Развитие отечественной вычислительной техники

Становление и развитие вычислительной техники в СССР шло в условиях отсутствия контактов с учеными Запада: разработка ЭВМ за рубежом велась в условиях секретности, поскольку первые цифровые электронные машины предназначались, в первую очередь, для военных целей.

В 1941 г. была организована первая в СССР вычислительная лаборатория, прообраз будущих вычислительных центров.

В 1948 г. И.С.Брук и Б.И.Рамеев составили отчет о принципах действия электронной цифровой вычислительной машины. Первое в СССР авторское свидетельство на изобретение цифровой ЭВМ на имя И.С.Брука и Б.И.Рамеева датировано 4 декабря 1948 г. Этот день считается днем рождения отечественной информатики.

Брук Исаак Семенович	Рамеев Башир Искандарович	Лебедев Сергей Алексеевич

В том же году С.А. Лебедев независимо от Джона фон Неймана разработал принципы построения ЭВМ с хранимой в памяти программой.

6 ноября 1950 г. в Институте электротехники АН Украины произведен первый пробный пуск Малой Электронной Счетной Машины МЭСМ под руководством С.А.Лебедева. Регулярная эксплуатация началась 25.12.1951 года. С помощью МЭСМ решались важнейшие научно-технические задачи: исследование термоядерных процессов, проектирование дальних линий электропередачи, разработка ракетной и космической техники. Это была первая электронная счетная машина в континентальной Европе с хранимой в памяти программой. Быстродействие более 100 операций в секунду.

В 1953 г. ЭВМ «Стрела» стала первой отечественной ЭВМ, запущенной в серийное производство.

Стрела

В 1956 г. С.А.Лебедев впервые в СССР выдвинул идею многопроцессорной системы. Появился первый советский транзистор.

В 1958 г. в МГУ им. М.В. Ломоносова коллективом под руководством Николая Петровича Брусенцова была создана машина «Сетунь» (производившаяся серийно в 1962-1964 гг.). «Сетунь» была первой в мире машиной, у которой в качестве системы счисления использовалась троичная система с цифрами 0, 1, -1.

В 1959 г. в Институте кибернетики АН Украины под руководством академика В.М. Глушкова была разработана первая отечественная ЭВМ на полупроводниковых приборах (второе поколение ЭВМ) под названием «Днепр»

В 1961 г. В.М.Глушков разработал теорию цифровых автоматов и высказал идею мозгоподобных структур ЭВМ.

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.

В 1962 г. была сконструирована «Тетива» – первая в Союзе ЭВМ с микропрограммным управлением. В этой машине было реализовано разделение памяти данных и памяти программ (хранение программ в постоянной памяти) — важные для повышения надежности ЭВМ свойства. Арифметическое устройство «Тетивы» использовало только прямые коды операндов. Такое арифметическое устройство было более дорогим, чем известные, но самым быстрым и самоконтролируемым. ЭВМ «Тетива» использовалась для систем ПВО.

В 1963 г. запущена в серийное производство ЭВМ «Промiнь». В этой машине впервые в мире использовалось ступенчатое микропрограммное управление. К сожалению, новая схема управления не была запатентована, т.к. СССР не входил в Международный патентный союз и не мог заниматься патентованием и приобретением лицензий.
Еще одним новшеством было использование памяти на металлизированных картах

В 1965 г. была выпущена ЭВМ «МИР» (Машина для Инженерных Расчетов), которая могла разместиться в небольшой комнате. Пользователь работал за столом с электрифицированной пишущей машинкой (с ее помощью осуществлялись ввод и вывод информации). Для работы на этой ЭВМ применялся язык программирования Алмир-65, представляющий собой «русифицированное развитие» языка Алгол-60.

В 1967 г. в ЭВМ второго поколения БЭСМ-6, разработанной под руководством С.А. Лебедева, впервые в СССР была реализована асинхронная векторно-конвейерная структура ЭВМ с использованием виртуальной памяти для одновременной обработки нескольких программ и кэш-памяти для повышения производительности центрального процессора. Структурная организация БЭСМ-6 отличалась целым рядом особенностей, революционных для своего времени и предвосхитивших архитектурные особенности ЭВМ следующего поколения. БЭСМ-6 имела производительность порядка 1 млн. операций в секунду и возглавила список наиболее мощных ЭВМ в Европе. В ее конструкцию было заложено так много новых принципов, что она выпускалась серийно девятнадцать лет (с 1968 по 1987 год). Всего было выпущено 355 машин, а последняя БЭСМ-6 была демонтирована только в 1995 г. на московском вертолетном заводе Миля. БЭСМ-6 были оснащены крупнейшие академические (ВЦ АН СССР, ОИЯИ) и отраслевые (ЦИАМ, НИИ АС, НИИ ТП) научно-исследовательские институты, заводы и КБ.

БЭСМ-6

В 1967 г. выпущена модель ЭВМ «МИР-1», в которой был предусмотрен ввод с перфоленты и вывод на нее.

МИР-1 МИР-2

В 1969 г. в ЭВМ «МИР-2» впервые применен дисплей со световым пером, обеспечивающий оперативный вывод, контроль, редактирование информации и отображение на экране промежуточных и окончательных результатов решения задач. Использовалась внешняя память на магнитных картах; язык программирования – Аналитик (расширение языка Алмир). По сути дела, ЭВМ «МИР-2» представляла собой персональный компьютер.

В середине 1960-х годов в СССР коллективом Научно-исследовательского института электронных математических машин (НИЭМ) были разработаны первые бортовые цифровые вычислительные машины (БЦВМ).

