Когда был продан первый компьютер. Краткая история создания и развития компьютеров. Принципы работы компьютеров Конрада Цузе

Всего за несколько лет компьютеру удалось настолько плотно войти в жизнь человека, что представить свое существование без него стало практически невозможно. При его помощи можно не только набирать тексты, но и слушать музыку, смотреть фильмы, общаться в сети и многое другое. Даже представить сложно, что несколько десятков лет назад его просто не существовало! А ведь так оно и было до того, пока те, кто изобрел компьютер, не явили его миру.

Несомненно, сначала он был исключительно машиной для вычислений и использовался узким кругом ученых. Но сегодня персональный компьютер или ноутбук есть практически у всех. Вы пользуетесь ним каждый день, а вы знаете когда, где и кто изобрел компьютер? А ведь это довольно интересный вопрос. Давайте разберемся.

Когда и где изобрели компьютер?

Люди всегда стремились автоматизировать вычисления, чтобы облегчить этот трудоемкий процесс. Такие попытки предпринимались издавна: абак из старинные китайские счеты, известный антикитерский механизм из Греции - это все предшественники современного компьютера.

Над разработкой уже в новое время трудились многие знаменитые ученые: Лейбниц, Мюллер, Паскаль и другие. Итогом их трудов стало изобретение в 1820 году арифмометра.

Первое подобие компьютера появилось в Токио. В 1941 году была спроектирована и построена универсальная аналитическая которая могла выполнять поставленные задачи без участия человека. Z3 - так называлось это достижение науки.

Кто же создатель?

Да, первое подобие ПК было построено в Японии. Но кто же придумал его, кто изобрел компьютер? Мало кому известно, что еще в 19-м веке английский математик задумал и разработал план такой аналитической машины. Ему даже удалось создать ее прототип, но финансов для полной реализации проекта найти не удалось.

В 1946 году американская фирма ENIAC, руководствуясь проектами Маучли и Эккерта, сделала на транзисторах. Над его разработкой трудились около трех лет, потрачено полмиллиона долларов США. Данную машину можно было перепрограммировать и использовать для решения всевозможных задач. Однако такой компьютер оказался очень внушительным устройством. Он весил около 28 тонн и охлаждался при помощи авиационных двигателей! В 1971 году изобрели накопитель на гибком магнитном диске и первый микропроцессор.

Однако такие компьютеры были огромными и дорогущими аппаратами, которые могли позволить себе лишь крупные предприятия и государственные структуры…

Первый мини-аппарат в 1965 году создала компания Digital Equipment Corporation. Его назвали PDP-8, и по размерам он был не больше… холодильника. Далее последовали еще несколько моделей, но не намного меньше.

Кто изобрел персональный компьютер, который мы привыкли видеть?

Решающий шаг к тому, чем мы пользуемся сегодня, в 1976 году сделали двое молодых американцев - Возняк и Джобс. Они разработали устройство, предназначенное для видеоигр, которое еще и можно было программировать. Его назвали «Apple». Впоследствии создал корпорацию с аналогичным названием, которая взялась за производство персональных компьютеров.

Ну а в 1986 году фирмой IBM был сделан аппарат с 16-разрядным процессором Intel и программным обеспечением, разработанным фирмой Microsoft. Уже к началу 1990-х гг. именно эти аппараты превратились в предмет массового пользования.

Путь компьютера к знакомому нам сегодня устройству был достаточно долгим и трудным. Сегодня все гораздо проще. ПК есть практически в каждом доме, у некоторых и не по одному. И мы должны быть благодарны тем, кто изобрел компьютер и работал над его усовершенствованием. Ведь это устройство стало практически незаменимым для каждого из нас. Кому-то он необходим для работы, а кому-то для общения и просто хорошего времяпрепровождения.

К портативным вычислительным устройствам, когда они только появились, относились весьма скептически. Самый был создан после Второй мировой войны, 14 февраля 1946 года, американскими разработчиками. Он был крайне массивным и состоял из множества составных частей, а по своим программно-техническим свойствам недалеко уходил от калькулятора.

Создание самого первого компьютера ENIAC

Компания ENIAC вела долгую и скрупулезную работу по созданию портативного устройства. Конечно, их исследовательская деятельность была многогранна. Но и до них были попытки создания компьютера. Так, например, еще до создания многотонного ENIAC были опробованы аналогичные прототипы, но из-за технических недоработок их не смогли создать.

Ученые всего мира были озабочены созданием самого первого компьютера. Год окончания разработки приходится на 1946. Уже 14 февраля в демократических США представили публике компьютер ENIAC. По своим размерам он был похож на небольшой домик больше, чем на Его вес составлял около 30 тонн, а количеством электронных ламп можно было осветить небольшой город - их было 18 тысяч.

Немного о первом компьютере

При столь огромных габаритах вычислительная мощность составила 5000 операций в одну секунду. ENIAC проработал чуть больше 9 лет и отправился на переработку. Эту громадину создала группа из пяти инженеров. Как и технология интернет, создание самого первого компьютера было заказом военных. После его разработки и предварительного тестирования готовое изделие передали американским ВВС.

ЭВМ вытянулась в длину на семнадцать метров, а ее головная часть состояла из 765 тысяч деталей различного рода. Сумма разработки составляла около полумиллиона долларов. Высота машины находилась на отметке 2,5 метра. Находился аппарат в Гарварде. Однако дата создания первого компьютера формально приходилась на 1944 год, когда он впервые был испытан.

Параметры аппарата американского образца

Как и отмечалось ранее, ЭВМ образца 1946 года не доходила до уровня нынешних портативных компьютеров. А вот ее параметры и основные характеристики:

1. Компьютер весил больше 4,5 тонны.
2. Общая длина проводов в корпусе составляла 800 километров.
3. Синхронизирующий модули вычисления вал составлял в длину 15 метров.
4. На простейшие (сложение и вычитание) математические действия у ЭВМ уходило 0,33 секунды.
5. На деление приходилось 15,3 секунды, а умножал он чуть быстрее, всего за 6 секунд.

Колоссальные ресурсы были потрачены на создание самого первого компьютера. Год этого события - 1946.

