ministeries, onderzoeksinstituten, grote fabrieken en onderwijsinstellingen.

Derde generatie

Geïntegreerde schakelingen (IC's) hebben geleid tot de derde generatie computers, waardoor hun omvang en energieverbruik aanzienlijk zijn verminderd.

Software is veel krachtiger geworden, er zijn nieuwe talen en programmeersystemen verschenen. Er verschenen applicatiesoftwarepakketten (APP). voor verschillende doeleinden, ontwerpautomatiseringssystemen (CAD) en databasebeheersystemen (DBMS).

Lebedev, Sergej Alekseevitsj (1902 - 1974).

Oprichter van computertechnologie in de USSR, directeur van IT&VT, academicus van de USSR Academy of Sciences en de Oekraïense Academie van Wetenschappen, Held van de Socialistische Arbeid. Laureaat van de Stalin-, Lenin- en Staatsprijzen.

Onder zijn leiding werden 15 soorten computers gemaakt, te beginnen met buiscomputers (BESM-1, BESM-2, M-20) en eindigend met moderne supercomputers gebaseerd op geïntegreerde schakelingen Oh. De Elbrus-supercomputer is de laatste machine waarvan de fundamentele voorzieningen door hem zijn ontwikkeld.

Academicus S.A. Lebedev was fel gekant tegen het kopiëren van het Amerikaanse IBM 360-systeem, dat in de Sovjetversie de ES Computer werd genoemd.

Sinds die tijd is de Sovjet-Unie helaas steeds verder achterop geraakt bij de westerse landen wat betreft de ontwikkeling van computertechnologie.

Vierde generatie

De computertechnologie van de vierde generatie is gebaseerd op grootschalige (LSI) en zeer grootschalige (VLSI) geïntegreerde schakelingen. De opkomst van LSI maakte het mogelijk om te creëren verwerker voor algemeen gebruik op één chip (microprocessor).

De eerste microprocessor Intel-4004 werd gemaakt in 1971, en in 1974 de Intel-8080, de eerste universele microprocessor, die de standaard werd voor microcomputertechnologie en de basis voor de creatie van de eerste personal computers (pc's).

In 1981 begon IBM met de productie van de populaire series personal computers IBM PC/XT/AT en PS/2, en vervolgens IBM/360 en IBM/370, waarbij veel aandacht werd besteed aan unificatie en geavanceerde software.

Gebaseerd op het project van een automatische digitale computer van B.I Rameev en I.S. Bruk (certificaat 10475, zie hierboven), vaardigde het presidium van de USSR Academy of Sciences op 22 april 1950 een resolutie uit om te beginnen met de ontwikkeling van de M-1-machine. . Ontwikkeling, montage en inbedrijfstelling vonden plaats in het laboratorium voor elektrische systemen van het vernoemde Energie Instituut van de USSR Academy of Sciences. Krzjizjanovski.

Al in de zomer van 1951 kon de M-1 elementaire rekenkundige bewerkingen uitvoeren, en in januari 1952 begon het proefbedrijf.

De eerste problemen op de M-1 werden opgelost door S.L. Sobolev, plaatsvervangend academicus I.V. Kurchatov voor wetenschappelijk werk voor onderzoek op het gebied van kernfysica.

"M-1" is gemaakt in één exemplaar.

Er werden 730 vacuümbuizen gebruikt, evenals Duitse cuprox-gelijkrichters die na de oorlog als herstelbetalingen waren verkregen, waardoor het aantal buizen aanzienlijk kon worden verminderd.

Het nummersysteem is binair, 25 bits in een machinewoord, het commandosysteem bestaat uit twee adressen.

De prestaties bedragen ongeveer 15-20 rekenkundige bewerkingen per seconde op woorden van 25 bits.

RAM is ontworpen voor 512 getallen van 25 bits: 256 op een magnetische trommel (“langzaam” geheugen) en 256 op elektrostatische buizen (“snel” geheugen)

Stroomverbruik: 8 kW. Bewoonde oppervlakte: “M-1” zelf - 4 m², en rekening houdend met onderhoud - ongeveer 15 m².

Structureel is "M-1" gemaakt de vorm van drie rekken (zonder beschermende kasten), waarin zich bevonden: een machinebesturingsapparaat, een rekeneenheid en opslagapparaten. Informatie-invoer- en uitvoerapparaten (fotozender voor invoer van ponsband en teletype) bevonden zich op een aparte tafel.

MESM

Bijna parallel met de ontwikkeling en assemblage van de M-1 werd MESM (Small Electronic Computing Machine) in Kiev geboren. Het woord ‘klein’ in de naam verscheen later in plaats van het woord ‘model’.

Wanneer S.A. Lebedev werd verkozen tot volwaardig lid van de Academie van Wetenschappen van de Oekraïense SSR. Hij verhuisde naar Kiev en werd directeur van het Instituut voor Elektrotechniek van de Academie van Wetenschappen van de Oekraïense SSR, waar hij ook leiding begon te geven aan het laboratorium voor modellering en computer technologie. Volgens het idee van Lebedev begon daar eind 1948 de oprichting van MESM. modellen de toekomstige grote elektronische computermachine (BESM). Maar nadat positieve resultaten waren behaald, werd besloten het model te voltooien tot een volwaardige machine die echte problemen kan oplossen.

De ontwikkeling, assemblage en inbedrijfstelling van MESM werd in een sneller tempo uitgevoerd dan M-1, daarom wordt MESM beschouwd als de eerste elektronische computer in de USSR en continentaal Europa.

In de Sovjet-Unie waren destijds de enige werkende computers M-1 En MESM.

MESM functioneerde tot 1957, waarna het voor educatieve doeleinden werd overgedragen aan de KPI. Zoals academicus Boris Malinovsky zich herinnerde: “De auto werd in stukken gesneden, er werden een aantal stands georganiseerd en vervolgens... weggegooid.”

Overigens is zo’n barbaarse houding tegenover de eigen geschiedenis niet de enige. Aan het einde van de jaren zestig merkte de auteur persoonlijk op hoe ze bij het Moskouse Forestry Engineering Institute bitter ‘trots’ waren op computerblokken die stof verzamelden op de tussenverdieping: ‘Deze machine lanceerde Gagarin.’

Pijl

Deze computer is ontwikkeld in Moskou SKB-245 (sinds 1958 is het het Onderzoeksinstituut voor Elektronische Wiskundige Machines - NIEM, sinds 1968 - NICEVT). De hoofdontwerper was Yu.Ya. Bazilevsky, en zijn assistent was B.I. Rameev.

Van 1953 tot 1956 werd een serie van zeven auto's geproduceerd. in de fabriek van reken- en analysemachines in Moskou (fabriek "SAM"). Op de afdeling werd de eerste computer "Strela" geïnstalleerd toegepaste wiskunde Steklov Mathematisch Instituut (Mathematisch Instituut van de USSR Academie van Wetenschappen), waar het onder meer werd opgelost. ballistische problemen ter voorbereiding op de lancering van de eerste aardesatelliet, andere werden geïnstalleerd aan de Staatsuniversiteit van Moskou, in het computercentrum van de USSR Academie van Wetenschappen, in de computercentra van verschillende ministeries, waaronder. MO.

De Strela gebruikte 6.200 vacuümbuizen en 60.000 halfgeleiderdiodes.

Het RAM-geheugen bestond uit 2048 getallen (woorden) van 43 binaire bits, waarop voortgebouwd werd kathodestraalbuizen.

Geheugen: ROM op halfgeleiderdiodes, waar subroutines en constanten werden opgeslagen, en extern geheugen van twee magneetbanddrives.

De snelheid van de machine is 2000 op/s.

De ontwikkelaars van de Strela ontvingen in 1954 de Stalin-prijs en de hoofdontwerper van de machine, Yu.Ya. Bazilevsky kreeg de titel Held van de Socialistische Arbeid.

Oeral-1

Het werd beschouwd als een kleine computer en was bedoeld om technische, technische en economische problemen op te lossen.

Het werd ontwikkeld in 1954-55 bij SKB-245 onder leiding van hoofdontwerper B.I. Rameev, en was de volgende stap na de Strela-computer.

Het eerste monster werd in 1955 gemaakt in de SAM-fabriek in Moskou en de aanpassing werd uitgevoerd in de SKB-245. Maar zonder de aanpassing van het eerste monster te voltooien, werd het naar de Penza-vestiging (het toekomstige Penza Research Institute of Mathematical Machines) gestuurd om de massaproductie te organiseren. Daar werden van 1957 tot 1961 183 auto's geproduceerd.

De Ural-computer werd gebruikt bij de productie, in computercentra van verschillende onderzoeksinstituten en ontwerpbureaus. Een van de Ural-computers werd op de Bajkonoer-cosmodrome gebruikt om raketvluchttrajecten te berekenen. Op de foto: computer "Ural" in het Polytechnisch Museum.

BESM-1

Wanneer S.A. Lebedev voltooide het belangrijkste werk aan MESM, hij verhuisde naar het Moskouse Instituut voor Precisiemechanica en Computertechnologie (ITM en VT), waar hij een speciaal laboratorium oprichtte voor de ontwikkeling van BESM.

"BESM-1" werd echter in 1953 in dienst genomen daadwerkelijk gebruik begon al in 1952. De snelheid was 8-10 duizend op/s.

Structureel was de machine gebouwd op cellen met twee en vier buizen (triggers, kleppen, versterkers, enz.). In totaal had BESM-1 ongeveer 5.000 elektronische buizen.

Informatie werd in de machine ingevoerd met behulp van een fototransmitter van ponsband. De resultaten werden met een snelheid van maximaal 20 cijfers per seconde naar een elektromechanisch afdrukapparaat verzonden.

