В какой стране был создан компьютер м 3

Обновлено: 04.07.2024

Универсальная малогабаритная цифровая электронно-вычислительная машина М-3 по своим эксплуатационным характеристикам предназначалась для использования в условиях научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро. К числу задач, решаемых на машине М-3, относятся интегрирование обыкновенных дифференциальных уравнений и уравнений в частных производных (как линейных, так и нелинейных), решение систем линейных уравнений со многими неизвестными, решение алгебраических и трансцедентных уравнений и т. п.

Научный руководитель разработки — член-корреспондент АН СССР И.С. Брук.

Технический проект ЭВМ М3 был разработан в инициативном порядке в 1953 году сотрудниками лаборатории электросистем Энергетического института АН СССР, преобразованной в 1956 году в Лабораторию управляющих машин и систем (ЛУМС) АН СССР.

Основные разработчики технического проекта: Н.Я Матюхин (руководитель разработки), В.В. Белынский, Ю.Б. Пржиемский, Н.А. Дорохова, А.Б. Залкинд, Г.И. Танетов, А.Н. Патрикеев, А.П. Морозов.

Правительственного задания на создание вычислительной машины М-3 не было, поэтому не был решен и вопрос её изготовления. Судьбу машины решила заинтересованность трех академиков: А.Г Иосифьяна (ВНИИЭМ), В.А. Амбарцумяна (Академия наук Армении) и С.П. Королева, которые договорились с И.С. Бруком о совместном завершении работ и изготовлении трёх образцов машины на производственной базе ВНИИЭМ.

Разработчики ЛУМС АН СССР совместно с сотрудниками ВНИИЭМ и других заинтересованных организаций доработали технический проект, завершив доработку выпуском конструкторской документации для промышленного производства машины. В дополнение к разработчикам от ЛУМС к этой работе присоединились В.М. Долкарт, В.М. Каган, Т.П. Лопато, В.Н. Овчаренко, А.Я. Яковлев, Б.Б. Мелик-Шахназаров, А.П. Толмасов, В.А. Морозов, И.А. Скрипкин, А.В. Пипинов, В.Н. Семенова.

Организацию работ во ВНИИЭМе по доработке конструкторской и технологической документации, по подготовке производства, по разработке программного обеспечения, по подготовке и проведению Государственных испытаний осуществлял к.т.н. Б.М. Каган.

В 1956 году опытным производством ВНИИЭМ были изготовлены и с участием разработчиков отлажены три комплекта ЭВМ М-3. Первый головной образец был оставлен во ВНИИЭМе для подготовки и проведения Государственных испытаний, второй комплект получил Ереванский математический институт Академии наук Армении, третий комплект — организация С.П. Королева.

К этому времени было создано и необходимое программное обеспечение. Таким образом, на Государственные испытания ЭВМ М-3 предъявлялась с уже отработанным программным обеспечением. Государственные испытания успешно завершились в конце 1956 года. По результатам этих испытания вычислительная машина М-3 была рекомендована для серийного производства. Но планами существующих заводов-изготовителей производство машины М-3 не предусматривалось. Помогло случайное совпадение по срокам: именно в это время завершалось строительство Минского завода вычислительной техники, а загрузить его было нечем. Тогда состоялось решение Госплана СССР о передаче ЭВМ М-3 в серийное производство на этот новый завод. Так с 1958 года в Минске началось серийное производство машины М-3, которое продолжалось несколько лет. Затем конструкторская документация на заводе была переработана, и машина стала выпускаться с названием “Минск”.

По конструкторской документации ЭВМ М-3 и с технической помощью ВНИИЭМ в Армении была построена ЭВМ “Раздан”, первая ЭВМ в организованном в 1956 году Ереванском НИИ математического машиностроения. Таким образом, создание ЭВМ М-3 сыграло важную роль в становлении разработок и производства электронной вычислительной техники в Белоруссии и Армении. Значительный вклад в это внесли на Минском заводе Г.П. Лопато и в Ереванском НИИ математического машиностроения Г.Г. Мелик-Пашаев, получившие опыт в работе над ЭВМ М-3 во ВНИИЭМе.

Основные технические характеристики

Система представления чисел — с фиксированной запятой.
Количество двоичных разрядов — 30, кроме разряда знака, что соответствует 9 разрядам десятичных чисел.
Арифметический узел — параллельного типа.
Внутреннее ЗУ — на магнитном барабане с параллельным выбором ёмкостью 2048 чисел. *
Средняя скорость работы — 30 операций в секунду.**
Система кодирования — двухадресная.
Скорость ввода данных — 30 чисел в минуту трансмиттером Т-50, 1200 чисел в минуту фотоэлектрическим трансмиттером.
Скорость вывода информации — 30 чисел в минуту (результаты печатаются в десятичной или в восьмеричной системах)

*Объём запоминающего устройства может быть увеличен до 4096 чисел подключением второго шкафа ЗУ.