Самые первые попытки создать примитивные электронно-вычислительные устройства

Ученый из Российской империи А. Крылов в 1912 смог разработать первую машину для вычисления сложных дифференциальных уравнений. Уже через 15 лет, в 1927, разработчики из Америки провели испытания первого

Даже нацисты занимались разработкой ЭВМ. За год до начала Второй мировой войны, в 1938 году, немецкий ученый Конрад Цузе создал цифровую модель компьютера с программирующей составляющей, ей присвоили название Z1. А в 1941 году "Зет первый" претерпел ряд модернизаций и получил итоговое название Z3. Эта модель куда больше напоминала современный портативный компьютер.

Доработка прототипа ABC

Разработчик Джон Атанасов из США в 1942 году вел разработку ЭВМ модели ABC. Но его призвали в армию, и создание компьютера приостановилось на некоторое время. Его модель начала проверять с целью изучения другая группа разработчиков во главе с Джоном Мокли. В результате он начал вести собственную работу по созданию компьютера ENIAC.

Он первый дал начало жизни двоичной системе исчисления, которая и по сей день используется в наших ПК. Изначальной целью компьютера была помощь военным в решении определенных задач. Они способствовали автоматизации вычислений при бомбометании артиллеристов и военно-воздушных сил.

Создание первого компьютера в СССР

Не отставал от мировых тенденций и Советский Союз. В лаборатории С.А. Лебедева разработали первую модель компьютера на всей территории Евразии. За первым успехом советского электронно-вычислительного строения последовали и другие, менее громкие, но крайне полезные для науки.

Советские ученые разработали и испытали малую электронную счетную машину, сокращенно МЭСМ. Она представляла собой макет более габаритного аппарата по вычислению.

По статистике количество компьютеров на нашей планете превышает два миллиарда, и с каждым днем эта цифра увеличивается. Сейчас сложно представить современный мир без компьютеров и программируемых устройств. Ежедневно мы запускаем компьютер для работы, общения, развлечений, пользуемся смартфонами, планшетами и другими умными девайсами. Все эти устройства – результат непрерывного развития компьютерных технологий. А с чего все начиналось? Каким был самый первый компьютер в мире? В этой статье мы немного углубимся в историю вычислительной техники.

История самого первого в мире компьютера

ENIAC – первое электронное устройство, которое можно было программировать для решения математических задач. ENIAC был создан в 1943 году в Пенсильванском университете для армии США. Его разработкой занимались ученый в области компьютерной инженерии Джон Преспер Эккерт и физик-инженер Джон Уильям Мокли.

Главной задачей компьютера ENIAC были расчеты баллистических таблиц стрельбы, которые были крайне необходимы артиллеристам во время войны. Таблицы стрельбы содержали информацию о расстоянии к цели, поправках прицела и другие важные расчеты. До появления первого в мире компьютера , эти таблицы составляли клерки с помощью арифмометров. Один клерк, или “вычислитель”, мог составить подобную таблицу за 4(!) года.

Естественно, для решения такой задачи нужно было достаточно мощное устройство. В апреле 1943 года проект “Электронный дифф. анализатор”, в последующем – ENIAC, презентовали на конференции Баллистической Лаборатории. После одобрения проекта, на создания ENIAC выделили больше 60 тысяч долларов США.

С 1943 по 1945 год под командованием Экерта и Мокли шла активная разработка ENIAC. Разработка была завершена в 1945 году, когда надобность в артиллерийских таблицах исчезла, т.к. война была окончена. США решили применять ENIAC для расчетов при создании термоядерного оружия, авиации, и даже прогноза погоды. На создание ENIAC США потратило 486 тысяч долларов.

Технические характеристики

Этот “монстр” весил 27 тонн, потреблял 174 кВт энергии, мог производить 5 тысяч операций сложения, или 357 раз умножать числа в секунду. Работал на частоте 100 КГц и имел объем памяти 20 число-слотов. Стоит заметить, что компьютер работал в десятичной системе счисления.

ENIAC состоял из семнадцати тысяч вакуумных ламп, около семи тысяч диодов, 1 500 реле, 70 000 резисторов и десять тысяч конденсаторов. Поломка хотя бы одной лампы или диода означала поломку всей системы. Это устройство работало без транзисторов, т.к. на то время их еще не было.

Программирование такого компьютера было очень сложным занятием. Более недели инженеры могли разрабатывать расчеты, которые машина производила за 5 минут. Из-за частых поломок, перегорания ламп и перегрева, ENIAC мог работать не более 20 часов подряд, выполняя большой объем работы.

Итог

ENIAC – это компьютер, разработанный в военных целях, который сделал большой прорыв в компьютерной инженерии. Электроника и ЭВМ начали активно развиваться благодаря ENIAC. Сейчас мы сидим за небольшим ноутбуком, или держим в руках смартфон и даже не задумываемся, что “предком” этого девайса было устройство, которое занимало площадь 200 м 2 и весило как трамвай.

Так когда же был изобретен первый компьютер? На этот вопрос нельзя дать однозначного ответа в связи с различными классификациями компьютеров. Первый механический компьютер, созданный Чарльзом Бэббиджем в1822 г., на самом деле не очень похож на то, что мы привыкли называть компьютером сегодня.

Когда впервые было использовано слово «компьютер»?

Слово «компьютер» был впервые использовано в 1613 году, и первоначально обозначало человека, который выполнял вычисления или какие либо расчеты. Определение компьютера носило то же значение, до конца 19-го века, пока промышленная революция не дала начало машинам, основной целью которых были вычисления.

Первый механический компьютер или концепция автоматической вычислительной машины.

В 1822 году, Чарльз Бэббидж разработал концепцию и приступил к разработке разностной машины (Difference Engine), которая считается первой автоматической вычислительной машиной. С этого началась история компьютера. Разностная машина была способна оперировать несколькими наборами чисел и выдавать бумажные копии результатов. В разработке разностной машины Бэббиджу помогала Ада Лавлейс, которая, по мнению многих, считается первым. К сожалению, из-за финансовых проблем, Бэббидж не смог закончить полномасштабную функциональную версию этой машины. В июне 1991 года, Музей науки в Лондоне построил Разностную машину № 2 в честь двухсотлетнего дня рождения Бэббиджа, а затем, в 2000 году завершил и печатающий механизм.