Het externe geheugen bestond uit magnetische drumdrives (2 drums van elk 5120 woorden) en magnetische banddrives (4 drums van elk 30.000 woorden).

"BESM-1" verbruikte een vermogen van ongeveer 35 kW en besloeg een oppervlakte van maximaal 100 m².

Tijdens het werk werd de machine voortdurend verbeterd. In 1953 werden voor RAM elektro-akoestische kwikbuizen (1024 woorden) gebruikt, die een lage snelheid leverden (gemiddeld duizend op / s). Begin 1955 maakte RAM op potentiaalscopen (kathodestraalbuizen) het mogelijk om de snelheid te verhogen tot 10.000 op/s, en in 1957 verdubbelde RAM op ferrietkernen het geheugen (2047 woorden).

Voor de BESM-1-machine is een systeem van besturingstaken (tests) ontwikkeld om snel fouten in de machine op te sporen, evenals een systeem van preventieve tests om mogelijke storingen. Later werd dit verplicht voor seriële computers.

Het eerste probleem dat bij BESM-1 werd opgelost, was de berekening van de optimale helling van het hydraulische kanaal, dat op dat moment van groot economisch belang was. Bij het oplossen van dit probleem werden de parameters van de bodemstroombaarheid, kanaaldiepte en enkele andere ingesteld. vervolgens zijn er verschillende problemen mee opgelost, incl. de banen van 700 kleine planeten zijn berekend zonnestelsel werden er omslachtige geodetische berekeningen uitgevoerd, enz.

"BESM-1" werd in één exemplaar vervaardigd, de aangepaste versie heette al "BESM-2". Vervolgens werd het woord “groot” in de naam van de machine terecht vervangen door het woord “hoge snelheid”. "BESM-1" was de eerste binnenlandse hogesnelheidsmachine (8-10.000 bewerkingen per seconde), de snelste in Europa, de tweede na de Amerikaanse IBM 701.

Een belangrijk onderdeel van een computer is het externe geheugen. De uitvinders en ontwerpers van de eerste computers probeerden van alles, maar magneetbanden, ponskaarten en ponspapierbanden werden enkele decennia lang de basis van het externe geheugen.

Op beginstadium Tijdens zijn ontwikkeling hield het domein van de computerontwikkeling in de USSR gelijke tred met de mondiale trends. De geschiedenis van de ontwikkeling van Sovjetcomputers tot 1980 zal in dit artikel worden besproken.

Computerachtergrond

In de moderne omgangstaal – en ook in de wetenschap – wordt de uitdrukking ‘elektronische computer’ overal veranderd in het woord ‘computer’. In theorie is dit niet helemaal waar: computerberekeningen zijn mogelijk niet gebaseerd op het gebruik van elektronische apparaten. Historisch gezien zijn computers echter het belangrijkste hulpmiddel geworden voor het uitvoeren van operaties met grote hoeveelheden numerieke gegevens. En aangezien alleen wiskundigen aan de verbetering ervan werkten, begonnen alle soorten informatie te worden gecodeerd met numerieke 'cijfers', en computers die handig waren voor de verwerking ervan veranderden van wetenschappelijke en militaire exoten in universele, wijdverbreide technologie.

De technische basis voor het maken van elektronische computers werd tijdens de Tweede Wereldoorlog in Duitsland gelegd. Daar werden prototypes van moderne computers gebruikt voor encryptie. In Groot-Brittannië werd in dezelfde jaren, door de gezamenlijke inspanningen van spionnen en wetenschappers, een soortgelijke decoderingsmachine ontworpen: Colossus. Formeel zijn noch Duitse, noch Britse apparaten elektronisch computers kan niet worden beschouwd, maar eerder elektronisch-mechanisch - de bewerkingen werden uitgevoerd door schakelrelais en roterende tandwielrotoren.

Na het einde van de oorlog vielen de nazi-ontwikkelingen in handen van de Sovjet-Unie en vooral de Verenigde Staten. De wetenschappelijke gemeenschap die destijds ontstond, onderscheidde zich door haar sterke afhankelijkheid van ‘hun’ toestanden, maar wat nog belangrijker was, door een hoog niveau van inzicht en hard werken. Toonaangevende specialisten uit verschillende vakgebieden raakten meteen geïnteresseerd in de mogelijkheden van elektronische computertechnologie. En regeringen waren het erover eens dat apparaten voor snelle, nauwkeurige en complexe berekeningen veelbelovend waren, en trokken geld uit voor gerelateerd onderzoek. In de VS voerden ze voor en tijdens de oorlog hun eigen cybernetische ontwikkelingen door - de niet-programmeerbare, maar volledig elektronische (zonder mechanische componenten) Atanasov-Berry-computer (ABC), evenals de elektromechanische, maar programmeerbare voor verschillende taken , ENIAC. Hun modernisering, rekening houdend met het werk van Europese (Duitse en Britse) wetenschappers, leidde tot de opkomst van de eerste 'echte' computers. Tegelijkertijd (in 1947) werd in Kiev het Instituut voor Elektrotechniek van de Academie van Wetenschappen van de Oekraïense SSR opgericht, onder leiding van Sergei Lebedev, een elektrotechnisch ingenieur en de grondlegger van de Sovjet-informatica. Een jaar na de oprichting van het instituut opende Lebedev onder zijn dak een laboratorium voor modellering en computertechnologie, waarin de beste computers van de Unie de komende decennia werden ontwikkeld.


ENIAC

Principes van de eerste generatie computers

In de jaren veertig kwam de beroemde wiskundige John von Neumann tot de conclusie dat computers, waarin programma's letterlijk handmatig worden ingesteld door het verwisselen van hendels en draden, te complex zijn voor praktisch gebruik. Het creëert het concept dat uitvoerbare codes op dezelfde manier in het geheugen worden opgeslagen als verwerkte gegevens. De scheiding van het processorgedeelte van het gegevensopslagapparaat en een fundamenteel identieke benadering van het opslaan van programma's en informatie werden de hoekstenen van de von Neumann-architectuur. Deze computerarchitectuur is nog steeds de meest voorkomende. Vanaf de eerste apparaten die op de von Neumann-architectuur zijn gebouwd, worden generaties computers geteld.

Gelijktijdig met de formulering van de postulaten van Von Neumanns architectuur begon het wijdverbreide gebruik van vacuümbuizen in de elektrotechniek. Alleen zij maken het op dat moment mogelijk om de automatisering van de berekeningen die aangeboden worden door nieuwe architectuur, aangezien de responstijd van vacuümbuizen extreem kort is. Elke lamp had echter een aparte voedingsdraad nodig voor de werking. Bovendien legde het fysieke proces waarop de werking van vacuümlampen is gebaseerd - thermionische emissie - beperkingen op aan hun miniaturisatie. Als gevolg hiervan verbruikten computers van de eerste generatie honderden kilowatts energie en namen ze tientallen kubieke meters ruimte in beslag.

In 1948 diende Sergei Lebedev, die in zijn leidinggevende functie niet alleen bezig was met administratief werk, maar ook met wetenschappelijk werk, een memorandum in bij de USSR Academy of Sciences. Er werd gesproken over de noodzaak om zo snel mogelijk uw eigen elektronische computer te ontwikkelen, zowel voor praktisch gebruik als ter wille van de wetenschappelijke vooruitgang. De ontwikkeling van deze machine werd volledig vanaf nul uitgevoerd - Lebedev en zijn medewerkers hadden geen informatie over de experimenten van hun westerse collega's. In twee jaar tijd werd de machine ontworpen en geassembleerd - voor deze doeleinden kreeg het instituut in de buurt van Kiev, in Feofania, een gebouw dat voorheen tot een klooster behoorde. In 1950 maakte een computer genaamd (MESM) de eerste berekeningen: het vinden van de wortels differentiaalvergelijking. In 1951 accepteerde de inspectie van de Academie van Wetenschappen, onder leiding van Keldysh, MESM in gebruik. De MESM bestond uit 6.000 vacuümbuizen, voerde 3.000 handelingen per seconde uit, verbruikte iets minder dan 25 kW aan energie en besloeg 60 vierkante meter. Het had een complex commandosysteem met drie adressen en las niet alleen gegevens van ponskaarten, maar ook van magneetbanden.

Terwijl Lebedev zijn auto bouwde in Kiev, werd in Moskou zijn eigen groep elektrotechnici gevormd. Elektrotechnisch ingenieur Isaac Brook en uitvinder Bashir Rameev, beiden medewerkers van het vernoemde Energy Institute. Krzhizhanovsky dienden in 1948 een aanvraag in bij het octrooibureau om hun eigen computerproject te registreren. In 1950 kreeg Rameev de leiding over een speciaal laboratorium, waar letterlijk binnen een jaar de M-1-computer werd geassembleerd - een computer die aanzienlijk minder krachtig was dan de MESM (er werden slechts 20 bewerkingen per seconde uitgevoerd), maar ook kleiner van formaat ( ongeveer 5 vierkante meter). 730 lampen verbruikten 8 kW energie.


In tegenstelling tot MESM, dat voornamelijk voor militaire en industriële doeleinden werd gebruikt, werd de rekentijd van de M-serie toegewezen aan zowel nucleaire wetenschappers als de organisatoren van een experimenteel schaaktoernooi tussen computers. In 1952 verscheen de M-2, waarvan de productiviteit honderd keer toenam, maar het aantal lampen slechts verdubbelde. Dit werd bereikt door het actieve gebruik van besturingshalfgeleiderdiodes. Het energieverbruik nam toe tot 29 kW, oppervlakte - tot 22 vierkante meter. Ondanks het duidelijke succes van het project, werd de computer niet in massaproductie gebracht - deze prijs ging naar een andere cybernetische creatie gemaakt met de steun van Rameev - "Strela".