**Предусмотрена возможность подключения к машине отдельного шкафа быстродействующего ЗУ, что обеспечивает увеличение скорости работы в среднем до 1500-2000 операций в секунду.

Основные узлы машины

В состав машины М-3 входят четыре основных узла: арифметический узел АУ, программный датчик ПД, запоминающее устройство ЗУ и устройства ввода и вывода.

Арифметический узел (АУ) машины М-3 параллельного типа. Это позволяет получить более высокие скорости выполнения арифметических операций. Время выполнения основных арифметических операций в АУ машины М-3 следующие: сложение 60 мксек, вычитание 75-120 мксек, умножение 1900 мксек, деление 2000 мксек.

Арифметический узел состоит из четырех триггерных регистров А, В, С и Д. Регистр Д выполняет функции параллельного 30-разрядного сумматора и переносит единицы перед образованием суммы. По своим функциям он существенно отличается от остальных регистров. В нем происходит пробег единицы переноса перед сложением и поразрядное суммирование. Регистр С является связующим звеном АУ с другими узлами машины. Через регистр С передается информация в ЗУ при вводе, передаются коды инструкций программы из ЗУ в ПД, осуществляется перенос кодов из одной ячейки ЗУ в другую его ячейку и обеспечивается вывод информации из ЗУ к устройствам печати.

До начала арифметических операций числа в регистрах располагаются следующим образом: в регистре А — слагаемое, вычитаемое, множимое, делитель; в регистре В — слагаемое, уменьшаемое, делимое; в регистре С — множитель. Исходные числа при логическом умножении размещаются в регистрах А и С.

По окончании операции сумма, разность, произведение образуются в регистре В и передаются в регистр С. Частное и результат логического умножения образуются в регистре С и передаются в регистр В. Таким образом, во всех случаях по окончании действия результат находится в регистрах В С одновременно, где и сохраняются до следующего приёма в них. Это позволяет использовать результат, сохраненный в регистре В, при последующих операциях.

Устройство регистра А позволяет производить следующие элементарные операции:

параллельный приём информации из регистра С,
взятие обратного кода содержащейся в регистре информации,
гашение (установка на “0" всех триггеров) регистра.

В регистре В можно осуществить:

гашение регистра,
взятие обратного кода,
параллельный приём из регистра С,
параллельную передачу в регистр С.
сдвиг содержимого вправо и влево.

В регистре С можно осуществить:

гашение регистра,
параллельный приём из ЗУ,
параллельный приём из регистра В,
параллельную передачу в регистры А и В и в регистры СР и БО программного датчика,
последовательный ввод их УВВ и последовательно-параллельный вывод кодов из АУ в УВВ,
сдвиг содержимого вправо и влево,
образование результата логического умножения,
ручной набор информации в регистр.

Программный датчик ПД автоматически управляет узлами машины АУ, ЗУ, УВВ. В процессе решения задачи программный датчик в соответствии с программой извлекает числа из ЗУ, размещает их в регистрах АУ, выполняет над ними заданную операцию, направляет результат в нужную ячейку ЗУ и выводит его (печатает), если это задано инструкцией. В процессе выполнения этого цикла, соответствующего выполнению одной инструкции программы, определяется адрес инструкции, которая должна быть выполнена в следующем цикле. Все эти действия, соответствующие одной инструкции программный датчик выполняет в определенной последовательности в течение восьми тактов (0-7), причём содержание тактов изменяется в зависимости от выполняемой инструкции.

Программный датчик состоит из следующих блоков: местного программного датчика МПД, блока операций БО, распределителя импульсов РИ, селекционного регистра СР, пускового регистра ПР.

Блок МПД предназначен для управления арифметическим узлом при выполнении им следующих операций: сложение, вычитание, умножение, деление, ввод или вывод группами по 3 или 4 разряда, логическое умножение. В блоке МПД помещены также три триггера знака регистров А, В, и С.

Блок операций предназначен для хранения и расшифровки кода операций очередной инструкции программы, выполняемой машиной. Код операции расположен в 1-6 разрядах регистра С. Эти разряды связаны соответственно с 1-6 триггерами регистра блока операций. В соответствии с принятой системой кодов блок операции выдает в блоки МПД ив узел ввода-вывода команды, вызывающие выполнение операции, заданной инструкцией. Кроме того, блок выдает в ЗУ команду “запись” и в том случае, если инструкция предусматривала запись результатов операции. В противном случае по окончании операции БО посылает в блок распределения импульсов (РИ) команду “запуск” РИ, вызывающую начало следующего цикла работы.

Блок распределения импульсов (РИ). Машина М-3 работает асинхронно, т. е. в ней нет единых для всего устройства тактирующих импульсов, которые и определяли бы скорость работы. Каждый из узлов машины получает импульс-команду, выполняет заданные операции и посылает импульс-ответ, означающий, что операция выполнена и можно приступать к выполнению следующей операции. Получив ответ об окончании операции, блок РИ посылает в ЗУ команду чтения следующей инструкции и одновременно передает из ПР в СР адрес этой инструкции. После того как из ЗУ придет импульс ответа об окончании чтения инструкции, в зависимости от кода операции РИ посылает в блоки ЗУ, БО, СР, ПР, АУ, и МПД различные управляющие импульсы. Весь цикл работы РИ состоит из восьми тактов (О-7), число пройденных тактов отсчитывается счётчиком РИ. Содержание тактов может изменяться в зависимости от кода выполняемой инструкции.

