В 1984 г. успешно завершены государственные испытания десятипроцессорного многопроцессорного вычислительного комплекса «Эльбрус-2» производительностью 125 млн. опер./сек.

«Эльбрусы» несли в себе ряд революционных новшеств. Суперскалярность процессорной обработки, симметричная многопроцессорная архитектура с общей памятью, реализация защищенного программирования с аппаратными типами данных – все эти возможности появились в отечественных машинах раньше, чем на западе. Особо надо выделить создание единой операционной системы для многопроцессорных комплексов. Одной из важнейших задач этой ОС было управление параллельно выполняющимися процессами и их синхронизация. С целью дальнейшего повышения производительности комплекса были решены фундаментальные вопросы построения многопроцессорных систем, такие как исключение взаимного влияния модулей на общую производительность, обеспечение обезличенной работы модулей и их взаимной синхронизации.

«Эльбрус-2»

Основным заказчиком этих комплексов был военно-промышленный комплекс Машины работали в целом ряде важных систем, связанных с обработкой радиолокационной информации, на них считали в номерных Арзамасе и Челябинске, ими комплектовалась обработка данных в центре управления полетами. На некоторых крупных объектах «Эльбрусы» функционируют и по сей день.

В конце 80-х гг. в рамках программы «Эльбрус» была создана микроэлектронная копия БЭСМ-6 – суперЭВМ «Эльбрус-Б», на которой можно было работать в системе команд БЭСМ-6. Этих машин было выпущено немного, не более десятка экземпляров, из них четыре стояли в вычислительном центре МГУ. Благодаря им эстафетная палочка богатейшего математического обеспечения БЭСМ-6 была передана в 80–90-е годы.

В 1991 г. успешно завершен первый этап государственных испытаний ЭВМ «Эльбрус-3-1» на базе модульных конвейерных процессоров – МКП. В нём была существенно усовершенствована архитектура, особенно важной была появившаяся возможность эмулировать код микропроцессоров Intel, что позволяло использовать громадный объём западного программного обеспечения. Но «Эльбрус-3» был изготовлен лишь в нескольких экземплярах, и то в упрощённом варианте. Заложенная в нём технология ко времени его создания слишком устарела.

В 1996 г. завершено изготовление опытного образца ЭВМ «Эльбрус-90 Микро».

В 2001 г. в России введен в строй 768-процессорный суперкомпьютер МВС-1000М, обеспечивающий производительность в 1 Терафлопс. Он установлен в Межведомственном суперкомпьютерном центре и используется в исследованиях и разработках месторождений полезных ископаемых, в проектировании новых авиационно-космических систем, ядерной энергетике и энергетическом машиностроении, а также при создании новых материалов с заданными свойствами.

Рубеж 2004-2005 гг. ознаменовался важными событиями для отечественной вычислительной техники. Успешно завершены государственные испытания микропроцессора «МЦСТ-R500» и типовые испытания построенных на его основе пяти новых модификаций современного высокопроизводительного многопроцессорного вычислительного комплекса «Эльбрус-90микро». Все типы ВК "Эльбрус-90микро" могут работать не только под управлением собственной ОС, базирующейся на ОС Solaris, но и под управлением операционных систем МСВС и Linux.

Подводя итоги выполнения проекта "Эльбрус-90микро", следует отметить, что основным результатом работ следует считать тот факт, что Российская армия и оборонная промышленность получили современный вычислительный комплекс, превышающий миллиардный порог производительности, отвечающий требованиям заказчика по информационной безопасности и технологической независимости.

Другим важным событием явилось завершение разработки и передача в производство современного микропроцессора «Эльбрус». В микропроцессоре "Эльбрус" реализованы новые отечественные технологии:

Ÿ технология явного параллелизма на основе широкого командного слова (до 23 команд за один такт);

Ÿ технология битовой компиляции;

Ÿ технология защищенного программирования;

Ÿ аппаратная поддержка технологии защищенного программирования и битовой совместимости.

Микропроцессор МЦСТ-R500

Микропроцессор "Эльбрус". Опытный образец.

29 октября 2007 г. комиссия по проведению государственных испытаний, включающая ведущих специалистов научно-исследовательских организаций Министерства обороны РФ, Российской академии наук и российской промышленности в области вычислительной техники, заключила, что микропроцессор «Эльбрус» и вычислительный комплекс «Эльбрус-3М1» на его основе, их архитектура, общее программное обеспечение являются оригинальной отечественной разработкой, отражающей современные тенденции развития вычислительной техники. По архитектурно-логическим и программным решениям ВК «Эльбрус-3М1» находится на современном мировом уровне, а по ряду решений превосходит его.