De Strela-computer werd gemaakt in Moskou, onder leiding van Yuri Bazilevsky. Het eerste exemplaar van het apparaat werd in 1953 voltooid. Net als de M-1 gebruikte de Strela kathodestraalbuisgeheugen (MESM gebruikte triggercellen). "Strela" bleek het meest succesvolle van deze drie projecten, omdat ze erin slaagden het in productie te nemen - de Moskouse Fabriek voor Computer- en Analytische Machines nam de assemblage over. Gedurende drie jaar (1953-1956) werden zeven Strels geproduceerd, die vervolgens naar de Staatsuniversiteit van Moskou, naar de computercentra van de USSR Academie van Wetenschappen en verschillende ministeries werden gestuurd.

In veel opzichten was Strela slechter dan de M-2. Het voerde dezelfde 2000 bewerkingen per seconde uit, maar het gebruikte 6200 lampen en meer dan 60.000 diodes, wat in totaal 300 vierkante meter bezette ruimte en ongeveer 150 kW stroomverbruik opleverde. De M-2 liep vertraging op: zijn voorganger presteerde niet goed en tegen de tijd dat hij in gebruik werd genomen, was de definitieve versie van Strela al in productie genomen.

M-3 was opnieuw een "uitgeklede" versie - de computer voerde 30 bewerkingen per seconde uit, bestond uit 774 lampen en verbruikte 10 kW energie. Maar deze machine besloeg slechts 3 m², waardoor hij in massaproductie ging (er werden 16 computers geassembleerd). In 1960 werd de M-3 aangepast en werd de productiviteit verhoogd tot 1000 operaties per seconde. Op basis van M-3 werden in Yerevan en Minsk nieuwe computers "Aragats", "Hrazdan", "Minsk" ontwikkeld. Deze ‘perifere’ projecten, die parallel liepen met de leidende programma’s in Moskou en Kiev, bereikten pas later serieuze resultaten, na de overgang naar de transistortechnologie.


In 1950 werd Lebedev overgeplaatst naar Moskou, naar het Instituut voor Precisiemechanica en Computerwetenschappen. Daar werd in twee jaar tijd een computer ontworpen, waarvan MESM ooit werd overwogen. De nieuwe machine heette BESM - Grote Elektronische Rekenmachine. Dit project markeerde het begin van de meest succesvolle serie Sovjetcomputers.

BESM, dat in nog eens drie jaar werd verfijnd, onderscheidde zich door zijn uitstekende prestaties voor die tijd: tot 10.000 bewerkingen per minuut. In dit geval werden slechts 5000 lampen gebruikt en was het stroomverbruik 35 kW. BESM was de eerste Sovjet-computer met een “breed profiel” – het was aanvankelijk bedoeld om aan wetenschappers en ingenieurs te worden verstrekt om hun berekeningen uit te voeren.

BESM-2 is ontwikkeld voor massaproductie. Het aantal bewerkingen per seconde werd verhoogd tot 20.000, RAM werd, na het testen van CRT's en kwikbuizen, geïmplementeerd op ferrietkernen (de volgende 20 jaar werd dit type RAM de leidende). De productie begon in 1958 en binnen vier jaar vanaf de assemblagelijnen van de vernoemde fabriek. Volodarsky produceerde 67 van dergelijke computers. BESM-2 begon met de ontwikkeling van militaire computers die luchtverdedigingssystemen bestuurden: M-40 en M-50. Als onderdeel van deze wijzigingen werd de eerste Sovjetcomputer van de tweede generatie, 5E92b, geassembleerd en was het verdere lot van de BESM-serie al verbonden met transistors.


Sinds 1955 ‘verhuisde’ Rameev naar Penza om een ​​andere computer te ontwikkelen, de goedkopere en meer wijdverspreide ‘Ural-1’. Deze computer, bestaande uit duizend lampen en verbruikte tot 10 kW aan energie, besloeg ongeveer honderd vierkante meter en kostte veel minder dan de krachtige BESM. Ural-1 werd geproduceerd tot 1961; er werden in totaal 183 computers geproduceerd. Ze werden geïnstalleerd in computercentra en ontwerpbureaus over de hele wereld, met name in het vluchtcontrolecentrum van de Baikonur-cosmodrome. "Ural 2-4" waren ook computers gebaseerd op vacuümbuizen, maar ze gebruikten al ferriet-RAM, voerden enkele duizenden bewerkingen per seconde uit en besloegen 200-400 vierkante meter.

De Staatsuniversiteit van Moskou ontwikkelde haar eigen computer, "Setun". Het ging ook in massaproductie - 46 van dergelijke computers werden geproduceerd in de Kazan Computer Plant. Ze zijn ontworpen door wiskundige Sobolev samen met ontwerper Nikolai Brusentsov. "Setun" - een computer gebaseerd op ternaire logica; in 1959, enkele jaren vóór de massale overgang naar transistorcomputers, voerde deze computer met zijn twee dozijn vacuümbuizen 4.500 bewerkingen per seconde uit en verbruikte hij 2,5 kW elektriciteit. Voor dit doel werden ferrietdiodecellen gebruikt, die de Sovjet-elektrotechnisch ingenieur Lev Gutenmacher in 1954 testte bij de ontwikkeling van zijn lamploze elektronische computer LEM-1. “Setuni” functioneerde met succes in verschillende instellingen van de USSR, maar de toekomst lag in onderling compatibele computers, wat betekent dat ze gebaseerd waren op dezelfde binaire logica. Bovendien ontving de wereld transistors, die vacuümbuizen uit elektrische laboratoria verwijderden.


Amerikaanse computer van de eerste generatie

De seriële productie van computers in de VS begon eerder dan in de USSR - in 1951. Het was UNIVAC I, een commerciële computer die meer ontworpen was voor statistische verwerking. De prestaties waren ongeveer dezelfde als die van Sovjet-ontwerpen: het gebruikte 5.200 vacuümbuizen, voerde 1.900 handelingen per seconde uit en verbruikte 125 kW aan energie.

Maar wetenschappelijke en militaire computers waren veel krachtiger (en groter). De ontwikkeling van de Whirlwind-computer begon al vóór de Tweede Wereldoorlog en het doel ervan was niets minder dan het trainen van piloten in luchtvaartsimulators. Uiteraard was dit in de eerste helft van de 20e eeuw een onrealistisch doel, dus de oorlog ging voorbij en Whirlwind werd nooit gebouwd. Maar toen begon de Koude Oorlog en stelden ontwikkelaars van het Massachusetts Institute of Technology voor om terug te keren naar het grootse idee.

In 1953 (hetzelfde jaar dat de M-2 en Strela werden uitgebracht) werd Whirlwind voltooid. Deze computer voerde 75.000 handelingen per seconde uit en bestond uit 50.000 vacuümbuizen. Het energieverbruik bereikte enkele megawatt. Tijdens het proces van het maken van computers, apparaten voor ferrietgegevensopslag, willekeurig toegankelijk geheugen op kathodestraalbuizen en zoiets als een primitief GUI. In de praktijk had de Whirlwind nooit enig nut: hij werd gemoderniseerd om bommenwerpers te onderscheppen, en tegen de tijd dat hij in gebruik werd genomen, was het luchtruim al onder controle van intercontinentale raketten gekomen.

De nutteloosheid van Whirlwind voor het leger maakte geen einde aan dergelijke computers. De makers van de computer hebben de belangrijkste ontwikkelingen overgedragen aan IBM. In 1954 werd op basis daarvan de IBM 701 ontworpen - de eerste seriële computer van dit bedrijf, die hem dertig jaar lang leiderschap op de computermarkt bezorgde. De kenmerken waren volledig vergelijkbaar met Whirlwind. De snelheid van Amerikaanse computers was dus hoger dan die van Sovjet-computers, en er werden eerder veel ontwerpoplossingen gevonden. Toegegeven, dit betrof eerder het gebruik fysieke processen en verschijnselen - architectonisch gezien waren de computers van de Unie vaak perfecter. Misschien omdat Lebedev en zijn volgelingen de principes van het bouwen van computers praktisch vanaf het begin ontwikkelden, waarbij ze zich niet baseerden op oude ideeën, maar op de nieuwste verworvenheden van de wiskundige wetenschap. De overvloed aan ongecoördineerde projecten stond de USSR echter niet toe zijn eigen IBM 701 te creëren - de succesvolle kenmerken van de architecturen waren verspreid over verschillende modellen, en de financiering was eveneens verspreid.


Principes van de tweede generatie computers

Computers op basis van vacuümbuizen werden gekenmerkt door de complexiteit van programmeren, grote afmetingen en een hoog energieverbruik. Tegelijkertijd gingen machines vaak kapot, voor de reparatie was de medewerking van professionele elektrotechnici vereist, en de correcte uitvoering van opdrachten was ernstig afhankelijk van de bruikbaarheid van de hardware. Ontdek wat de fout heeft veroorzaakt onjuiste aansluiting een element of een “typefout” van de programmeur was een uiterst moeilijke taak.

In 1947 vonden Bardeen, Brattain en Shockley in het Bell Laboratory, dat de Verenigde Staten in de 20e eeuw van ruim de helft van de geavanceerde technologische oplossingen voorzag, de bipolaire halfgeleidertransistor uit. 15 november 1948 in het tijdschrift “Bulletin of Information” A.V. Krasilov publiceerde het artikel “Crystal triode”. Dit was de eerste publicatie in de USSR over transistors. werd onafhankelijk van het werk van Amerikaanse wetenschappers gecreëerd.