В 1837 году, Чарльз Бэббидж предложил первый программируемый вычислительный компьютер, который назывался Аналитическая машина. Аналитическая машина содержала блок арифметической логики (ALU), основной контроль потока, и встроенную память. К сожалению, из-за проблем с финансированием, этот компьютер так и не был построен при жизни Чарльза Бэббиджа. Только в 1910 году, Генри Бэббидж, младший сын Бэббиджа, смог завершить центральную часть этой машины по чертежам отца, которая оказалась в состоянии выполнять основные арифметические расчеты.

Первый компьютер с возможностью программирования.

Первый электро-механический двоичный программируемый компьютер Z1 был создан немецким инженером Конрадом Цузе в гостиной его родителей между 1936 и 1938 годами, и считается первым, действительно функциональным современным компьютером.

Машина Тьюринга была предложена Аланом Тьюрингом в 1936 и стала основой для теорий о вычислениях и компьютерах. Этот механизм распечатывал символы на перфоленте способом, который эмулировал человека после ряда логических инструкций. Без этих основных принципов у нас не было бы компьютеров, которые мы используем сегодня.

Первый электрический программируемый компьютер.

В декабре 1943 года был продемонстрирован первый электрический программируемый компьютер «Колосс» разработанный Томми Флауэрсом и использовался для расшифровки перехваченных немецких сообщений.

Первый в истории цифровой компьютер

Компьютер Атанасова-Берри — АВС был разработан профессором Атанасовым и аспирантом Клиффом Берри в 1937 году. Его разработка продолжалась до 1942 в Государственном колледже Айовы (теперь Университет штата Айова).
ABC была электрическим компьютером, который использовал вакуумные лампы для цифрового вычисления, включая двоичную математику и булеву логику и не имел процессора.
19 октября 1973 года, США федеральный судья Эрл Р. Ларсон подписал решение об отзыве патента ENIAC Дж Преспер Эккерта и Джона Мочли и назвал Атанасова изобретателем электронного цифрового компьютера.
ENIAC был изобретен Дж. Преспером Экертом и Джоном Мочли в Университете Пенсильвании и начал конструироваться в 1943 г и был завершен только в 1946 г. Он занимал около 1800 квадратных футов, и использовал около 18000 вакуумных трубок, весом почти 50 тонн. Несмотря на то, что судья постановил, что компьютер ABC был первым компьютером, многие все еще полагают, что ENIAC – это и есть первый компьютер, потому что он был полностью функциональным.

Первый компьютер с хранимой в памяти программой.

Британский компьютер, известный как EDSAC, принято считать первой электронно-вычислительной машиной, у которой программы хранились в памяти. Компьютер был запущен в работу 6 мая 1949 года и был первым ЭВМ, на котором выполнялась графическая компьютерная игра.
Примерно в то же время в Манчестерском университете Виктории разрабатывался другой компьютер под названием Manchester Mark 1 , который также мог выполнять сохраненные программы. Первая версия компьютера Марк 1 была введена в эксплуатацию в апреле 1949 года. В ночь 16-17 июня 1949 года Марк 1 был использован для запуска программы для поиска простых чисел Мерсенна, и за девять не сделал ни одной ошибки.

Первая компьютерная фирма.

Первой компьютерной фирмой была Electronic Controls Company, которая была основана в 1949 Дж. Преспером Экертом и Джоном Мочли, теми же людьми, которые помогали создавать компьютер ENIAC. Компания была позже переименована в EMCC или Eckert-Mauchly Computer Corporation и выпускала серию мэйнфреймовых компьютеров под именем UNIVAC.

Первая хранимая компьютерная программа

Первым компьютером, который был способен к хранению и выполнению программы из памяти был UNIVAC 1101 или ERA 1101, представленный правительству США в 1950 году.

Первый коммерческий компьютер.

В 1942, Конрад Цузе начал работать над Z4, который позже стал первым коммерческим компьютером. Компьютер был продан Эдуарду Штифелю, математику швейцарского федерального Технологического института Цюриха 12 июля 1950 года.

Первый компьютер компании IBM.

7 апреля 1953 года компания IBM публично представляла 701 — первый коммерческий научный компьютер компании.
Первый компьютер с оперативной памятью
8 марта 1955 года Массачусетский технологический институт MIT представил революционный компьютер «Вихрь» (Whirlwind), который был первым компьютером с RAM на ферритовых сердечниках и графикой в реальном времени.

Первый транзисторный компьютер

TX-O (Транзисторный Экспериментальный компьютер) является первым транзисторным компьютером, который был продемонстрирован в Массачусетском технологическом институте в 1956 году.

Первый мини-компьютер.

В 1960 Digital Equipment Corporation выпускала свой первый из многих компьютеров PDP, PDP-1.

Первый настольный компьютер и компьютер для массового рынка.

В 1964 на нью-йоркской Всемирной выставке был представлен общественности первый настольный компьютер Programma 101. Он был изобретен Пьером Джорджио Перотто и произведен компанией Olivetti. Приблизительно 44000 компьютеров Programma 101 были проданы, каждый по цене 3,200$.
В 1968 Hewlett Packard начала продавать HP 9100A, который, как полагают, был первым продаваемым на массовом рынке настольным компьютером.

Первая рабочая станция.

Несмотря на то, что этот компьютер никогда не продавался, первой рабочей станцией считают Xerox Alto, представленный в 1974 году. Компьютер был революционным для своего времени и включал полностью функциональный компьютер, дисплей и мышь. Этот компьютер, как и большинство компьютеров сегодня, использовал в качестве интерфейса своей операционной системы окна, меню и иконки. Многие из возможностей этого компьютера были продемонстрированы 9 декабря 1968 года.

Первый микропроцессор.

Первый микро-ЭВМ.

В 1973 году инженер Андре Трюонг Тронг Ти, вместе с Франсуа Жернелем, разработал компьютер Micral. Рассматриваемый как первый «микро-ЭВМ», он использовала процессор Intel 8008 и был первым коммерческим компьютерным без сборки. Первоначально продавался за $ 1,750.