Пусковой и селекционный регистры. Двенадцатиразрядные триггерные регистры ПР и СР предназначены для хранения и преобразования адресов чисел и команд, выбираемых из ЗУ. Каждый триггер СР связан через дешифраторы несоответствия с триггером счетчика маркерных импульсов ЗУ. Совпадение состояния регистра СР и текущего адреса в счётчике фиксируется схемой, и выполняется инструкция в зависимости от поданной в ЗУ команды. В регистре ПР в процессе выполнения данной инструкции образуется адрес следующей инструкции программы. Обычно инструкции следуют одна за другой в порядке их записи в ЗУ, поэтому в регистре ПР режим счётчика. Но в случае выполнения инструкций условного и безусловного переходов, когда адрес следующей инструкции не является следующим по порядку номеров, информация в ПР поступает из СР. Все импульсы, управляющие работой СР и ПР, поступают из блока РИ. Кроме этих основных функций регистры СР и ПР позволяют осуществлять остановку на нужном адресе и электронный вывод информации.

Технические данные запоминающего устройства

Ёмкость 2048 30-разрядных двоичных чисел.
Среднее время выбора 10 мсек
Плотность записи 3,2 имп./мм
Число оборотов 3000 в минуту
Диаметр барабана 216 мм
Ферромагнитный слой сплав никель-кобальт толщиной 3-5 мк
Частота маркерных импульсов 108 кГц

Устройство ввода и вывода данных

Устройство ввода. В машине М-3 ввод информации с бумажной перфоленты осуществляется с помощью трансмиттера Т-50. Информация, вводимая в машину, состоит из программы — последовательности инструкций, исходных цифровых данных и вспомогательных чисел. Коды инструкций всегда представляются в восьмеричной системе, а коды исходных данных и вспомогательных чисел могут быть представлены и в десятичной системе. Коды набивают на ленту на специальном перфораторе в бинарно-кодированном виде. Кроме кодов на ленте перфорируются “служебные знаки”, управляющие работой устройства ввода. Устройство ввода считывает информацию с ленты, расшифровывает её, представляет в двоичной системе и передает в запоминающее устройство. Ввод информации может быть автоматическим и ручным. Имеется возможность использовать для ввода информации фотосчитывающее устройство.

Устройство вывода . Вывод требуемых промежуточных и окончательных результатов производится на печатающее устройство — телетайп, который представляет собой электрическую печатающую машинку, имеющую ряд дополнительных механизмов: распределительный, дешифраторный, перфорационный и реле. Все эти механизмы во взаимодействии преобразуют комбинацию электрических сигналов, подаваемых на вход распределительного механизма, в удар одного из рычагов механизма печати. Наряду с печатью, перфорационный механизм может перфорировать печатающие знаки на ленте. В машине М-3 используется рулонный телетайп, снабженный реперфоратором, благодаря чему можно получать результаты вычислений на перфорированной ленте. Ленту можно использовать для долговременного хранения и последующего непосредственного ввода информации в машину. Управление печатью результатов с нужными интервалами и с определенным количеством столбцов осуществляется при помощи стандартных шаговых искателей ШИ-25/8. Имеется возможность электронного вывода информации. Электронный вывод предназначен для воспроизведения на экране осциллографа графика, на котором по оси ординат откладывается величина, пропорциональная пяти старшим разрядам выводимого числа, а по оси абсцисс — величина, пропорциональная числу прошедших выводов.

Электрическое питание машины М-3

Все напряжения подаются в шкафы машины с помощью гибких кабелей.

Конструкция машины М-3

Все оборудование машины размещено в трех шкафах и на одном передвижном столике. В главном шкафу № 1 размещены арифметический узел, программный датчик, электронный блок управления вводом и выводом и главный пульт. В шкафу № 2 расположено запоминающее устройство: магнитный барабан, усилители, схема управления запоминающим устройством. В шкафу № 3 размещено оборудование устройства питания: выпрямители, стабилизаторы, системы включения и, выключения и защиты машины. На подвижном столике установлены телетайп, пульт устройства ввода и вывода, трансмиттер, устройство фотоввода, блоки реле и шаговых искателей.

Схема расположения узлов и блоков машины М-3.

А — подвижной столик, Б — шкаф № 1, В — шкаф № 2, Г — шкаф № 3.