Naast een lager energieverbruik en een grotere reactiesnelheid verschilden transistors gunstig van vacuümbuizen wat betreft hun duurzaamheid en orde van grootte kleinere afmetingen. Dit maakte het mogelijk om computereenheden te creëren met behulp van industriële methoden (het assembleren van computers met behulp van vacuümbuizen leek onwaarschijnlijk vanwege hun omvang en kwetsbaarheid). Tegelijkertijd werd het probleem van de dynamische configuratie van de computer opgelost: kleine randapparaten konden gemakkelijk worden losgekoppeld en vervangen door andere, wat niet mogelijk was in het geval van massieve lampcomponenten. De kosten van een transistor waren hoger dan de kosten van een vacuümbuis, maar door massaproductie betaalden transistorcomputers zichzelf veel sneller terug.

De overgang naar transistorcomputers in de Sovjet-cybernetica verliep soepel - er werden geen nieuwe ontwerpbureaus of series gecreëerd, alleen oude BESM's en Oeral's werden overgebracht naar de nieuwe technologie.

De volledig halfgeleidercomputer 5E92b, ontworpen door Lebedev en Burtsev, is gemaakt voor specifieke raketverdedigingstaken. Het bestond uit twee processors - een computerprocessor en een controller voor randapparatuur - had een zelfdiagnosesysteem en maakte "hete" vervanging van computertransistoreenheden mogelijk. De prestaties bedroegen 500.000 bewerkingen per seconde voor de hoofdprocessor en 37.000 voor de controller. Wat een hoge prestaties extra processor was nodig omdat niet alleen traditionele invoer-uitvoersystemen, maar ook plaatsbepalers in combinatie met een computer werkten. De computer besloeg meer dan 100 vierkante meter. Het ontwerp begon in 1961 en werd voltooid in 1964.

Na 5E92b begonnen ontwikkelaars te werken aan universele transistorcomputers - BESMami. BESM-3 bleef een prototype, BESM-4 bereikte massaproductie en werd geproduceerd in een hoeveelheid van 30 voertuigen. Het voerde tot 40 bewerkingen per seconde uit en was een ‘testvoorbeeld’ voor het maken van nieuwe programmeertalen die goed van pas kwamen met de komst van BESM-6.


In de hele geschiedenis van de Sovjet-computertechnologie wordt BESM-6 als de meest triomfantelijke beschouwd. Bij zijn oprichting in 1965 was deze computer niet zozeer geavanceerd in termen van hardwarekenmerken als wel in bestuurbaarheid. Het had een ontwikkeld zelfdiagnosesysteem, verschillende bedrijfsmodi, uitgebreide mogelijkheden voor het besturen van apparaten op afstand (via telefoon- en telegraafkanalen) en de mogelijkheid om de verwerking van 14 processoropdrachten te pijplijnen. De systeemprestaties bereikten een miljoen bewerkingen per seconde. Er was steun virtueel geheugen, opdrachtcache, gegevens lezen en schrijven. In 1975 verwerkte BESM-6 de vluchttrajecten van ruimtevaartuigen die deelnamen aan het Sojoez-Apollo-project. De productie van de computer duurde tot 1987 en de werking tot 1995.

Sinds 1964 schakelden de Oeral ook over op halfgeleiders. Maar tegen die tijd was het monopolie op deze computers al voorbij: bijna elke regio produceerde zijn eigen computers. Onder hen waren de Oekraïense controlecomputers “Dnepr”, die tot 20.000 bewerkingen per seconde uitvoerden en slechts 4 kW verbruikten, Leningrad UM-1, die ook bestuurde en slechts 0,2 kW elektriciteit nodig had met een productiviteit van 5000 bewerkingen per seconde, de Wit-Russische “Minsky ”, “Lente” en “Sneeuw”, Yerevan “Nairi” en vele anderen. De MIR- en MIR-2-computers die zijn ontwikkeld door het Kiev Institute of Cybernetics verdienen speciale aandacht.


Deze technische computers werden in 1965 in massa geproduceerd. In zekere zin was het hoofd van het Instituut voor Cybernetica, academicus Glushkov, Steve Jobs en Steve Wozniak voor met hun gebruikersinterfaces. "MIR" was een computer met een elektrische aansluiting schrijfmachine; opdrachten konden aan de processor worden gegeven in de voor mensen leesbare programmeertaal ALMIR-65 (voor MIR-2 werd de hoogniveautaal ANALYTIC gebruikt). Commando's werden gespecificeerd in zowel Latijnse als Cyrillische tekens, bewerkings- en foutopsporingsmodi werden ondersteund. De informatie-uitvoer werd geleverd in tekst-, tabel- en grafische vormen. De productiviteit van MIR bedroeg 2000 bewerkingen per seconde, voor MIR-2 bereikte dit cijfer 12.000 bewerkingen per seconde, het energieverbruik bedroeg enkele kilowatt.

Amerikaanse computer van de tweede generatie

In de VS werden elektronische computers verder ontwikkeld door IBM. Dit bedrijf had echter ook een concurrent: het kleine bedrijf Control Data Corporation en zijn ontwikkelaar Seymour Cray. Cray was een van de eersten die nieuwe technologieën toepaste: eerst transistors en daarna geïntegreerde schakelingen. Hij assembleerde ook 's werelds eerste supercomputers (in het bijzonder de snelste ten tijde van zijn oprichting, de CDC 1604, die de USSR lange tijd en zonder succes probeerde te verwerven) en was de eerste die actieve koeling van processors gebruikte.

De transistor CDC 1604 verscheen in 1960 op de markt. Het was gebaseerd op germaniumtransistors, voerde meer bewerkingen uit dan BESM-6, maar had een slechtere bestuurbaarheid. Maar al in 1964 (een jaar vóór de verschijning van BESM-6) ontwikkelde Cray de CDC 6600, een supercomputer met een revolutionaire architectuur. De centrale processor op siliciumtransistors voerde alleen de eenvoudigste opdrachten uit; alle "conversie" van gegevens werd overgedragen aan de afdeling van tien extra microprocessors. Om het af te koelen gebruikte Cray freon dat in de buizen circuleerde. Als gevolg hiervan werd de CDC 6600 de recordhouder op het gebied van prestaties en overtrof hij IBM Stretch driemaal. Om eerlijk te zijn, er is nooit sprake geweest van een ‘competitie’ tussen BESM-6 en CDC 6600, en een vergelijking in termen van het aantal operaties dat op dat niveau van technologieontwikkeling werd uitgevoerd had geen zin meer – er hing te veel af van de architectuur en het besturingssysteem.


Principes van de derde generatie computers

De komst van vacuümbuizen versnelde de werkzaamheden en maakte het mogelijk de ideeën van Von Neumann te verwezenlijken. De creatie van transistors loste het “grootteprobleem” op en maakte het mogelijk het energieverbruik te verminderen. Het probleem van de bouwkwaliteit bleef echter bestaan: individuele transistors werden letterlijk aan elkaar gesoldeerd, en dit was slecht zowel vanuit het oogpunt van mechanische betrouwbaarheid als vanuit het oogpunt van elektrische isolatie. Begin jaren vijftig brachten ingenieurs ideeën naar voren voor het integreren van individuele elektronische componenten, maar pas in de jaren zestig verschenen de eerste prototypes van geïntegreerde schakelingen.

Computerkristallen worden niet langer geassembleerd, maar gekweekt op speciale substraten. Elektronische componenten die verschillende taken uitvoerden, werden verbonden met behulp van aluminiummetallisatie, en de rol van isolator werd toegewezen aan de pn-overgang in de transistors zelf. Geïntegreerde schakelingen waren het resultaat van de integratie van het werk van minstens vier ingenieurs: Kilby, Lehovec, Noyce en Ernie.

Aanvankelijk werden microschakelingen ontworpen volgens dezelfde principes die werden gebruikt om signalen in buiscomputers te 'routeren'. Vervolgens begonnen ingenieurs de zogenaamde transistor-transistorlogica (TTL) te gebruiken, die de fysieke voordelen van de nieuwe oplossingen vollediger benutte.

Het was belangrijk om compatibiliteit, hardware en software te garanderen, diverse computers. Er werd bijzondere aandacht besteed aan de compatibiliteit van modellen uit dezelfde serie - samenwerking tussen bedrijven en vooral interstatelijke samenwerking was nog ver weg.

De Sovjet-industrie was volledig uitgerust met computers, maar de verscheidenheid aan projecten en series begon problemen te veroorzaken. In feite werd de universele programmeerbaarheid van computers beperkt door hun hardware-incompatibiliteit: alle series hadden verschillende processorbits, instructiesets en zelfs bytegroottes. Bovendien was de serieproductie van computers zeer beperkt: alleen de grootste computercentra werden van computers voorzien. Tegelijkertijd nam de voorsprong onder Amerikaanse ingenieurs toe: in de jaren zestig viel Silicon Valley al zelfverzekerd op in Californië, waar vooruitstrevende geïntegreerde schakelingen.

In 1968 werd de ‘Row’-richtlijn aangenomen, volgens welke de verdere ontwikkeling van de cybernetica van de USSR werd geleid langs het pad van het klonen van IBM S/360-computers. Sergei Lebedev, die destijds de belangrijkste elektrotechnisch ingenieur van het land bleef, sprak sceptisch over Ryad - het pad van kopiëren was per definitie het pad van de achterblijvers. Niemand zag echter een andere manier om de industrie snel ‘op te voeden’. In Moskou werd een Onderzoekscentrum voor Elektronische Computertechnologie opgericht, met als hoofdtaak de implementatie van het "Ryad" -programma - de ontwikkeling van een uniforme reeks computers vergelijkbaar met de S/360. Het resultaat van het werk van het centrum was de opkomst van de ES Computer in 1971. Ondanks de gelijkenis van het idee met de IBM S/360 hadden Sovjet-ontwikkelaars geen directe toegang tot deze computers, dus begon het ontwerp van de computer met het demonteren van de software en de logische constructie van de architectuur op basis van de algoritmen van de werking ervan.