Первый персональный компьютер.

В 1975 Эд Робертс ввел термин «персональный компьютер», когда он представил свое детище Альтаир 8800, несмотря на то, что первым персональным компьютером, как полагают многие, являлся KENBAK-1, представленный за 750$ в 1971 году. Компьютер полагался на серию переключателей для ввода данных и серию световых сигналов для вывода. Таким образом история компьютеров вышла на новый уровень.

Первый ноутбук или портативный компьютер

IBM 5100 является первым портативным компьютером, который был выпущен в сентябре 1975 года. Компьютер весил 55 фунтов (25 кг.) и имел пятидюймовый ЭЛТ-дисплей, накопитель на магнитной ленте, 1.9MHz PALM процессор и 64 КБ оперативной памяти.

Первым действительно портативным компьютером или ноутбуком является Осборн I, который был разработан Адамом Осборном и выпущен в апреле 1981 года. Осборн весил 24.5 фунта (11,1 кг.), имел 5-дюймовый дисплей, 64 Кбайта памяти, два 5 1/4-дюймовых дисковода для гибких дисков, работал на операционной системе CP/M 2.2, имел модем и стоил 1,795 долларов США.
Подразделение IBM PC (PCD) позже выпустило IBM — первый портативный компьютер, который весил 30 фунтов (13,6 кг.). Позже в 1986 году, IBM, PCD анонсировала первый ноутбук, весивший 12 фунтов (5,4 кг). Затем, в 1994, IBM представила IBM ThinkPad 775CD, первый ноутбук с интегрированным CD-ROM.

Первый компьютер Apple.

Apple I (Apple 1) был первым Компьютером Apple и продавался за 666.66$. Компьютер был разработан Стивом Возняком в 1976 году и оснащался 8-разрядным процессором и 4 Кб памяти с возможностью расширения до 8 или 48 Кб платами расширения. Несмотря на то, что Apple продавался полностью собранным он, все же не мог функционировать без источника питания, дисплея, клавиатуры и корпуса, которые продавались отдельно.

Первый персональный компьютер IBM.

IBM представляла свой первый персональный компьютер, названный IBM PC под кодовым названием Acorn в 1981 году. На нем был установлен 8088 процессор, 16 Кбайт памяти, которая расширялась до 256 кб, в качестве операционной системы использовалась MS-DOS.

Первый ПК клон.

МодельCompaq Portable , является первым клоном PC и был выпущен в марте 1983 года фирмой Compaq. Compaq Portable был на 100% IBM-совместимым и способным к выполнению любого программного обеспечения, разработанного для компьютеров IBM.

Первый мультимедийный компьютер.

В 1992 году, Тэнди Radio Shack стала одной из первых компаний по выпуску компьютеров на основе стандарта MPC с его введением M2500 XL / 2 и компьютеров M4020 SX.

Первая советская электронно-вычислительная машина была сконструирована и введена в эксплуатацию недалеко от города Киева. С появлением первого компьютера в Союзе и на территории континентальной Европы связывают имя Сергея Лебедева (1902-1974 гг.). В 1997 году ученая мировая общественность признала его пионером вычислительной техники, и в том же году Международное компьютерное общество выпустило медаль с надписью: «С.А. Лебедев - разработчик и конструктор первого компьютера в Советском Союзе. Основоположник советского компьютеростроения». Всего при непосредственном участии академика было создано 18 электронно-вычислительных машин, 15 из которых переросли в серийное производство.

Сергей Алексеевич Лебедев - основоположник вычислительной техники в СССР

В 1944-м, после назначения на должность директора Института энергетики АН УССР, академик с семьей переезжает в Киев. До создания революционной разработки остается еще долгих четыре года. Данный институт специализировался по двум направлениям: электротехническое и теплотехническое. Волевым решением директор разделяет два не совсем совместимых научных направления и возглавляет Институт электроники. Лаборатория института переезжает в предместье Киева (Феофания, бывший монастырь). Именно там и воплощается в жизнь давнишняя мечта профессора Лебедева - создать электронно-цифровую счетную машину.

Первый компьютер СССР

В 1948 году модель первого отечественного компьютера была собрана. Устройство занимало почти все пространство комнаты площадью в 60 м 2 . В конструкции было так много элементов (особенно нагревательных), что при первом запуске машины выделилось столько тепла, что пришлось даже разобрать часть кровли. Первую модель советского компьютера назвали просто - Малая Электронная Счетная Машина (МЭСМ). Она могла производить до трех тысяч счетно-вычислительных операций в минуту, что по меркам того времени было заоблачно много. В МЭСМ был применен принцип электронной ламповой системы, который уже апробирован западными коллегами («Колосс Марк 1» 1943 г., «ЭНИАК» 1946 г.).

Всего в МЭСМ было использовано порядка 6 тысяч различных электронных ламп, устройству требовалась мощность в 25 кВт. Программирование происходило за счет ввода данных с перфолент или в результате набора кодов на штекерном коммутаторе. Вывод данных производился посредством электромеханического печатающего устройства или путем фотографирования.

Параметры МЭСМ:

• двоичная с фиксированной запятой перед старшим разрядом система счета;
• 17 разрядов (16 плюс один на знак);
• емкость ОЗУ: 31 для чисел и 63 для команд;
• емкость функционального устройства: аналогичная ОЗУ;
• трехадресная система команд;
• производимые вычисления: четыре простейших операции (сложение, вычитание, деление, умножение), сравнение с учетом знака, сдвиг, сравнение по абсолютной величине, сложение команд, передача управления, передача чисел с магнитного барабана и пр.;
• вид ПЗУ: триггерные ячейки с вариантом использования магнитного барабана;
• система ввода данных: последовательная с контролем через систему программирования;
• моноблочное универсальное арифметическое устройство параллельного действия на триггерных ячейках.

Несмотря на максимально возможную автономную работу МЭСМ, определение и устранение неполадок все же происходило вручную или посредством полуавтоматического регулирования. Во время испытаний компьютеру было предложено решить несколько задач, после чего разработчики заключили, что машина способна производить вычисления, неподвластные человеческому разуму. Публичная демонстрация возможностей малой электронной счетной машины произошла в 1951 году. С этого момента устройство считается введенным в эксплуатацию первым советским электронно-вычислительным аппаратом. Над созданием МЭСМ под руководством Лебедева работало всего 12 инженеров, 15 техников и монтажниц.