1 — арифметический узел АУ;
2 — главный пульт управления;
3 — блок операций БО;
4 — местный программный датчик МПД;
5 — электронный блок устройства ввода и вывода ЭУВВ;
6 — селекционный регистр СР;
7 — пусковой регистр ПР;
8 — блок распределения импульсов РИ;
9 — счётчик маркерных импульсов СМИ, схема сравнения и блок управления магнитной памятью УМП;
10 — усилители записи и чтения;
11 — магнитный барабан;
12 — стабилизаторы;
13 — пульты управления шкафом питания;
14 — выпрямители;
15 — телетайп;
16 — пульт устройства ввода и вывода;
17 — трансмиттер;
18 — устройство фотоввода;
19 — блоки реле и шаговых искателей.

Внешний вид машины М-3
1 — главный шкаф, 2 — шкаф запоминающего устройства, 3 — шкаф питания

Узлы машины смонтированы на дюралевых рамах, укрепленных на каркасе шкафов. В шкафу № 1 установлены три рамы, в шкафу № 2 — две рамы, Поле каждой рамы представляет решетку, на которой укрепляются стандартные посадочные площадки для сменных субблоков. Сменные субблоки имеют три основных габаритных размера: двухламповый — 90в48 в 120 мм, одноламповый — 60в48 в 120 мм и четырёхламповый — 208в48 в 120 мм. Субблок соединяется с площадкой при помощи разъёмов (20- или 14-контактного)

Для охлаждения ламп и отвода тепла во всех шкафах введена принудительная вентиляция. Система вентиляции — разомкнутая, воздух засасывается с нижней части каждой рамы через решетчатое окошко, проходит через ряды ламп и выбрасывается вентиляторами наружу.

Площадь, занимаемая отдельными узлами машины следующая;

шкаф № 1 (арифметический узел и устройство управления) — 1,1 кв. м
шкаф № 2 (запоминающее устройство) — 0,7 кв. м
шкаф № 3 (электрическое питание) — 0,9 кв. м
подвижный столик (устройства ввода и вывода) — 0,6 кв. м

Программирование задач

Система кодирования инструкций в М-3 -двухадресная. Код инструкции занимает все 30 разрядов чисел, кроме 31 разряда знака. Инструкция может иметь произвольный знак. Шесть старших разрядов инструкции отводятся под код операции, остающиеся 24 разряда — под код адресов, на каждый адрес по 12 разрядов Инструкции удобно кодировать в восьмеричной системе, объединяя каждые три двоичных разряда в один восьмеричный. Таким образом, коды операций имеют по два восьмеричных разряда, адреса — по четыре. Инструкции должны перфорироваться на ленте перфоратора и вводиться в машину также в восьмеричной системе. Ниже приводится структура кодов чисел и инструкций.

Структура кодов чисел и инструкций

Коды команд арифметических операций и логического умножения образуются следующим образом: вторая цифра кода означает вид операции (сложение, вычитание и др.), первая цифра указывает признак (необходимо ли произвести запись результата в запоминающее устройство и т.д.). Принятые значения кодирующих цифр следующие:

Электронные вычислительные машины того времени представляли из себя массивные конструкции весом в несколько тонн. Каждый новый этап развития ЭВМ был связан не только с техническим прогрессом, но и с программным. Взять хотя бы Windows, который пришел на смену "бездушному" DOS.

Именно IBM, годом основания которой считается 1889 год, внесла огромный вклад в развитие компьютерной техники. Ее прародительница, корпорация CTR (Computing Tabulating Recording) включала в себя сразу три компании и выпускала самое различное электрическое оборудование: весы, сырорезки, приборы учета времени. После смены директора в 1914 году компания начала специализироваться на создании табуляционных машин (для обработки информации). Спустя 10 лет CTR поменяло свое название на International Business Machines или IBM.

Еще в 1888 году инженер Герман Холлерит, основатель IBM, создал первую электромеханическую счетную машину - табулятор, который мог считывать и сортировать данные, закодированные на перфокартах (бумажных карточках с отверстиями). Его даже использовали при переписи населения в 1890 году в США.

При этом история компьютеров IBM началась спустя более полувека, в 1941 году, когда был разработан и создан первый программируемый компьютер "Марк 1" весом порядка 4,5 тонн, 17 метров в длину, 2,5 метра – в высоту. Президент IBM вложил в него 500 тысяч долларов. Впервые "Марк 1" был запущен в Гарвардском университете в 1944 году. Чтобы понять, насколько сложна была конструкция машины, достаточно сказать, что общая длина проводов составила 800 км. При этом компьютер осуществлял три операции сложения и вычитания в секунду.

Первое поколение ЭВМ

Первая ЭВМ, основанная на ламповых усилителях, под названием "Эниак" была создана в США в 1946 году. По размерам она была больше, чем "Марк 1": 26 метров в длину, 6 метров в высоту, а ее вес составлял около 30 тонн. При этом по производительности "Эниак" в 1000 раз превышала "МАРК-1", а на ее создание ушло почти 500 тысяч долларов. Но у нее были существенные недостатки: очень мало памяти для хранения данных и долгое время перепрограммирования – от нескольких часов и до нескольких дней.