De ontwikkeling van de ES-computer gebeurde samen met specialisten uit bevriende landen, met name de DDR. Pogingen om de Verenigde Staten op het gebied van computerontwikkeling in te halen, liepen echter in de jaren tachtig op een mislukking uit. De oorzaak van het fiasco was zowel de economische en ideologische achteruitgang van de USSR als de opkomst van het concept van personal computers. De cybernetica van de Unie waren noch technisch noch ideologisch klaar voor de overgang naar individuele computers.

Zodra iemand het concept van ‘kwantiteit’ ontdekte, begon hij onmiddellijk hulpmiddelen te selecteren die het tellen zouden optimaliseren en vergemakkelijken. Tegenwoordig verwerken, opslaan en verzenden superkrachtige computers, gebaseerd op de principes van wiskundige berekeningen, informatie - de belangrijkste hulpbron en motor van menselijke vooruitgang. Het is niet moeilijk om een ​​idee te krijgen van hoe de ontwikkeling van computertechnologie plaatsvond door kort de belangrijkste fasen van dit proces te beschouwen.

De belangrijkste fasen van de ontwikkeling van computertechnologie

De meest populaire classificatie stelt voor om de belangrijkste fasen van de ontwikkeling van computertechnologie op chronologische basis te belichten:

  • Handmatig stadium. Het begon aan het begin van het menselijke tijdperk en duurde tot het midden van de 17e eeuw. Tijdens deze periode ontstonden de basisbeginselen van het tellen. Later, met de vorming van positionele getalsystemen, verschenen er apparaten (telraam, telraam en later een rekenliniaal) die berekeningen met cijfers mogelijk maakten.
  • Mechanische fase. Het begon in het midden van de 17e eeuw en duurde bijna tot het einde van de 19e eeuw. Het ontwikkelingsniveau van de wetenschap tijdens deze periode maakte het mogelijk om te creëren mechanische apparaten, het uitvoeren van elementaire rekenkundige bewerkingen en het automatisch onthouden van de belangrijkste cijfers.
  • Het elektromechanische stadium is het kortste stadium dat de geschiedenis van de ontwikkeling van computertechnologie verenigt. Het duurde slechts ongeveer 60 jaar. Dit is de periode tussen de uitvinding van de eerste tabulator in 1887 tot 1946, toen de allereerste computer (ENIAC) verscheen. Nieuwe machines, waarvan de werking was gebaseerd op een elektrische aandrijving en een elektrisch relais, maakten het mogelijk om aanzienlijk berekeningen uit te voeren hogere snelheid en nauwkeurigheid, maar het telproces moest nog steeds door een persoon worden gecontroleerd.
  • Het elektronische stadium begon in de tweede helft van de vorige eeuw en gaat nog steeds door. Dit is het verhaal van zes generaties elektronische computers - van de allereerste gigantische eenheden, die waren gebaseerd op vacuümbuizen, tot de ultrakrachtige moderne supercomputers met een groot aantal parallel werkende processors, die in staat zijn om veel commando's tegelijkertijd uit te voeren.

De ontwikkelingsfasen van computertechnologie zijn tamelijk willekeurig verdeeld volgens een chronologisch principe. In een tijd waarin sommige soorten computers in gebruik waren, werden de voorwaarden voor de opkomst van de volgende actief gecreëerd.

De allereerste telapparaten

Het vroegste telinstrument dat bekend is in de geschiedenis van de ontwikkeling van computertechnologie zijn de tien vingers van menselijke handen. De telresultaten werden aanvankelijk geregistreerd met behulp van vingers, inkepingen in hout en steen, speciale stokken en knopen.

Met de komst van het schrift verschenen en ontwikkelden zich verschillende manieren om getallen te schrijven, en werden positionele getalsystemen uitgevonden (decimaal in India, sexagesimaal in Babylon).

Rond de 4e eeuw voor Christus begonnen de oude Grieken te tellen met behulp van een telraam. Aanvankelijk was het een platte kleitablet waarop met een scherp voorwerp strepen waren aangebracht. Het tellen gebeurde door in een bepaalde volgorde kleine steentjes of andere kleine voorwerpen op deze strepen te plaatsen.

In China verscheen in de 4e eeuw na Christus een zevenpuntig telraam - suanpan (suanpan). Draden of touwen – negen of meer – werden op een rechthoekig houten frame gespannen. Een andere draad (touw), loodrecht op de andere gespannen, verdeelde de suanpan in twee ongelijke delen. In het grotere compartiment, genaamd ‘aarde’, waren er vijf botten aan draden geregen, in het kleinere compartiment, genaamd ‘hemel’, waren er twee. Elk van de draden kwam overeen met een decimaal.

Het traditionele soroban-telraam is sinds de 16e eeuw populair geworden in Japan, nadat het daar vanuit China was aangekomen. Tegelijkertijd verscheen telraam in Rusland.

In de 17e eeuw vond de Engelsman Edmond Gunter, gebaseerd op logaritmen ontdekt door de Schotse wiskundige John Napier, de rekenliniaal uit. Dit apparaat werd voortdurend verbeterd en heeft tot op de dag van vandaag overleefd. Hiermee kunt u getallen vermenigvuldigen en delen, tot machten verheffen, logaritmen en trigonometrische functies bepalen.

De rekenliniaal werd een apparaat dat de ontwikkeling van computertechnologie in de handmatige (pre-mechanische) fase voltooide.

De eerste mechanische rekenapparaten

In 1623 creëerde de Duitse wetenschapper Wilhelm Schickard de eerste mechanische "rekenmachine", die hij een telklok noemde. Het mechanisme van dit apparaat leek op een gewone klok, bestaande uit tandwielen en tandwielen. Deze uitvinding werd echter pas in het midden van de vorige eeuw bekend.

Een grote sprong voorwaarts op het gebied van de computertechnologie was de uitvinding van de rekenmachine Pascalina in 1642. De maker ervan, de Franse wiskundige Blaise Pascal, begon aan dit apparaat te werken toen hij nog geen twintig jaar oud was. "Pascalina" was een mechanisch apparaat in de vorm van een doos met een groot aantal onderling verbonden tandwielen. De cijfers die moesten worden toegevoegd, werden in de machine ingevoerd door speciale wielen te draaien.

In 1673 vond de Saksische wiskundige en filosoof Gottfried von Leibniz een machine uit die vier basisprincipes uitvoerde: wiskundige bewerkingen en wist hoe je vierkantswortels moest nemen. Het principe van de werking ervan was gebaseerd op het binaire getalsysteem, speciaal uitgevonden door de wetenschapper.

In 1818 vond de Fransman Charles (Karl) Xavier Thomas de Colmar, op basis van de ideeën van Leibniz, een rekenmachine uit die kon vermenigvuldigen en delen. En twee jaar later begon de Engelsman Charles Babbage met de bouw van een machine die berekeningen zou kunnen uitvoeren met een nauwkeurigheid van 20 decimalen. Dit project bleef onvoltooid, maar in 1830 ontwikkelde de auteur een ander project: een analytische motor voor het uitvoeren van nauwkeurige wetenschappelijke en technische berekeningen. De machine moest door software worden bestuurd en er moesten geperforeerde kaarten met verschillende gatenlocaties worden gebruikt om informatie in en uit te voeren. Babbage's project voorzag in de ontwikkeling van elektronische computertechnologie en de problemen die met behulp daarvan konden worden opgelost.

Het is opmerkelijk dat de bekendheid van 's werelds eerste programmeur toebehoort aan een vrouw - Lady Ada Lovelace (née Byron). Zij was het die de eerste programma's voor Babbage's computer maakte. Een van de computertalen werd vervolgens naar haar vernoemd.

Ontwikkeling van de eerste computeranalogen

In 1887 ging de geschiedenis van de ontwikkeling van computertechnologie een nieuwe fase in. De Amerikaanse ingenieur Herman Hollerith (Hollerith) slaagde erin de eerste elektromechanische computer te ontwerpen: de tabulator. Het mechanisme had een relais, evenals tellers en een speciale sorteerdoos. Het apparaat las en sorteerde statistische gegevens die op ponskaarten waren gemaakt. Vervolgens werd het door Hollerith opgerichte bedrijf de ruggengraat van de wereldberoemde computergigant IBM.

In 1930 creëerde de Amerikaan Vannovar Bush een differentiaalanalysator. Het werd aangedreven door elektriciteit en er werden vacuümbuizen gebruikt om gegevens op te slaan. Deze machine was in staat snel oplossingen te vinden voor complexe wiskundige problemen.

Zes jaar later ontwikkelde de Engelse wetenschapper Alan Turing het concept van een machine, dat de theoretische basis werd voor moderne computers. Ze had alle belangrijke eigenschappen moderne middelen computertechnologie: kon stap voor stap bewerkingen uitvoeren die in het interne geheugen waren geprogrammeerd.

Een jaar later vond George Stibitz, een wetenschapper uit de Verenigde Staten, het eerste elektromechanische apparaat van het land uit dat binaire optelling kan uitvoeren. Zijn operaties waren gebaseerd op de Booleaanse algebra - wiskundige logica die halverwege de 19e eeuw door George Boole werd gecreëerd: het gebruik van de logische operatoren AND, OR en NOT. Later zal de binaire opteller een integraal onderdeel worden van de digitale computer.

In 1938 schetste Claude Shannon, een medewerker van de Universiteit van Massachusetts, de principes van het logische ontwerp van een computer die elektrische circuits gebruikt om Booleaanse algebra-problemen op te lossen.