Несмотря на ряд существенных ограничений, первый компьютер, сделанный в СССР, работал в соответствии с требованиями своего времени. По этой причине машине академика Лебедева было доверено проводить расчеты по решению научно-технических и народно-хозяйственных задач. Опыт, накопленный в процессе разработки машины, был использован при создании БЭСМ, а сама МЭСМ рассматривалась в качестве действующего макета, на котором отрабатывались принципы построения большой ЭВМ. Первый «блин» академика Лебедева на пути развития программирования и разработок широкого круга вопросов вычислительной математики не оказался комом. Машину применяли как для текущих задач, так и рассматривали прототипом более усовершенствованных аппаратов.

Успех Лебедева был высоко оценен в высших эшелонах власти, и в 1952 году академик получил назначение на руководящую должность института в Москве. Малая электронная счетная машина, произведенная в единичном экземпляре, использовалась до 1957 года, после чего устройство демонтировали, разобрали на составляющие и поместили в лабораториях Политехнического института в Киеве, где части МЭСМ служили студентам в лабораторных исследованиях.

ЭВМ серии «М»

Пока академик Лебедев работал над электронно-вычислительным устройством в Киеве, в Москве образовывалась отдельная группа электротехников. Сотрудники Энергетического института имени Кржижановского Исаака Брука (электротехник) и Башира Рамеева (изобретатель) в 1948 году подают в патентное бюро заявку на регистрацию проекта собственной ЭВМ. В начале 50-х Рамеев становится руководителем отдельной лаборатории, где и предназначалось появиться этому устройству. Буквально за один год разработчики собирают первый прототип машины М-1. По всем техническим параметрам это было устройство, намного уступающее МЭСМ: всего 20 операций в секунду, тогда как машина Лебедева показывала результат в 50 операций. Неотъемлемым преимуществом М-1 были ее габариты и энергопотребление. В конструкции использовано всего 730 электрических ламп, они требовали 8 кВт, а весь аппарат занимал лишь 5 м 2 .

В 1952-м году появилась М-2, производительность которой выросла в сто раз, а число ламп увеличилось лишь вдвое. Этого удалось достичь за счет использования управляющих полупроводниковых диодов. Но инновации требовали больше энергии (М-2 потребляла 29 кВт), да и площадь конструкция заняла в четыре раза больше, чем предшественница (22 м 2). Счетных возможностей данного устройства вполне хватало для реализации ряда вычислительных операций, но серийное производство так и не началось.

«Малютка» ЭВМ М-2

Модель М-3 снова стала «малюткой»: 774 электронные лампы, потребляющие энергию в размере 10 кВт, площадь - 3 м 2 . Соответственно, уменьшились и вычислительные возможности: 30 операций в секунду. Но для решения многих прикладных задач этого вполне было достаточно, поэтому М-3 выпускалась небольшой партией, 16 штук.

В 1960 году разработчики довели производительность машины до 1000 операций в секунду. Данную технологию заимствовали далее для электронно-вычислительных машин «Арагац», «Раздан», «Минск» (произведены в Ереване и в Минске). Эти проекты, реализованные параллельно с ведущими московскими и киевскими программами, показали серьёзные результаты уже позже, в период перехода ЭВМ на транзисторы.

«Стрела»

Под руководством Юрия Базилевского в Москве создается ЭВМ «Стрела». Первый образец устройства был завершен в 1953 году. «Стрела» (как и М-1) содержала память на электронно-лучевых трубках (МЭСМ использовала триггерные ячейки). Проект данной модели компьютера был настолько удачным, что на Московском заводе счетно-аналитических машин началось серийное производство этого типа продукции. Всего за три года было собрано семь экземпляров устройства: для пользования в лабораториях МГУ, а также в вычислительных центрах Академии наук СССР и ряда министерств.

ЭВМ «Стрела»

«Стрела» выполняла 2 тысячи операций в секунду. Но аппарат был весьма массивным и потреблял 150 кВт энергии. В конструкции использовалось 6,2 тысячи ламп и более 60 тысяч диодов. «Махина» занимала площадь в 300 м 2 .

БЭСМ

После перевода в Москву (в 1952 году), в Институт точной механики и вычислительной техники, академик Лебедев взялся за производство нового электронно-вычислительного устройства - Большой Электронной Счетной Машины, БЭСМ. Заметим, что принцип построения новой ЭВМ во многом был заимствован у ранней разработки Лебедева. Реализация данного проекта послужила началом самой успешной серии советских компьютеров.

БЭСМ осуществляла уже до 10 000 исчислений в секунду. При этом использовалось всего 5000 ламп, а потребляемая мощность составляла 35 кВт. БЭСМ являлась первой советской ЭВМ «широкого профиля» - её изначально предполагалось предоставлять учёным и инженерам для проведения расчетов различной сложности.

Модель БЭСМ-2 разрабатывалась для серийного производства. Число операций в секунду довели до 20 тысяч. После испытаний ЭЛТ и ртутных трубок, в данной модели оперативная память уже была на ферритовых сердечниках (основной тип ОЗУ на следующие 20 лет). Серийное производство, начавшееся на заводе имени Володарского в 1958 году, показало результаты в 67 единиц техники. БЭСМ-2 положила начало разработок военных компьютеров, руководивших системами ПВО: М-40 и М-50. В рамках этих модификаций был собран первый советский компьютер второго поколения - 5Э92б, и дальнейшая судьба серии БЭСМ уже оказалась связана с транзисторами.

Переход на транзисторы в советской кибернетике прошёл плавно. Особо уникальных разработок в этот период отечественного компьютеростроения не значится. В основном старые компьютерные системы переукомплектовывали под новые технологии.