Создан первый высокопроизводительный универсальный микропроцессор с отечественной архитектурой и программным обеспечением, включающим оптимизирующий компилятор с языков C/C++, оптимизирующий компилятор, позволяющий автоматически распараллеливать программы и достичь рекордного для универсальных микропроцессоров соотношения производительности к мощности.

ВК «Эльбрус-3М1» обеспечивает эффективную программную совместимость с платформой Intel х86, позволяя выполнять на нем произвольные коды для архитектуры Intel, включая коды операционной системы и оставаясь лицензионно независимым.

Аппаратными и программными средствами ВК поддерживаются режим реального времени и режим защищенного исполнения программ, объектно-ориентированное программирование, что позволяет использовать ВК «Эльбрус-3М1» в масштабных проектах с участием больших коллективов разработчиков и со сжатыми сроками создания надежного программного обеспечения.

Результаты испытаний показали высокие характеристики эксплуатационной надежности и производительности ВК «Эльбрус-3М1», он является наиболее производительным из существующих универсальных отечественных ВК, реализованных на отечественных микропроцессорах.

Создание ВК «Эльбрус-3М1» – это крупное достижение отечественной вычислительной техники.

Контрольные вопросы

1. Дайте характеристику основных этапов развития вычислительной техники.
2. Сформулируйте, в чем заключается принципиальное значение вычислительных инструментов, предложенных Паскалем, Бэббиджем.
3. Раскройте содержание термина "булева алгебра".
4. Что такое архитектура фон Неймана?
5. Приведите классификацию компьютеров по функциональному назначению.
6. Представьте классификацию языков программирования.
7. Перечислите основные характеристики персонального компьютера.
8. Охарактеризуйте изменение элементной базы компьютеров при смене их поколений.
9. Какие причины обусловили появление компьютеров четвертого поколения?
10. Какие классы современных персональных компьютеров вы можете перечислить?

1. Расскажите о первой механической вычислительной машине, способной автоматически выполнять четыре арифметических действия, кто создал эту машину?

2. Перечислите основные принципы построения программируемой аналитической вычислительной машины и назовите автора этой идеи.

3. Какие устройства входили в состав программно-управляемой машины Бэббиджа?

5. Как повлияло появление транзисторов на характеристики и структуру ЭВМ?

6. Какие основные этапы прошла в своем развитии вычислительная техника?

7. Какой принцип положен в основу квалификации поколений эволюционного развития средств обработки информации?

8. Кто создал первый релейный компьютер, воплотивший идеи Бэббиджа, какая система счисления использовалась в компьютере, какие блоки включал в себя компьютер?

9. На какой элементной базе был выполнен компьютер ENIAC, какие в нем использовались устройства, как задавался порядок вычислений?

10. Перечислите основные черты компьютеров первого поколения.

11. Перечислите основные черты компьютеров второго поколения. 12. Перечислите основные черты компьютеров третьего поколения.

13. Перечислите основные черты компьютеров четвертого поколения.

14. Что представляет собой суперкомпьютер, назовите векторно-конвейерные суперкомпьютеры, расскажите, какие блоки входили в состав суперкомпьютера Cray1, какую производительность имел процессор компьютера Cray1?

15. Расскажите об общих тенденциях развития архитектуры суперкомпьютеров.

16. Определите основные требования к компьютерам пятого поколения.

17. Что такое нейрокомпьютер и на какой основе он может быть реализован?

18. На чем основаны квантовые вычисления и как их можно реализовать?

19. Как развивалась технологическая база вычислительной техники и как технология влияет на развитие человеческого общества?

20. Как эволюционировала элементная база компьютеров от поколения к поколению?

21. Когда микрокомпьютеры стали доступны для широкого домашнего применения?

22. Для каких поколений компьютеров характерно широкое использование интегральных схем?

1) Назовите самые первые устройства для счета.

2) Какой вклад в развитие вычислительной техники внес Б. Паскаль?

3) Кто изобрел первый универсальный программируемый компьютер?

4) Что нового создал Г. Холлерит?

5) Кто автор первой полностью электромеханической программируемой цифровой машины Z1?

6) Как шло развитие вычислительной техники, начиная с 40-х годов XX века?

Литература

1. Алексеев А.П.Информатика 2007. М.:Солон-пресс, 2007. – 608 с.

2. Знакомьтесь: компьютер.– М.: «Мир», 1989.– 240 с.

3. Беляев М.А., Лысенко В.В., Малинина Л.А. Основы информатики: Учебник для студентов вузов. – Ростов н/Д: Феникс, 2006.– 352 с. – (Высшее образование)

4. Полунов Ю.Л. От абака до компьютера: Судьбы людей и машин Т.1.– М.:Русская редакция, 2004

5. Полунов Ю.Л. От абака до компьютера: Судьбы людей и машин Т.2. Книга для чтения по истории вычислительной техники