Het begin van het computertijdperk

De regeringen van de landen die betrokken waren bij de Tweede Wereldoorlog waren zich bewust van de strategische rol van computers bij het uitvoeren van militaire operaties. Dit was de aanzet voor de ontwikkeling en parallelle opkomst van de eerste generatie computers in deze landen.

Een pionier op het gebied van computertechniek was Konrad Zuse, een Duitse ingenieur. In 1941 creëerde hij de eerste computer die door een programma werd bestuurd. De machine, de Z3 genaamd, was gebouwd op telefoonrelais en de programma's ervoor waren gecodeerd op geperforeerde tape. Dit apparaat zou kunnen werken binair systeem, en werken ook met getallen met drijvende komma.

Het volgende model van Zuse's machine, de Z4, wordt officieel erkend als de eerste echt werkende programmeerbare computer. Hij ging ook de geschiedenis in als de schepper van de eerste taal op hoog niveau programmeren, genaamd "Plankalkül".

In 1942 creëerden de Amerikaanse onderzoekers John Atanasoff (Atanasoff) en Clifford Berry computerapparaat, bezig met vacuümbuizen. De machine gebruikte ook binaire code en kon een aantal logische bewerkingen uitvoeren.

In 1943 werd in een laboratorium van de Engelse overheid, in een sfeer van geheimhouding, de eerste computer, genaamd ‘Colossus’, gebouwd. In plaats van elektromechanische relais gebruikte het tweeduizend elektronische buizen voor het opslaan en verwerken van informatie. Het was bedoeld om de code van geheime berichten te kraken en te decoderen die werden verzonden door de Duitse Enigma-coderingsmachine, die op grote schaal werd gebruikt door de Wehrmacht. Het bestaan ​​van dit apparaat werd lange tijd strikt vertrouwelijk gehouden. Na het einde van de oorlog werd het bevel tot vernietiging persoonlijk ondertekend door Winston Churchill.

Architectuur ontwikkeling

In 1945 creëerde de Hongaars-Duitse Amerikaanse wiskundige John (Janos Lajos) von Neumann het prototype voor de architectuur van moderne computers. Hij stelde voor om een ​​programma in de vorm van code rechtstreeks in het geheugen van de machine te schrijven, wat een gezamenlijke opslag van programma's en gegevens in het geheugen van de computer impliceert.

De architectuur van Von Neumann vormde de basis van het eerste universele elektronische computer- ENIAC. Deze reus woog ongeveer 30 ton en bevond zich op een oppervlakte van 170 vierkante meter. Bij de werking van de machine werden 18.000 lampen gebruikt. Deze computer kon in één seconde 300 vermenigvuldigingen of 5.000 optellingen uitvoeren.

Europa's eerste universeel programmeerbare computer werd in 1950 in de Sovjet-Unie (Oekraïne) gemaakt. Een groep Kievse wetenschappers, onder leiding van Sergei Alekseevich Lebedev, ontwierp een kleine elektronische rekenmachine (MESM). De snelheid was 50 handelingen per seconde en bevatte ongeveer 6000 vacuümbuizen.

In 1952 werd de binnenlandse computertechnologie aangevuld met BESM, een grote elektronische rekenmachine, eveneens ontwikkeld onder leiding van Lebedev. Deze computer, die tot 10.000 bewerkingen per seconde uitvoerde, was destijds de snelste van Europa. Informatie werd met behulp van geperforeerd papier in het geheugen van de machine ingevoerd en de gegevens werden via het afdrukken van foto's uitgevoerd.

In dezelfde periode werd in de USSR een reeks grote computers geproduceerd onder de algemene naam "Strela" (de auteur van de ontwikkeling was Yuri Yakovlevich Bazilevsky). Sinds 1954 begon de serieproductie van de universele computer "Ural" in Penza onder leiding van Bashir Rameev. Nieuwste modellen waren hardware en software compatibel met elkaar, er was een ruime keuze aan randapparatuur, waardoor je machines met verschillende configuraties kon samenstellen.

Transistoren. Uitgave van de eerste seriële computers

De lampen vielen echter zeer snel uit, waardoor het erg lastig was om met de machine te werken. De transistor, uitgevonden in 1947, wist dit probleem op te lossen. Door gebruik te maken van de elektrische eigenschappen van halfgeleiders voerde het dezelfde taken uit als vacuümbuizen, maar nam het veel minder volume in beslag en verbruikte het niet zoveel energie. Samen met de komst van ferrietkernen voor het organiseren van computergeheugen, maakte het gebruik van transistors het mogelijk om de omvang van machines aanzienlijk te verkleinen, ze nog betrouwbaarder en sneller te maken.

In 1954 begon het Amerikaanse bedrijf Texas Instruments met de massaproductie van transistors, en twee jaar later verscheen in Massachusetts de eerste computer van de tweede generatie, gebouwd op transistors, de TX-O.

Halverwege de vorige eeuw was een aanzienlijk deel van de overheidsorganisaties en grote bedrijven gebruikte computers voor wetenschappelijke, financiële en technische berekeningen en het werken met grote hoeveelheden gegevens. Geleidelijk aan kregen computers kenmerken die we vandaag de dag kennen. Tijdens deze periode verschenen plotters, printers en opslagmedia. magnetische schijven en plakband.

Het actieve gebruik van computertechnologie heeft geleid tot een uitbreiding van de toepassingsgebieden ervan en vereiste de creatie van nieuwe software technologieën. Er zijn programmeertalen op hoog niveau verschenen die het mogelijk maken om programma's van de ene machine naar de andere over te zetten en het proces van het schrijven van code te vereenvoudigen (Fortran, Cobol en anderen). Er zijn speciale vertaalprogramma’s verschenen die code uit deze talen omzetten in commando’s die direct door de machine kunnen worden waargenomen.

De opkomst van geïntegreerde schakelingen

In 1958-1960 leerde de wereld dankzij ingenieurs uit de Verenigde Staten Robert Noyce en Jack Kilby over het bestaan ​​van geïntegreerde schakelingen. Miniatuurtransistors en andere componenten, soms wel honderden of duizenden, werden op een silicium- of germaniumkristalbasis gemonteerd. De chips, iets meer dan een centimeter groot, waren veel sneller dan transistors en verbruikten veel minder stroom. De geschiedenis van de ontwikkeling van computertechnologie verbindt hun uiterlijk met de opkomst van de derde generatie computers.

In 1964 bracht IBM de eerste computer uit de SYSTEM 360-familie uit, die was gebaseerd op geïntegreerde schakelingen. Vanaf dit moment kan de massaproductie van computers worden geteld. In totaal zijn er meer dan 20.000 exemplaren van deze computer geproduceerd.

In 1972 ontwikkelde de USSR de EC-computer (Unified Series). Dit waren gestandaardiseerde complexen voor de exploitatie van computercentra die dat wel hadden gemeenschappelijk systeem opdrachten De basis werd overgenomen van de Amerikaan IBM-systeem 360.

Het jaar daarop bracht DEC de PDP-8-minicomputer uit, het eerste commerciële project op dit gebied. Naar verhouding goedkoop minicomputers maakten het voor kleine organisaties mogelijk om ze te gebruiken.

In dezelfde periode werd de software voortdurend verbeterd. Ter ondersteuning zijn besturingssystemen ontwikkeld maximaal aantal externe apparaten, er verschenen nieuwe programma's. In 1964 ontwikkelden ze BASIC, een taal die speciaal is ontworpen voor het trainen van beginnende programmeurs. Vijf jaar later verscheen Pascal, wat erg handig bleek te zijn voor het oplossen van veel toegepaste problemen.

Persoonlijke computers

Na 1970 begon de productie van de vierde generatie computers. De ontwikkeling van de computertechnologie wordt op dit moment gekenmerkt door de introductie van grote geïntegreerde schakelingen in de computerproductie. Dergelijke machines konden nu duizenden miljoenen rekenbewerkingen in één seconde uitvoeren, en hun RAM-capaciteit nam toe tot 500 miljoen bits. Een aanzienlijke verlaging van de kosten van microcomputers heeft ertoe geleid dat de mogelijkheid om ze te kopen geleidelijk beschikbaar werd voor de gemiddelde persoon.

Apple was een van de eerste fabrikanten van personal computers. Degenen die het hebben gecreëerd Steve Jobs en Steve Wozniak ontwierp het eerste pc-model in 1976 en noemde het de Apple I. Het kostte slechts $ 500. Een jaar later werd het volgende model van dit bedrijf gepresenteerd: Apple II.

De computer van deze tijd leek voor het eerst op een huishoudelijk apparaat: naast zijn compacte formaat had hij een elegant ontwerp en een gebruiksvriendelijke interface. De proliferatie van personal computers aan het eind van de jaren zeventig leidde ertoe dat de vraag naar mainframecomputers aanzienlijk daalde. Dit feit baarde hun fabrikant, IBM, ernstige zorgen en in 1979 bracht het zijn eerste pc op de markt.

Twee jaar later verscheen de eerste microcomputer met open architectuur van het bedrijf, gebaseerd op de 16-bits 8088-microprocessor van Intel. De computer was uitgerust met een monochroom beeldscherm, twee schijven voor 5-inch diskettes en 64 kilobyte RAM. Namens het makerbedrijf heeft Microsoft speciaal een besturingssysteem voor deze machine ontwikkeld. Er verschenen talloze IBM PC-klonen op de markt, die de groei van de industriële productie van personal computers stimuleerden.