Большая электронная счетная машина (БЭСМ)

Полностью полупроводниковая ЭВМ 5Э92б, спроектированная Лебедевым и Бурцевым, была создана под конкретные задачи противоракетной обороны. Она состояла из двух процессоров (вычислительного и контроллера периферийных устройств), имела систему самодиагностики и допускала «горячую» замену вычислительных транзисторных блоков. Производительность равнялась 500 тысячам операций в секунду для основного процессора и 37 тысяч – для контроллера. Столь высокая производительность дополнительного процессора была необходима, поскольку в связке с компьютерным блоком работали не только традиционные системы ввода-вывода, но и локаторы. ЭВМ занимала больше 100 м 2 .

Уже после 5Э92б разработчики снова возвратились к БЭСМ. Основная задача здесь - производство универсальных компьютеров на транзисторах. Так появились БЭСМ-3 (осталась в качестве макета) и БЭСМ-4. Последняя модель была выпущена в количестве 30 экземпляров. Вычислительная мощность БЭСМ-4 - 40 операций в секунду. Устройство в основном применялось как «лабораторный образец» для создания новых языков программирования, а также как прототип для конструирования более усовершенствованных моделей, таких как БЭСМ-6.

За всю историю советской кибернетики и вычислительной техники БЭСМ-6 считается самой прогрессивной. В 1965 году это компьютерное устройство было самым передовым по управляемости: развитая система самодиагностики, несколько режимов работы, обширные возможности по управлению удалёнными устройствами, возможность конвейерной обработки 14 процессорных команд, поддержка виртуальной памяти, кэш команд, чтение и запись данных. Показатели вычислительных способностей - до 1 млн операций в секунду. Выпуск данной модели продолжался вплоть до 1987 года, а использование - до 1995-го.

«Киев»

После того, как академик Лебедев отбыл в «Златоглавую», его лаборатория вместе с персоналом перешла под руководство академика Б.Г. Гнеденко (директор Института математики АН УССР). В этот период был взят курс на новые разработки. Так, зарождается идея создания компьютера на электронных лампах и с памятью на магнитных сердечниках. Он получил название «Киев». При его разработке впервые был применен принцип упрощенного программирования - адресный язык.

В 1956 году бывшую лебедевскую лабораторию, переименованную в Вычислительный центр, возглавил В.М. Глушков (сегодня данное отделение действует как Институт кибернетики имени академика Глушкова НАН Украины). Именно под началом Глушкова «Киев» удалось завершить и ввести в эксплуатацию. Машина остается на службе в Центре, второй образец компьютера «Киев» был приобретен и собран в Объединенном институте ядерных исследований (г. Дубна, Московская область).

Виктор Михайлович Глушков

Впервые в истории применения компьютерной техники, с помощью «Киева» удалось наладить дистанционное управление технологическим процессами металлургического комбината в Днепродзержинске. Заметим, что объект испытаний был удален от машины почти на 500 километров. «Киев» был вовлечен в ряд экспериментов по искусственному интеллекту, машинному распознаванию простых геометрических фигур, моделированию автоматов для распознавания печатных и письменных букв, автоматическому синтезу функциональных схем. Под руководством Глушкова на машине была апробирована одна из первых систем управления базами данных реляционного типа («Автодиректор»).

Хотя основу устройства составляли те же электронные лампы, у «Киева» уже было феррит-трансформаторное ЗУ с объемом в 512 слов. Также аппарат использовал блок внешней памяти на магнитных барабанах с общим объемом в девять тысяч слов. Вычислительная мощность этой модели компьютера в триста раз превышала возможности МЭСМ. Структура команд - аналогичная (трехадресная на 32 операции).

«Киев» имел собственные архитектурные особенности: в машине был реализован асинхронный принцип передачи управления между функциональными блоками; несколько блоков памяти (ферритовая оперативная память, внешняя память на магнитных барабанах); ввод и вывод чисел в десятичной системе счисления; пассивное запоминающее устройство с набором констант и подпрограмм элементарных функций; развитая система операций. Устройство производило групповые операции с модификацией адреса для повышения эффективности обработки сложных структур данных.

В 1955 году лаборатория Рамеева переехала в Пензу для разработки ещё одной ЭВМ под названием «Урал-1» - менее затратной, от того и массовой машины. Всего 1000 ламп с энергопотреблением в 10 кВт - это позволило существенно снизить производственные затраты. «Урал-1» выпускался до 1961-го года, всего было собрано 183 компьютера. Их устанавливали в вычислительных центрах и конструкторских бюро по всему миру. Например, в центре управления полётами космодрома «Байконур».

«Урал 2-4» также был на электронных лампах, но уже использовал оперативную память на ферритовых сердечниках, выполнял по несколько тысяч операций в секунду.

Московский государственный университет в это время проектирует собственный компьютер - «Сетунь». Он также пошел в массовое производство. Так, на Казанском заводе вычислительных машин было выпущено 46 таких компьютеров.

«Сетунь» - электронно-вычислительное устройство на троичной логике. В 1959 году эта ЭВМ со своими двумя десятками вакуумных ламп выполняла 4,5 тысячи операций в секунду и потребляла 2,5 кВт энергии. Для этого использовались феррито-диодные ячейки, которые советский инженер-электротехник Лев Гутенмахер опробовал ещё в 1954 году при разработке своей безламповой электронной вычислительной машины ЛЭМ-1.

«Сетуни» благополучно функционировали в различных учреждениях СССР. При этом создание локальных и глобальных компьютерных сетей требовало максимальную совместимость устройств (т.е. двоичная логика). Будущее компьютеров стояло за транзисторами, тогда как лампы оставались пережитком прошлого (как когда-то механические реле).

«Сетунь»

«Днепр»

В свое время Глушкова называли новатором, он не раз выдвигал смелые теории в области математики, кибернетики и вычислительной техники. Многие из его инноваций были поддержаны и внедрены в жизнь еще при жизни академика. Но всецело оценить тот весомый вклад, который сделал ученый в развитие этих направлений, помогло время. С именем В.М. Глушкова отечественная наука связывает исторические вехи перехода от кибернетики к информатике, а там - к информационным технологиям. Институт кибернетики АН УССР (до 1962 года - Вычислительный центр АН УССР), возглавляемый выдающимся ученым, специализировался на усовершенствовании компьютерной вычислительной техники, разработке прикладного и системного программного обеспечения, систем управления промышленным производством, а также сервисов обработки информации прочих сфер деятельности человека. В Институте были развернуты масштабные исследования по созданию информационных сетей, периферии и компонентов к ним. Можно с уверенностью заключить, что в те годы усилия ученых были направлены на «покорение» всех основных направлений развития информационных технологий. При этом любая научно обоснованная теория тут же воплощалась в жизнь и находила свое подтверждение на практике.