Кстати, среди создателей "Эниак" был ученый Джон фон Нейман, предложивший архитектуру ЭВМ, заложенную в компьютерах с конца 1940-х до середины 1950-х годов. Именно он осуществил переход к двоичной системе счисления и хранению полученной информации.

В 1951 году появился первый коммерческий компьютер UNIVAC, и уже в 1952 году вышел "IBM 701". Это был первый крупный ламповый научный коммерческий компьютер, причем создали его достаточно быстро – в течение двух лет. Его процессор работал значительно быстрее, чем у UNIVAC - 2200 операций в секунду против 455. В одну секунду процессор "IBM 701" мог выполнять почти 17 тысяч операций сложения и вычитания.

Второе поколение ЭВМ

Второе поколение ЭВМ использовало в своей основе транзисторы, созданные в 1947 году. Это была очередная революция, в результате которой существенно уменьшились размеры и энергопотребление компьютеров, так как сами биполярные транзисторы в разы меньше вакуумных ламп.

В 1959 году появились первые компьютеры IBM на транзисторах. Они были надежны, и ВВС США стали использовать их в системе раннего оповещения ПВО. А в 1960 году IBM разработала мощную систему Stretch или "IBM-7030". Она была и вправду сильна – создатели добились 100-кратного увеличения быстродействия. В течение трех лет он был самым быстрым компьютером в мире. Однако со временем IBM уменьшила его стоимость, а вскоре и вовсе сняла с производства.

Третье поколение ЭВМ

Третье поколение компьютеров связано с использованием интегральных схем (в которых используется от десятков до сотен миллионов транзисторов), впервые изготовленных в 1960 году американцем Робертом Нойсом.

В 1964 году IBM объявила о начале работы над целой линейкой IBM System/360.

System/360 хорошо продавалась даже спустя шесть лет после анонса системы. За 6 лет IBM выпустила более 30 тысяч машин. Однако затраты на разработку System/360 были очень велики - около пяти миллиардов долларов. Таким образом, System/360 заложила фундамент для следующих поколений, первым из которых был System/370.

Четвертое поколение ЭВМ

Четвертое поколение связано с использованием микропроцессоров. Первый такой микропроцессор под названием "Intel-4004" был создан в 1971 году компанией Intel, до сих пор остающейся в лидерах. Спустя 10 лет IBM выпустила первый персональный компьютер, который так и назывался IBM PC. Самая дорогая конфигурация стоила 3000 долларов и предназначалась для бизнеса, а конфигурация за 1500 долларов – для дома.

Процессор Intel 8088 работал на частоте 4,77 МГц (сейчас этот показатель в тысячи раз больше), а объем ОЗУ - 64 кбайта (сейчас – в миллионы раз больше). Для хранения информации использовались 5,25-дюймовые флоппи-дисководы. Жесткий диск нельзя было установить из-за недостаточной мощности блока питания.

Интересно, что разработкой компьютера занимались всего четыре человека. Причем IBM не запатентовала ни операционную систему DOS, ни BIOS, что породило огромное количество клонов. Уже в 1996 году IBM уступило первое место по продажам ПК на ею же основанном рынке.

Несмотря на то, что современные гаджеты сильно отличаются по характеристикам от своего предшественника, все они относятся к тому же поколению ЭВМ.

Основные толчки для развития компьютеров дала наука (появление ламп, а затем транзисторов). В настоящее время распространяется ввод информации с голоса, общения с машиной на человеческом языке (приложение Siri в iPhone) и активная работа над роботами. Основное мнение, что будущее – за квантовыми компьютерами, которые будут использовать в своей основе молекулы и нейрокомпьютерами, использующими центральную нервную систему человека и непосредственно его мозг. Однако для того, чтобы эти технологии появились, необходимо досконально изучить эти системы.

17 котеек, которые напрочь забыли о своей фотогеничности

Будьте как дома: колумбийские курсанты встретили немецких в форме СС

Зачем в магазинах СССР продавцы прокалывали или надрывали чеки

Монстр и девушка: излюбленная тема фильмов ужасов середины 20 века

Делаем модное украшение: кольцо своими руками из бисера

"Я продолжу гонять": сын Пескова прокомментировал ДТП с участием знаменитого блогера

Потрясающие фотографии рок-звезд, сделанные Миком Роком

Девушка бросила работу и устроилась в цирк, чтобы залезать в стеклянные банки

Звезды и индейки: самые странные фото знаменитостей

Блогер за рулем BMW устроил страшную аварию на Кутузовском проспекте в Москве

«Или он, или я»: почему Михаил Ульянов отказывался сниматься с Иннокентием Смоктуновским

Активистам, пытавшимся проверить QR-коды у сотрудников Роспотребнадзора, грозит штраф

Как жестокий отец Маколея Калкина позавидовал сыну и чуть не сломал ему жизнь

Он снялся в “Ворошиловском стрелке”, потому что очень боялся за свою внучку

«Совпадение? Не думаю!»: странные исторические совпадения, заставляющие верить.