In 1984 ontwikkelde en bracht Apple een nieuwe computer uit: de Macintosh. Het besturingssysteem was uiterst gebruiksvriendelijk: het presenteerde opdrachten in de vorm grafische afbeeldingen en stond toe dat ze werden ingevoerd met behulp van een manipulator - een muis. Dit maakte de computer nog toegankelijker, aangezien er nu geen speciale vaardigheden van de gebruiker vereist waren.

Sommige bronnen dateren computers van de vijfde generatie computertechnologie tot 1992-2013. Kort gezegd is hun hoofdconcept als volgt geformuleerd: dit zijn computers die zijn gemaakt op basis van zeer complexe microprocessors, met een parallelle vectorstructuur, die het mogelijk maakt om tegelijkertijd tientallen opeenvolgende opdrachten uit te voeren die in het programma zijn ingebed. Machines met honderden parallel werkende processors maken het mogelijk om gegevens nog nauwkeuriger en sneller te verwerken en efficiënte netwerken te creëren.

De ontwikkeling van de moderne computertechnologie maakt het al mogelijk om over computers van de zesde generatie te praten. Dit zijn elektronische en opto-elektronische computers die draaien op tienduizenden microprocessors, gekenmerkt door enorm parallellisme en het modelleren van de architectuur van neurale biologische systemen, waardoor ze met succes complexe beelden kunnen herkennen.

Na consequent alle stadia van de ontwikkeling van computertechnologie te hebben onderzocht, moet een interessant feit worden opgemerkt: uitvindingen die zich in elk ervan goed hebben bewezen, zijn tot op de dag van vandaag bewaard gebleven en worden nog steeds met succes gebruikt.

Computerwetenschappen lessen

Er zijn verschillende mogelijkheden om computers te classificeren.

Dus, afhankelijk van hun doel, zijn computers verdeeld:

  • naar universele problemen - die in staat zijn een grote verscheidenheid aan wiskundige, economische, technische, technische, wetenschappelijke en andere problemen op te lossen;
  • probleemgericht - probleemoplossing smallere richting, meestal geassocieerd met het beheer van bepaalde processen (gegevensregistratie, accumulatie en verwerking). kleine volumes informatie, het uitvoeren van berekeningen volgens eenvoudige algoritmen). Ze beschikken over beperktere software- en hardwarebronnen dan de eerste groep computers;
  • gespecialiseerde computers lossen doorgaans strikt gedefinieerde taken op. Ze hebben een zeer gespecialiseerde structuur en zijn, met een relatief lage complexiteit van het apparaat en de besturing, behoorlijk betrouwbaar en productief in hun vakgebied. Dit zijn bijvoorbeeld controllers of adapters die een aantal apparaten aansturen, maar ook programmeerbare microprocessors.

Op basis van grootte en productiecapaciteit is moderne elektronische computerapparatuur onderverdeeld in:

  • tot ultragroot (supercomputers);
  • grote computers;
  • kleine computers;
  • ultrakleine (microcomputers).

We zagen dus dat apparaten, eerst door de mens uitgevonden om rekening te houden met hulpbronnen en waarden, en vervolgens om snel en nauwkeurig complexe berekeningen en computerbewerkingen uit te voeren, zich voortdurend ontwikkelden en verbeterden.

Het woord ‘computer’ is al lange tijd stevig verankerd in de hersenen van zelfs de meest ‘duistere’ delen van de bevolking. Tegenwoordig begrijpen zelfs de Papoea's van Nieuw-Guinea, laat staan ​​de inwoners van ons uitgestrekte thuisland, wat dit is, althans in algemene termen. De uitdrukkingen ‘Russische processor’ of ‘Sovjetcomputer’ roepen helaas echter een aantal specifieke associaties op. Antediluviaanse apparaten, omvangrijk, zwak, ongemakkelijk en in het algemeen is binnenlandse technologie altijd een reden voor sarcasme en ironie. Helaas weten maar weinig mensen dat de USSR op bepaalde momenten in de geschiedenis van de computertechnologie ‘voorliep op de rest’. En u zult nog minder informatie vinden over moderne binnenlandse ontwikkelingen op dit gebied.

'Er is geen profeet in eigen land'

De Sovjet-Unie wordt een land genoemd dat een van de machtigste wetenschappelijke scholen ter wereld had, niet alleen door ‘gezuurde’ patriotten. Dit is een objectief feit, gebaseerd op een diepgaande analyse van het onderwijssysteem door experts van de British Association of Teachers. Historisch gezien werd in de USSR speciale nadruk gelegd op het opleiden van specialisten op het gebied van natuurwetenschappen, ingenieurs en wiskundigen. In het midden van de 20e eeuw waren er in het land van de Sovjets verschillende scholen voor de ontwikkeling van computertechnologie, en er was geen tekort aan gekwalificeerd personeel voor hen. Tientallen getalenteerde wetenschappers en ingenieurs namen deel aan de creatie van verschillende elektronische rekenmachinesystemen.

Ontwikkelingen vonden in verschillende richtingen tegelijk plaats, vanuit de computertechnologie hoge performantie voordat er nieuwe methoden voor gegevensopslag worden geïntroduceerd. Hier kunnen we het werk noteren van de uitmuntende wetenschapper V.M. Glushkov, die voor het eerst het idee naar voren bracht om een ​​mondiale informatie-infrastructuur te creëren, en het ontwerp van zeer gespecialiseerde computers door N.Ya -traditionele computerarchitecturen, waaronder een unieke computer "Setun", gebaseerd op ternaire logica, ontwikkeld onder leiding van N.P. Brusnetsov.

Sergei Alekseevich Lebedev (1902 - 1974) wordt terecht de grondlegger van de ontwikkeling van computertechnologie in de Sovjet-Unie genoemd - onder zijn leiding werden 15 soorten computers ontwikkeld, van de eenvoudigste buiscomputers tot supercomputers op geïntegreerde schakelingen.

Het begin van een nieuw tijdperk

De eerste exemplaren van elektronische computers werden rond dezelfde tijd gemaakt in de VS en Groot-Brittannië. Even later verschenen computers in de USSR. Natuurlijk wisten Sovjetwetenschappers dat dergelijke technologie al bestond in het Westen, maar net als alle andere informatie die tijdens de Koude Oorlog naar Rusland lekte, waren deze gegevens zeer mager en vaag. Het grootste deel van de informatie kwam van inlichtingenofficieren, maar hun prioriteit lag destijds bij militaire spionage en onderzoek op het gebied van kernwapens. Ze waren alleen geïnteresseerd in computers omdat ze onder controle stonden van het Amerikaanse militair-industriële complex en strikt geheim waren. Daarom is de bewering dat de Sovjet-computertechnologie is gekopieerd van westerse modellen niets meer dan insinuatie. En over wat voor soort 'voorbeelden' kunnen we praten als de bestaande computermodellen van die tijd twee of drie verdiepingen besloegen en slechts een zeer beperkte kring van mensen er toegang toe had? Het maximale dat binnenlandse spionnen konden verkrijgen was fragmentarische informatie uit technische documentatie en transcripties van wetenschappelijke conferenties.

Aan het einde van de jaren 40 werden in de USSR de belangrijkste wetenschappelijke scholen gevormd, waarbij computers van de eerste en tweede generatie ontstonden, de eerste projecten en hun praktische implementatie verschenen. Dit is het Penza Research Institute of Mathematical Machines, onder leiding van B.I. Rameev, dat zich bezighield met de ontwikkeling van universele computertechnologie algemeen doel. Dit is de school van I.S. Brook, onder wiens leiding kleine en besturingscomputers werden gemaakt. En natuurlijk het team van de uitstekende wetenschapper Academicus S.A. Lebedev, de grondlegger van centrale computers in ons land.

Het was onder leiding van Lebedev dat een universele elektronische rekenmachine werd gecreëerd - de eerste in Europa.

MESM EN BESM

In de USSR was het bekend over de creatie door Amerikanen in 1946 van de ENIAC-machine - 's werelds eerste computer met elektronenbuizen als elementaire basis en automatische programmabesturing. Eind 1948 begon Lebedev aan zijn auto te werken. Een jaar later werd de architectuur (bijna helemaal opnieuw, zonder enige lening) ontwikkeld schakelschema's aparte blokken. In 1950 werd de computer in recordtijd geïnstalleerd met slechts 12 onderzoekers en 15 technici.

Lebedev noemde zijn geesteskind “Small Electronic Computing Machine”, of MESM. De ‘baby’, bestaande uit zesduizend vacuümbuizen, besloeg een hele vleugel van een gebouw van twee verdiepingen. In feite was dit pas de eerste proefballon bij het maken van Sovjet-computers, je zou een mock-up kunnen zeggen (trouwens, de letter "M" in de afkorting "MESM" betekende oorspronkelijk "model"). Er bleek echter meteen veel vraag naar de rekenkracht van deze machine - hele rijen wiskundigen verschillende taken, waarvan de oplossing een snelle computer vereiste.

Bij het maken van MESM werden alle fundamentele principes van het maken van computers gebruikt, zoals de aanwezigheid van invoer- en uitvoerapparaten, het coderen en opslaan van een programma in het geheugen, het automatisch uitvoeren van berekeningen op basis van een programma dat in het geheugen is opgeslagen, enz. Ten slotte was het een computer gebaseerd op binaire logica, die nog steeds wordt gebruikt bij het computergebruik (ENIAC gebruikte het decimale systeem).

De kleine elektronische rekenmachine werd gevolgd door een grote - BESM-1. De ontwikkeling werd voltooid in de herfst van 1952, waarna Lebedev een volwaardig lid werd van de USSR Academy of Sciences.