Следующий шаг в отечественном компьютеростроении связан с появлением электронно-вычислительного устройства «Днепр». Этот аппарат стал первым для всего Союза полупроводниковым управляющим компьютером общего назначения. Именно на базе «Днепра» появились попытки серийного производства компьютерно-вычислительной техники в СССР.

Эта машина была разработана и сконструирована всего за три года, что считалось очень незначительным временем для такого проектирования. В 1961 году произошло переоснащение многих советских промышленных предприятий, и управление производством легло на плечи ЭВМ. Глушков позже попытался объяснить, почему удалось так быстро собрать аппараты. Оказывается, еще на стадии разработок и проектирования ВЦ тесно сотрудничал с предприятиями, где предполагалось установить компьютеры. Анализировались особенности производства, этапность, а также выстраивались алгоритмы всего технологического процесса. Это позволило более точно запрограммировать машины, исходя из индивидуальных промышленных особенностей предприятия.

Было проведено несколько экспериментов с участием «Днепра» по удаленному управлению производствами разной специализации: сталелитейным, судостроительным, химическим. Заметим, что в этот же период западные конструкторы спроектировали аналогичный отечественному полупроводниковый компьютер универсального управления RW300. Благодаря проектированию и введению в эксплуатацию ЭВМ «Днепр» удалось не только сократить дистанцию в развитии компьютерной техники между нами и Западом, но и практически ступать «нога в ногу».

Компьютеру «Днепр» принадлежит еще одно достижение: устройство производилось и использовалось как основное производственно-вычислительное оборудование на протяжении десяти лет. Это (по меркам компьютерной техники) достаточно значительный срок, так как для большинства подобных разработок этап модернизации и усовершенствования исчислялся пятью-шестью годами. Эта модель компьютера была настолько надежной, что ей было доверено отслеживать экспериментальный космический полет шатлов «Союз-19» и «Аполлон», состоявшийся в 1972 году.

Впервые отечественное компьютеростроение вышло на экспорт. Также был разработан генеральный план строительства специализированного завода по производству вычислительной компьютерной техники - завод вычислительных и управляющих машин (ВУМ), расположенный в Киеве.

А в 1968 году небольшой серией была выпущена полупроводниковая ЭВМ «Днепр 2». Эти компьютеры имели более массовое назначение и использовались для выполнения различных вычислительных, производственных и планово-экономических задач. Но серийное производство «Днепр 2» было вскоре приостановлено.

«Днепр» отвечал следующим техническим характеристикам:

• двухадресная система команд (88 команд);
• двоичная система счисления;
• 26 двоичных разрядов с фиксированной запятой;
• оперативное запоминающее устройство на 512 слов (от одного до восьми блоков);
• вычислительная мощность: 20 тысяч операций сложения (вычитания) в секунду, 4 тысячи операций умножения (деления) в тех же временных частотах;
• размер аппарата: 35-40 м 2 ;
• энергопотребление: 4 кВт.

«Промінь» и ЭВМ серии «МИР»

1963 год становится переломным для отечественного компьютеростроения. В этот год на заводе по производству вычислительных машин в Северодонецке производится машина «Промінь» (с укр. - луч). В этом аппарате впервые были использованы блоки памяти на металлизированных картах, ступенчатое микропрограммное управление и ряд других инноваций. Основным назначением этой модели компьютера считалось произведение инженерных расчетов различной сложности.

Украинский компьютер «Промінь» («Луч»)

За «Лучом» в серийное производство поступили компьютеры «Промінь-М» и «Промінь-2»:

• объем ОЗУ: 140 слов;
• ввод данных: с металлизированных перфокарт или штекерный ввод;
• количество одномоментно запоминающихся команд: 100 (80 - основные и промежуточные, 20 - константы);
• одноадресная система команд с 32 операциями;
• вычислительная мощность – 1000 простейших задач в минуту, 100 вычислений по умножению в минуту.

Сразу за моделями серии «Промінь» появилось электронно-вычислительное устройство с микропрограммным выполнением простейших вычислительных функций - МИР (1965 г.). Заметим, что в 1967 году на мировой технической выставке в Лондоне машина МИР-1 получила достаточно высокую экспертную оценку. Американская компания IBM (ведущий мировой производитель-экспортер компьютерной техники в то время) даже приобрел несколько экземпляров.

МИР, МИР-1, а за ними вторая и третья модификации были поистине непревзойденным словом техники отечественного и мирового производства. МИР-2, например, успешно соревновалась с универсальными компьютерами обычной структуры, превосходящими ее по номинальному быстродействию и объему памяти во много раз. На этой машине впервые в практике отечественного компьютеростроения был реализован диалоговый режим работы, использующий дисплей со световым пером. Каждая из этих машин была шагом вперед на пути построения разумной машины.

С появлением этой серии устройств в работу был внедрен новый «машинный» язык программирования - «Аналитик». Алфавит для ввода состоял из заглавных русских и латинских букв, алгебраических знаков, знаков выделения целой и дробной части числа, цифры, показателей порядка числа, знаков препинания и так далее. При вводе информации в машину можно было пользоваться стандартными обозначениями элементарных функций. Русские слова, например, «заменить», «разрядность», «вычислить», «если», «то», «таблица» и другие использовались для описания вычислительного алгоритма и обозначения формы выходной информации. Любые десятичные значения можно было вводить в произвольной форме. Все необходимые параметры вывода программировались в период постановки задач. «Аналитик» позволял работать с целыми числами и массивами, редактировать введенные или уже запущенные программы, менять разрядность вычислений путем замены операций.

Символическая аббревиатура МИР была ни чем иным, как аббревиатура основного назначения устройства: «машина для инженерных расчетов». Эти устройства принято считать одними из первых персональных компьютеров.