История одной забытой экспедиции, перевернувшей представления о древней Сибири

«Совпадение? Не думаю!»: странные исторические совпадения, заставляющие верить в судьбу. Часть 1

Школьники решили пощекотать себе нервы, перебегая дорогу в неположенном месте

Мужья-приколисты, с которыми никогда не бывает скучно

Американские туристы рассказали о самых больших своих разочарованиях

В Нью-Йорке построят супервысокий "перевернутый" небоскреб

В Питере продают многоквартирный дом вместе с жильцами

Сколько золота нашли кладоискатели во время золотой лихорадки в Аляске?

Почему в Первую мировую в Германии запретили сосиски, и причем тут дирижабли

Секс, ложь и алкоголь: как скандалы ставят крест на карьерах знаменитостей

Сравнение размеров звездолетов из известных фантастических фильмов

Фотограф, который познакомил мексиканцев с их родиной

Беспорядки во Франции: демонстранты нападают на силовиков

Суд в США оправдал подростка, застрелившего во время погромов двух BLM-активистов

"Я буду долго гнать велосипед": печальная предыстория хита Александра Барыкина

Компьютер ЭНИАК Вклад в появление самой первой сложной вычислительной машины внесли многие разработчики, работающие в разных странах. Это усложняет ответ на вопрос, кто изобрел первый компьютер в мире. Однозначно первый изобретенный ПК стал прорывом в сфере техники, а потому данная тема заслуживает особого внимания.

Первый компьютер в мире – какой он?

В 40-х годах прошлого столетия функционировало сразу несколько компьютеров, которые можно назвать первыми. Однако еще в 1822 году изобретатель Чарльз Бэббидж выпустил счетную машину, которую с большой натяжкой можно назвать компьютером. Уже в 1941 году компанией IBM при участии математика Говарда Эйксона была разработана и выпущена усовершенствованная машина «Марк 1» (по чертежам Чарльза Бэббиджа). Это первый в США программируемый аппарат, который применялся для разработки военного оборудования.

Конрад Цузе – немецкий разработчик, в 1939 году создавший машину, которая имела название Z1. Это первое электромеханическое устройство, предназначенное для вычисления аэродинамических характеристик самолета.
Алан Тьюринг – разработал знаменитую машину, способную расшифровать коды немецкого аппарата «Энигма». Англичане построили более 200 таких компьютеров, каждый весил 2,5 тонны.
Джон Атанасов – американскому инженеру удалось изобрести первую полностью электронную установку в 1942 году. Машина была способна решать линейные уравнения, ее даже признала «первым компьютером» судебная власть США в 1973 году.
Джон Мокли – в 1946 г. разработал мощный электронный компьютер ЭНИАК, предназначенный для расчета баллистических таблиц. Данные операции ранее выполнялись людьми вручную. Машина была способна совершать аналогичные вычисления в 2600 раз быстрее.

Именно ЭНИАК считается первым полноценным компьютером, который является полностью вычислительным устройством. Аналоги были у британцев, однако по приказу Черчилля, информация о них была засекречена, а сами машины уничтожены. Компьютер ЭНИАК был громоздким и неудобным в работе, программирование осуществлялось путем переключения кабелей.

ЭНИАК

Так кто придумал первый компьютер?

Родоначальником принято называть именно Чарльза Бэббиджа, который увлекался вычислительными науками с молодого возраста. На основании многолетних трудов он изобрел механизм, способный выполнять сложения разностным методом. Его разработка состояла из множества громоздких шестеренок.

Чарльз Бэббидж Аппарат путем применения десятичных схем счисления выдавал точный результат в течение минуты. Разработчик Чарльз Бэббидж за свои труды был вознагражден Британской субсидией, общая сумма дотаций составила 17 000 фунтов стерлингов. Эти деньги были пущены на модернизацию аппарата, однако финансирования не хватило для завершения новых проектов.

Конрад Цузе – разработчик первого электромеханического программируемого аппарата.
Джон Атанасов – разработал электронный непрограммируемый компьютер.
Алан Тьюринг – создал универсальную техническую схему.
Джон Мокли – сконструировал первую ЭВМ.
Джон фон Нейман – описал архитектуру (устройство хранение информации), которая стала базовой для всех современных компьютеров.

Кто создал первый компьютер в России?

Советские разработчики впервые сконструировали компьютер в 1948 году. Придумал электронную счетную машину профессор Лебедев, в конструировании участвовали 20 инженеров и 10 помощников.

Отечественная машина занимала площадь в 60 кв.м. В ее конструкции присутствовало так много ламп и кабелей, что при запуске машина выделяла слишком много тепла. Инженерам даже пришлось разобрать часть крыши, чтобы свежий воздух охлаждал компоненты. Как называлась машина? Довольно незамысловато – МЭСМ.

МЭСМ

Компьютерный механизм был способен совершать до 3 тысяч вычислений в минуту. В конструкцию было встроено 6 тысяч ламп, каждая потребляла 25 кВт.