De nieuwe machine hield rekening met de ervaring bij het maken van MESM en gebruikte een verbeterde elementbasis. De computer had een snelheid van 8-10.000 bewerkingen per seconde (tegenover slechts 50 bewerkingen per seconde voor MESM), externe opslagapparaten werden gemaakt op basis van magneetbanden en magnetische trommels. Iets later experimenteerden wetenschappers met opslagapparaten met behulp van kwikbuizen, potentoscopen en ferrietkernen.

Als ze in de USSR weinig wisten over westerse computers, dan wisten ze in Europa en de VS vrijwel niets over Sovjetcomputers. Daarom werd het rapport van Lebedev op een wetenschappelijke conferentie in Darmstadt een echte sensatie: het bleek dat BESM-1, geassembleerd in de Sovjet-Unie, de meest productieve computer in Europa is en een van de krachtigste ter wereld.

De eerste computers in de Unie werkten zonder te stoppen. Wiskundigen, ontwerpers, thermonucleaire wetenschappers en vele, vele andere specialisten hadden ultrasnelle berekeningen nodig.

Het resultaat van verder werk van het team onder leiding van Lebedev was de ontwikkeling en verbetering van BESM-1. Er werd een serieel model van de M-20-supercomputer gemaakt, dat tot 20.000 bewerkingen per seconde uitvoerde. Bovendien zijn er speciaal voor de behoeften van het leger verschillende computermodellen met hogere prestaties ontwikkeld, waaronder voor het Space Control Center.

Het jaar 1958 was een andere belangrijke, zij het weinig bekende, mijlpaal in de ontwikkeling van computertechnologie. Onder leiding van V.S. Burtsev, een student van Lebedev, werd het complex, dat bestond uit verschillende M-40- en M-50-voertuigen (een diepgaande modernisering van de M-20), inclusief die op een mobiel platform, met elkaar verbonden tot een voertuig. draadloos netwerk dat werkt op afstanden tot 200 km. Tegelijkertijd wordt het officieel beschouwd als 's werelds eerste computer netwerk Het begon pas te werken in 1965, toen de TX-2 computers van het Massachusetts Institute of Technology en de Q-32 computers van de SDC Corporation in Santa Monica met elkaar werden verbonden.

Tweede generatie

Tegen het einde van de jaren vijftig (met een ernstige vertraging ten opzichte van de Verenigde Staten) lanceerde de USSR de serieproductie van transistors, die de basis werd van een nieuwe computerelementbasis in plaats van omvangrijke en onbetrouwbare lampen. De eerste halfgeleidermachines waren BESM-3M en BESM-4. Toegegeven, ze kopieerden de M-20-architectuur bijna volledig, het enige verschil zat in het gebruik van transistors in plaats van lampen.

Het eerste volwaardige voertuig van de tweede generatie was de BESM-6. Deze machine had voor die tijd een recordsnelheid: ongeveer een miljoen handelingen per seconde. Veel principes van de architectuur en structurele organisatie ervan werden een echte revolutie in de computertechnologie van die periode en vormden in feite al een stap naar de derde generatie computers.

BESM-6 implementeerde de gelaagdheid van RAM in blokken die het gelijktijdig ophalen van informatie mogelijk maakten, waardoor de toegang tot het geheugensysteem sterk kon worden verhoogd. De methode voor het bufferen van verzoeken werd voor het eerst geïntroduceerd, het prototype van een modern cachegeheugen werd gemaakt, een effectief systeem voor multitasking en toegang tot externe apparaten werd geïmplementeerd en vele andere innovaties, waarvan sommige nog steeds worden gebruikt. BESM-6 bleek zo succesvol dat het twintig jaar lang in massaproductie werd gehouden en effectief werkte bij verschillende overheidsinstanties en instellingen.

Verovering van Elbrus

De volgende fase was het werken aan de creatie van supercomputers, waarvan de familie "Elbrus" heette. Dit project werd gestart door Lebedev en na zijn dood werd het geleid door Burtsev.

Het eerste multiprocessorcomputercomplex "Elbrus-1" werd in 1979 gelanceerd. Het omvatte 10 processors en had een snelheid van ongeveer 15 miljoen bewerkingen per seconde. Deze machine liep een aantal jaren voor op de toonaangevende westerse computermodellen. Elbrus-1 was de eerste ter wereld die het zogenaamde symmetrische multiprocessorsysteem implementeerde gedeelde herinnering, waarvan het principe nog steeds wordt gebruikt in moderne supercomputers.

“Elbrus” introduceerde over het algemeen een aantal revolutionaire innovaties in de computertheorie. Dit zijn superscalariteit (het verwerken van meer dan één instructie per klokcyclus), implementatie van veilige programmering met hardwaregegevenstypen, pipelining ( parallelle verwerking verschillende instructies), enz. Al deze functies verschenen voor het eerst op Sovjet-computers. Een ander belangrijk verschil tussen het Elbrus-systeem en soortgelijke systemen die eerder in de Unie zijn geproduceerd, is de focus op programmeertalen op hoog niveau. Basistaal("Autocode Elbrus El-76") is gemaakt door V. M. Pentkovsky, die later de hoofdarchitect van Pentium-processors werd.

Nieuwe tijden, nieuwe realiteiten

Uit al het bovenstaande kan men de indruk krijgen dat de geschiedenis van de Sovjet-computertechnologie een reeks overwinningen en baanbrekende prestaties is. Dat is echter niet het geval. De ingenieurs, wetenschappers en ontwerpers die in de USSR computers creëerden, werden uiteraard dodelijk onderschat, zowel door de geschiedenis in het algemeen als door hun geboortestaat in het bijzonder. De belangrijkste klant van de computer was het militair-industriële complex met zijn eigen specifieke taken, en er kwamen veel briljante mensen uit technische oplossingen en werkelijk uitmuntende voorbeelden van computertechnologie. Maar helaas waren dit vaak zeer gespecialiseerde machines, en de eisen die de staat aan computers stelde, waren declaratief van aard.

De overgang van het land naar een nieuw tijdperk is volledig veranderd in een verschrikkelijke nachtmerrie voor onderzoeksinstituten en wetenschappers. Het werk van de teams die betrokken waren bij de ontwikkeling van computertechnologie lag jarenlang vrijwel stil. Veel wetenschappers gingen naar het buitenland, waar hun talenten zich konden ontwikkelen computer technologie andere landen.

Volgens Keith Diffendorff, redacteur van de Microprocessor Report-nieuwsbrief, bracht Pentkovsky een schat aan ervaring en geavanceerde technologieën met zich mee die in de Sovjet-Unie waren ontwikkeld, waaronder de fundamentele principes van moderne architecturen zoals SMP (symmetrische multiprocessing), superscalar en EPIC (Explicitly Parallel ). Instructiecode - code met expliciet parallellisme van instructies) architectuur. Op basis van deze principes werden in de Unie al computers geproduceerd, terwijl deze technologieën in de VS slechts ‘in de hoofden van wetenschappers zweefden’.

Maar de geschiedenis tolereert de aanvoegende wijs niet, dus het gebeurde zoals het gebeurde, en vandaag gebruikt de wereld niet Elbrus, maar Pentium.

Alles is echter niet verloren. Computertechnologie wordt nog steeds ontwikkeld in Rusland. De informatie over hen is fragmentarisch en tegenstrijdig. Er zijn dus al veel exemplaren gebroken rond Elbrus, die zijn geschiedenis voortzet.

Het publiek was enthousiast over hetzelfde artikel van Keith Diffendorff “The Russians Are Coming”, gepubliceerd in 1999, waarin hij de ontwikkeling prees Russisch bedrijf MCST (Moscow Center for SPARC Technologies), opgericht op basis van afdelingen van het Institute of Precision Mechanics and Computer Science genoemd naar S. A. Lebedev. We hebben het over de Elbrus-2000-microprocessor.

Basis onderscheidend kenmerk Dit product biedt de diepste parallellisatie van bronnen tot nu toe voor het gelijktijdig uitvoeren van instructies. Over het algemeen zijn er veel onduidelijkheden en tegenstrijdigheden in deze ontwikkeling. De officiële versie zegt dat MCST niet genoeg geld had om het project uit te voeren. Tegelijkertijd prikkelden de intrigerende kenmerken van de niet-gerealiseerde processor de hoofden van de raad van bestuur. Intel. Dus in 2002 zei Boris Babayan (het hoofd van het ontwikkelingsteam) in een interview met ExtremeTech dat “met technologische standaarden van 0,1 micron de processor een klokfrequentie van 3 GHz zal hebben en prestaties zal leveren van ongeveer 500 SPECint95 en 1200 SPECfp95.” Mee eens, in 2002 kon een klokfrequentie van 3 GHz niet anders dan de aandacht trekken. En de aangegeven prestatie-indicatoren zijn verbluffend. Hoe accuraat deze informatie is, is onbekend, maar al snel sloot Intel Corporation een overeenkomst met het bedrijf Elbrus MCST en kondigde de inschrijving aan van hun werknemers in het personeel.

Het verhaal van Elbrus eindigde daar echter niet. verscheen op 27 oktober 2007 officiële informatie Dat Russische microprocessor Elbrus E3M heeft staatstests doorstaan. Het meest intrigerende deel is als volgt: "In termen van architecturale, logische en softwareoplossingen bevindt het Elbrus-3M1-computercomplex zich op het moderne wereldniveau, en in een aantal oplossingen overtreft het dit." Er wordt gesteld dat de nieuwe EZM-processor qua absolute snelheid gemiddeld vergelijkbaar is met de Pentium 4 met een frequentie van 2 GHz. Wat de architecturale prestaties betreft, overtreft de nieuwe ontwikkeling de beroemde Itanium met 2,5 keer, en Pentium 4 en Xeon met 6,5 keer.

Zoals gewoonlijk zal de tijd leren wat het toekomstige lot van Elbrus zal zijn.