Первой отечественной БЦВМ, полетевшей в космос стала БЦВМ «Аргон-11С», обеспечившая выполнение программы «Зонд» – облет и фотографирование поверхности Луны с возвращением космического аппарата на Землю. БЦВМ “Аргон-11С” положила начало созданию комплекса БЦВМ “Аргон”, включающему около 40 базовых унифицированных межвидовых БЦВМ и БЦВК. БЦВК “Аргон-16” стал базовым для транспортных космических кораблей серии «Союз» и грузовых – «Прогресс», для орбитальных космических станций «Салют», «Мир», для спутников серии “Космос”. Удачно выбранная структура БЦВК, исключившая функциональные отказы комплекса при штатной эксплуатации в составе объектов обеспечила долгую жизнь этого уникального комплекса – свыше 30 лет ведется серийное производство БЦВК «Аргон-16» и его модификаций. С начала серийного производства изготовлено 350 образцов БЦВК.

В 1970 г. появился первый серийный компьютер третьего поколения на интегральных микросхемах «Наири-3».

Вплоть до 70-х гг. XX в. создание ЭВМ в нашей стране велось самостоятельно, использовались идеи и разработки отечественных ученых и конструкторов. Дело в том, что вычислительная техника с самого момента ее появления стала стратегическим инструментом, который использовался для решения задач военно-промышленного комплекса. Поэтому все разработки в области вычислительной техники в СССР велись автономно и в условиях секретности. Когда занавес секретности был приоткрыт, появился соблазн использовать готовые зарубежные наработки.

В конце 60-х руководством страны было принято решение, имевшее, как показал ход дальнейших событий, катастрофические последствия – заменить все разнокалиберные отечественные разработки среднего класса на Единое Семейство ЭВМ на базе архитектуры IBM. Во второй половине 70-х годов, в качестве генеральной линии для мини- и микро-ЭВМ была утверждена архитектура PDP-11 также американской фирмы DEC. Объективных причин для такого решения не было никаких. Так или иначе, но с начала 70-х годов разработка средств вычислительной техники в СССР начала деградировать.

Были разработаны Единая Система ЭВМ (ЕС ЭВМ), Система Малых ЭВМ (СМ ЭВМ) и организовано их серийное производство.

К ЭВМ третьего поколения относились ЕС-1010, ЕС-1020, ЕС-1030, ЕС-1040, ЕС-1050, ЕС-1060.

К ЭВМ четвертого поколения относились ЕС-1015, ЕС-1025, ЕС-1036, ЕС-1045, ЕС-1055, ЕС-1065, ЕС-1066, СМ-1420, СМ-1600, ЕС-1840, ЕС-1842, персональные ЭВМ «Электроника МС 0501», «Электроника-85», «Искра-226», «Нейрон И9.66».

Роль ЕС ЭВМ в развитии отечественных компьютеров неоднозначна.

На начальном этапе появление ЕС ЭВМ привело к унификации компьютерных систем, позволило установить начальные стандарты программирования и организовывать широкомасштабные проекты, связанные с внедрением программ.

Ценой этого было повсеместное свёртывание собственных оригинальных разработок и попадание в полную зависимость от идей и концепций фирмы IBM, далеко не самых лучших по тому времени. Резкий переход от простых в эксплуатации советских машин к намного более сложным аппаратным и программным средствам IBM/360 привёл к тому, что многие программисты должны были преодолевать трудности, связанные с недоделками и ошибками IBM-ских разработчиков. Начальные модели ЕС ЭВМ по эксплуатационным характеристикам нередко уступали отечественным компьютерам того времени.

На более позднем этапе, особенно в 80-е, повсеместное внедрение ЕС ЭВМ превратилось в серьёзный тормоз для развития программного обеспечения, баз данных, диалоговых систем. После дорогостоящих и заранее спланированных закупок предприятия были вынуждены эксплуатировать морально устаревшие компьютерные системы. Параллельно развивались системы на малых машинах и на персональных компьютерах, которые становились всё более и более популярны.

С 1988-89 годов нашу страну наводнили зарубежные персональные компьютеры. Никакие меры уже не могли остановить кризис серии ЕС ЭВМ. Отечественная промышленность не смогла создать аналогов или заменителей ЕС ЭВМ на новой элементной базе. Экономика СССР не позволила к тому времени затратить гигантские финансовые средства для создания микроэлектронной техники. В итоге произошёл полный переход на импортные компьютеры. Были окончательно свёрнуты программы по разработке отечественных компьютеров.

В 1978 г. под руководством В.С. Бурцева. для создания сложных боевых систем разрабатывается первая высокопроизводительная полупроводниковая ЭВМ 5Э926 с повышенной структурной надежностью и достоверностью выдаваемой информации, основанной на полном аппаратном контроле вычислительного процесса. В этой ЭВМ впервые был реализован принцип многопроцессорности, внедрены новые методы управления внешними запоминающими устройствами, позволяющие осуществлять одновременную работу нескольких машин на единую внешнюю память. Все это дало возможность по-новому строить вычислительные управляющие и информационные комплексы для систем противоракетной обороны, управления космическими объектами, центров контроля космического пространства и другие.

В 1979 г. закончены работы по созданию многопроцессорного вычислительного комплекса «Эльбрус-1» общей производительностью 5,5 млн.опер./сек. Комплекс включал 10 процессоров и базировался на схемах средней интеграции. В этой машине советские ученые опередили американцев, создав симметричную многопроцессорную систему с общей памятью.