Как выглядели первые компьютеры?

«МАРК 1» был в длину 17 метров, высотой более 2 метров. Машина имела стальной каркас, вес компьютера составлял 4,5 тонны. Общая протяженность проводов превышала 750 км. ЭНИАК весил свыше 27 тонн, потреблял в среднем 170 кВт электроэнергии.

МАРК-1

Первый настольный ПК выглядел менее устрашающе и спокойно помещался на рабочем столе. Programma 101 был разработан итальянцем Пьером Джорджио Перотто, использовался для расчетов посадки Apollo 11 на Луну.

Programma-101

На заре появления компьютерной техники Советский Союз чувствовал себя довольно уверенно. В первой половине 1950-х годов советские ЭВМ были лучшими в Европе, уступали только некоторым американским коммерческим образцам. Электронные вычислительные машины широко использовались для решения различных задач, в первую очередь для проведения расчетов. Они находили применение в научной сфере и промышленности. Интерес к ЭВМ стали проявлять военные. Первые советские военные компьютеры, появившиеся в конце 1950-х годов, использовались в системах ПРО и ПВО страны.

Создание первых советских ЭВМ

Разработка не осталась незамеченной, и уже в 1950 году Сергей Алексеевич Лебедев перебрался в Москву, в Институт точной механики и вычислительной техники АН СССР (ИТМиВТ). В столице ученый приступил к разработке ещё более продвинутой ЭВМ, которая вошла в историю как Большая (быстродействующая) электронно-счётная машина (БЭСМ-1). Главным конструктором новой ЭВМ был именно академик Сергей Алексеевич Лебедев, который быстро подобрал и объединил коллектив единомышленников, в том числе из подающих большие надежды студентов. В частности, на практику в институт были направлены студенты МЭИ Всеволод Бурцев и Владимир Мельников, которые в будущем сами станут выдающимися отечественными инженерами, учеными и проектировщиками в области создания электронно-вычислительной техники.

Разработка БЭСМ-1 была полностью завершена к 1953 году. Всего была собрана одна ЭВМ, сборка осуществлялась на Московском заводе счётно-аналитических машин. Собранная в одном единственном экземпляре ЭВМ предназначалась для решения крупных производственных и научных задач. Одновременно с этим она послужила базой для разработки будущих ещё более мощных ЭВМ, а также специализированных компьютеров военного назначения.

Основоположником советской отрасли вычислительной техники Сергей Алексеевич Лебедев

Стоит отметить, что в начале 1950-х годов СССР справедливо считался одним из лидеров в области разработки ЭВМ. С точки зрения сегодняшнего дня это звучит как минимум необычно, так как к концу своего существования СССР это преимущество растерял, а современная Россия в области создания компьютерной техники безнадежно отстала от наиболее развитых стран мира. Однако на заре становления ЭВМ всё обстояло иначе. Собранная в 1953 году БЭСМ-1 являлась самой быстродействующей электронно-вычислительной машиной в Европе и одной из наиболее быстродействующих машин во всем мире. По быстродействию и объему памяти этот первый советский суперкомпьютер на октябрь 1953 года уступал лишь коммерческой модели американской компании IBM – IBM 701, поставки которой заказчикам начались в декабре 1952 года.

Помимо этого, электронно-вычислительная машина получила долговременное запоминающее устройство (ДЗУ) на полупроводниковых диодах, ёмкость устройства также составляла 1024 слова. В ДЗУ хранилась часть наиболее часто встречающихся подпрограмм и констант.

Дополнительно БЭСМ-1 могла работать с накопителями информации на магнитных лентах: четырех блоках, рассчитанных на 30 тысяч слов каждый, и на промежуточном накопителе на двух магнитных барабанах, которые обеспечивали хранение 5120 слов каждый. Скорость обмена информации с барабаном достигала 800 чисел в секунду, с магнитной лентой — до 400 чисел в секунду. Ввод информации в БЭСМ-1 осуществлялся при помощи фотосчитывающего устройства на перфоленте, а вывод информации производился на специальное электромеханическое печатное устройство. При этом системное программное обеспечение в машине отсутствовало.

Внешне это была достаточно массивная вычислительная машина, на создание которой ушло примерно пять тысяч электронных ламп. Конструктивно данная советская ЭВМ монтировалась на одной основной стойке, отдельно размещалась стойка ДЗУ, а также шкаф питания, так как компьютер потреблял достаточно большое количество электроэнергии – до 30 кВт (это без учета системы охлаждения). Немаленькими были и размеры ЭВМ: занимаемая площадь равнялась почти 100 квадратных метров.