Технические параметры МИР:

• двоично-десятичная система счисления;
• фиксированная и плавающая запятая;
• произвольная разрядность и длина производимых расчетов (единственное ограничение накладывал объем памяти - 4096 символов);
• вычислительная мощность: 1000-2000 операций в секунду.

Ввод данных осуществлялся за счет печатающего клавиатурного устройства (электрической машинки Zoemtron), идущего в комплекте. Соединение комплектующих происходило посредством микропрограммного принципа. В последствии благодаря этому принципу удалось усовершенствовать как сам язык программирования, так и прочие параметры устройства.

Супермашины серии «Эльбрус»

Выдающийся советский разработчик В.С. Бурцев (1927-2005 гг.) в истории отечественной кибернетики считается главным конструктором первых в СССР суперкомпьютеров и вычислительных комплексов для систем управления реального времени. Он разработал принцип селекции и оцифровки сигнала радиолокации. Это позволило произвести первую в мире автоматическую съемку данных с обзорной радиолокационной станции для наведения истребителей на воздушные цели. Успешно проведенные эксперименты по одновременному сопровождению нескольких целей легли в основу создания систем автонаведения на цель. Такие схемы строились на базе вычислительных устройств «Диана-1» и «Диана-2», разработанных под руководством Бурцева.

Далее группа ученых разработала принципы построения вычислительных средств противоракетной обороны (ПРО), что привело к появлению радиолокационных станций точного наведения. Это был отдельный высокоэффективный вычислительный комплекс, позволяющий с максимальной точностью производить автоматическое управление за сложными, разнесенными на большие расстояния объектами в режиме онлайн.

В 1972 году для нужд ввозимых комплексов противовоздушной обороны были созданы первые вычислительные трехпроцессорные машины 5Э261 и 5Э265, построенные по модульному принципу. Каждый модуль (процессор, память, устройство управления внешними связями) был полностью охвачен аппаратным контролем. Это позволило осуществлять автоматическое резервное копирование данных в случае, если происходили сбои или отказ в работе отдельных комплектующих. Вычислительный процесс при этом не прерывался. Производительность данного устройства была для тех времен рекордной - 1 млн операций в секунду при очень малых размерах (менее 2 м 3). Эти комплексы в системе С-300 по сей день используются на боевом дежурстве.

В 1969 году была поставлена задача разработать вычислительную систему с производительностью 100 млн операций в секунду. Так появляется проект многопроцессорного вычислительного комплекса «Эльбрус».

Разработка машин «запредельных» возможностей имела характерные отличия наряду с разработками универсальных электронно-вычислительных систем. Здесь предъявлялись максимальные требования как к архитектуре и элементной базе, так и к конструкции вычислительной системы.

В работе над «Эльбрусом» и рядом предшествующих им разработок ставились вопросы эффективной реализации отказоустойчивости и непрерывного функционирования системы. Поэтому у них появились такие особенности, как многопроцессорность и связанные с ней средства распараллеливания ветвей задачи.

В 1970 году началось плановое строительство комплекса.

В целом «Эльбрус» считается полностью оригинальной советской разработкой. В него были заложены такие архитектурные и конструкторские решения, благодаря которым производительность МВК практически линейно возрастала при увеличении числа процессоров. В 1980 году «Эльбрус-1» с общей производительностью 15 млн операций в секунду успешно прошел государственные испытания.

МВК «Эльбрус-1» стал первой в Советском Союзе ЭВМ, построенной на базе ТТЛ-микросхем. В программном отношении ее главное отличие - ориентация на языки высокого уровня. Для данного типа комплексов были также созданы собственная операционная система, файловая система и система программирования «Эль-76».

«Эльбрус-1» обеспечивала быстродействие от 1,5 до 10 млн операций в секунду, а «Эльбрус-2» - более 100 млн операций в секунду. Вторая ревизия машины (1985 год) представляла собой симметричный многопроцессорный вычислительный комплекс из десяти суперскалярных процессоров на матричных БИС, которые выпускались в Зеленограде.

Серийное производство машин такой сложности потребовало срочного развертывания систем автоматизации проектирования компьютеров, и эта задача была успешно решена под руководством Г.Г. Рябова.

«Эльбрусы» вообще 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. Созданием единой операционной системы для многопроцессорных комплексов руководил Б.А. Бабаян, в свое время отвечавший за разработку системного программного обеспечения БЭСМ-6.

Работа над последней машиной семейства, «Эльбрус-3» с быстродействием до 1 млрд. операций в секунду и 16 процессорами, была закончена в 1991 году. Но система оказалась слишком громоздкой (за счет элементной базы). Тем более, что на тот момент появились более экономически выгодные решения строительства рабочих компьютерных станций.

Вместо заключения

Советская промышленность была в полной мере компьютеризирована, но большое количество слабо совместимых между собой проектов и серий привело к некоторым проблемам. Основное «но» касалось аппаратной несовместимости, что мешало созданию универсальных систем программирования: у всех серий были разные разрядности процессоров, наборы команд и даже размеры байтов. Да и массовым серийное производство советских компьютеров вряд ли можно назвать (поставки происходили исключительно в вычислительные центры и на производство). В то же время отрыв американских инженеров увеличивался. Так, в 60-х годах в Калифорнии уже уверенно выделялась Силиконовая долина, где вовсю создавались прогрессивные интегральные микросхемы.

В 1968 году была принята государственная директива «Ряд», по которой дальнейшее развитие кибернетики СССР направлялось по пути клонирования компьютеров IBM S/360. Сергей Лебедев, остававшийся на тот момент ведущим инженером-электротехником страны, отзывался о «Ряде» скептически. По его мнению, путь копирования по определению являлся дорогой отстающих. Но другого способа быстро «подтянуть» отрасль никто не видел. Был учреждён Научно-исследовательский центр электронной вычислительной техники в Москве, основной задачей которого стало выполнение программы «Ряд» - разработки унифицированной серии ЭВМ, подобных S/360.

Результат работы центра - появление в 1971 году компьютеров серии ЕС. Несмотря на сходство идеи с IBM S/360, прямого доступа к этим компьютерам советские разработчики не имели, поэтому проектирование отечественных машин начиналось с дизассемблирования программного обеспечения и логического построения архитектуры на основании алгоритмов её работы.