Возможности ЭВМ решили использовать в системе ПРО

Появление первой советской полноценной ЭВМ БЭСМ-1 совпало с началом эпохи разработки в Советском Союзе собственной системы противоракетной обороны (ПРО). Впервые об этом в нашей стране заговорили еще в августе 1953 года. Именно тогда семь маршалов обратились к министерствам и институтам с поручением о создании средств борьбы с баллистическими ракетами противника. Такое оружие дальнего радиуса действия справедливо рассматривалось в качестве основного средства доставки ядерных зарядов к военным и промышленным объектам противоборствующих стран. Для надежного перехвата ракет необходимы были современные РЛС и новые компьютеры, которые отвечали бы за расчеты и управление радиолокационными станциями.

Специально под создание советской системы ПРО в составе КБ-1 образовали новое специальное конструкторское бюро — СКБ-30. Тогда же советская научная база и промышленность расширили кооперацию в области разработки средств, которые могли решать научно-технические задачи. В частности, ИТМиВТ Академии наук СССР получил специальное задание от КБ-1 на создание новой цифровой машины, которая по своему быстродействию должна была превзойти предыдущие образцы и стать сердцем системы управления РЛС дальнего сопровождения целей.

К 1956 году первые работы по проектированию нового комплекса были завершены, защита эскизного проекта экспериментальной системы ПРО состоялась в марте. В том же году Министерство обороны СССР выдало разрешение не постройку ГНИИП-10 – Государственного научно-исследовательского испытательного полигона, который решено было разместить в безлюдной казахской пустыне Бетпак-Дала, между западным берегом известного озера Балхаш и нижним течением рек Сарысу и Чу. Экспериментальный комплекс ПРО и новый противоракетный полигон были тесно завязаны между собой, главным конструктором всей системы стал член-корреспондент Академии наук СССР Григорий Кисунько. Одновременно с этим директор ИТМиВТ академик Сергей Лебедев выдал техническое задание на создание новой вычислительной машины, которая получила обозначение М-40 и изначально предназначалась для системы «А». Система «А» – кодовое название первого в Советском Союзе комплекса стратегической ПРО.

Задание на разработку нового суперкомпьютера получили две группы разработчиков, одну из которых возглавил Всеволод Бурцев. Обе группы успешно справились с поставленной задачей. К 1958 году были готовы две новых электронно-вычислительных машины М-40. Сборка компьютеров производилась специалистами Загорского электромеханического завода.

Первый военный компьютер М-40

На момент своего создания машина М-40 стала самой быстродействующей среди всех советских ЭВМ, которые производились в стране серийно. При этом Всеволод Бурцев предложил и реализовал на практике ряд очень важных для развития отечественной компьютерной техники решений. В военном компьютере М-40 впервые были реализованы на практике принципы распараллеливания вычислительного процесса на уровне аппаратных средств электронно-вычислительной машины. Все основные устройства М-40 (арифметическое, управления внешней памятью, ОЗУ, управления) получили автономные узлы управления и могли работать параллельно. Также впервые в СССР был реализован мультиплексный канал передачи данных. Это решение позволило без замедления вычислительного процесса ЭВМ осуществлять прием и выдачу полученной информации и данных сразу с 10 асинхронно работающих каналов, общая пропускная способность которых оценивалась в один миллион бит/с.

М-40, как и дальнейшая её модернизация, М-50 (50 тысяч операций с плавающей запятой), представляли собой сложные военные комплексы управления РЛС дальнего сопровождения и точного наведения на цель противоракет. Они отвечали за расчеты, необходимые для построения траекторий и наведения противоракет на баллистические ракеты противника. 4 марта 1961 года на специально созданном полигоне «А» в Казахстане был осуществлен первый в мировой и отечественной истории успешный перехват баллистической ракеты. Система, за расчеты траектории противоракеты в которой отвечал компьютер М-40, сумела перехватить баллистическую ракету Р-12. Перехват был осуществлен в 60 километрах от места пуска противоракеты. Согласно данным регистрирующей аппаратуры, промах противоракеты составил 31,8 метра влево и 2,2 метра по высоте при допустимом радиусе поражения 75 метров. Осколочный заряд противоракеты В-1000 успешно разрушил боеголовку Р-12, которая содержала весовой имитатор ядерного заряда.

Говоря о технических аспектах военного компьютера М-40, можно отметить, что он был создан на смешанной элементной базе, в которой использовались и электронные лампы, и ферриты, и полупроводниковые транзисторы и диоды. При этом быстродействие машины выросло до 40 тысяч операций в секунду с фиксированной запятой, что примерно в 4 раза превышало пиковые значения для БЭСМ-1. Первая полноценная военная ЭВМ получила оперативную память на ферритовых сердечниках общей емкостью 4096 40-разрядных слов. Внешняя память представляла собой магнитный барабан, рассчитанный на 6 тысяч слов. Военная ЭВМ М-40 работала в комплексе с аппаратурой процессора обмена с абонентами системы и аппаратурой хранения времени.

За создание и успешные испытания комплекса, мозгом которого были компьютеры М-40 и М-50, коллектив ведущих разработчиков ЭВМ М-40 был удостоен престижной Ленинской премии. Её получили Сергей Лебедев и Владислав Бурцев.

Читайте также: