Под его руководством были разработаны эвм стрела урал один

Иллюстрация: Мининский университет / Wikimedia Commons / Habr / Annie для Skillbox Media

Любитель научной фантастики и технологического прогресса. Хорошо сочетает в себе заумного технаря и утончённого гуманитария. Пишет про IT и радуется этому.

Башир Искандарович Рамеев родился в Башкортостане, в деревне Баймак. Родословная его была, по советским временам, подозрительной. Дед — богатый золотопромышленник, иначе говоря — буржуй. Отец — квалифицированный горный инженер, выпускник одной из самых престижных немецких академий во Фрайберге, в 1938 году был осуждён как враг народа.

На момент ареста Рамеев-младший учился в Московском энергетическом институте. Под давлением ректората ему пришлось бросить учёбу, поэтому высшего образования он так и не получил.

Рамеев пытался найти работу, но «сына врага народа» никуда не брали. Лишь в 1940 году он наконец устроился техником в московский Центральный НИИ. Помогли юношеские увлечения радиотехникой — с 1935 года Башир Искандарович был участником Всесоюзного общества изобретателей.

С началом войны он добровольно отправился на фронт в составе батальона Министерства связи СССР. Воевал на Первом Украинском фронте до 1944 года, когда его освободили от службы и командировали на восстановление народного хозяйства.

Первым послевоенным местом работы стал ЦНИИ №108, которым руководил академик Аксель Берг. Он помог Рамееву восполнить пробелы в математике, физике и электротехнике.

Через три года молодой инженер услышал по радио об ЭВМ ENIAC, созданной под руководством легендарного Алана Тьюринга.

Загоревшись идеей сделать отечественный аналог этой машины, Рамеев обратился к Бергу с просьбой инициировать работу над проектом. Тот рекомендовал его коллеге — членкору АН СССР Исааку Бруку. Под его патронажем Башир Искандарович поступил инженером-конструктором в Лабораторию электросистем Энергетического института АН СССР.

Уже через год работы на новом месте Рамеев под руководством Брука создал первый в СССР прототип компьютера — автоматическую цифровую электронную машину.

Это была абстрактная ЭВМ, которая умела выполнять математические операции с двоичными числами. Управлялась она через специальный программный датчик, позволявший записывать программы на перфоленту, подавать их машине на считывание и выводить результаты обратно на перфоленту.

Однако после первого успеха работа приостановилась: в 1949 году учёного вновь призвали в армию и отправили преподавать радиолокацию в школе подводников на Дальнем Востоке. Служил Рамеев недолго.

Уже через год по приказу министра машиностроения Паршина его назначили заведующим лабораторией СКБ-245 московского завода САМ. Лаборатория занималась производством цифровых вычислительных машин. Министр лично поручился за учёного и даже ходатайствовал о том, чтобы ему дали доступ к секретным сведениям о советских разработках.

Через некоторое время Рамеев предоставил схему «Стрелы» — первой советской ЭВМ. Идею новой машины они вместе с Бруком заложили ещё на прошлом месте работы. В «Стреле», по задумке Башира Искандаровича, вместо реле использовались электронные лампы, а вычислительное устройство и блок памяти были выполнены в виде магнитных барабанов.

Первый образец «Стрелы» прошёл государственные испытания и получил «одобрение к производству». Всего выпустили семь таких ЭВМ, которые разместили в ведущих советских научных центрах: Институте прикладной математики АН СССР, ВЦ АН СССР и вычислительных центрах министерств по атомной энергетике и космическим исследованиям.

За эту разработку Рамеева наградили Государственной премией СССР.

Вскоре учёный возглавил новый проект — по созданию ЭВМ «Урал-1», которую разрабатывали на Пензенском заводе ВЭМ. Рамеев стал заместителем директора по научной работе Пензенского НИИ управляющих вычислительных машин, собрал группу молодых талантливых инженеров и приступил к работе.

«Урал-1» вышел в свет в 1957 году. Эта малая ЭВМ для инженерных расчётов имела следующие характеристики:

• скорость работы — 100 операций в секунду;
• оперативная память в виде магнитного барабана на 1024 слова по 36 разрядов каждое;
• одноадресная система команд;
• способность обрабатывать числа с фиксированной точкой;
• внешняя память на магнитной ленте на 40 тысяч слов.

Позже вышли «Урал-2», «Урал-3» и «Урал-4». Все они были ламповыми, с ферритовой оперативной памятью и внешней памятью на магнитных барабанах (64 тысячи слов) и магнитной ленте (260 тысяч слов).

Кроме того, на заводе создали другие специализированные ЭВМ:

• «Погода» — для расчёта метеорологических данных;
• «Гранит» — для вычисления вероятностных характеристик по результатам геологических наблюдений;
• «Кристалл» — для проведения рентгеноструктурного анализа кристаллов.

За все достижения Рамееву в 1962 году присвоили докторскую степень без защиты диссертации. Так он стал чуть ли не единственным доктором наук без высшего образования.

Проанализировав недочёты «Уралов», Башир Искандарович взялся их улучшать. В результате появились ЭВМ второго поколения: «Урал-11», «Урал-14» и «Урал-16».

Рамеев переделал практически всё: интерфейсы, архитектуру, структуру и принципы унификации. Главным новшеством новых «Уралов» стал унифицированный полупроводниковый комплект элементов «Урал-10». С его помощью получилось автоматизировать производство машин. Всего на пензенском заводе выпустили несколько миллионов таких комплектов.

Новые «Уралы» строились на общей конструктивной, технологической и схемной базе, с одними и теми же устройствами ввода, вывода и хранения информации. Во всех ЭВМ использовался единый входной и выходной алфавит, а также кодировка информации на перфокартах и магнитных лентах.

Рамеев отмечал, что его инженеры впервые в истории СССР предложили формально описывать системы команд, чтобы архитектура системы была понятна всем — и системным программистам, и конструкторам ЭВМ.

Машины следующих модификаций — «Урал-21» и «Урал-25» — строились на интегральных схемах и обладали многопроцессорной архитектурой.

К концу 1960-х «Уралы» использовали практически везде — в вычислительных центрах НИИ, в банках, на заводах и военных объектах. На их основе даже создали специальные системы «Банк» и «Строитель» и несколько систем обработки данных со спутников.

Рамеев считал, что для создания нового, прорывного поколения ЭВМ нужно объединить работы учёных из разных коллективов. Он верил, что международное сотрудничество продвинет разработки СССР в области ЭВМ на один уровень с IBM и даже вытолкнет часть её продукции с рынка Восточной Европы. Так родился проект «Единая Система ЭВМ» — ЕС ЭВМ.

Параллельно учёный вёл активные переговоры с британской компанией ICL. Производитель мейнфреймов согласился передать советской стороне документацию на ПО для машин System 4 и планировал выделить специалистов для помощи в их освоении.

Однако советская власть думала по-другому: вместо разработки ЕС ЭВМ решили закупать IBM-360.

После этой неудачи Рамеев попросил освободить его от обязанностей заместителя генерального конструктора ЕС ЭВМ. Оставшуюся часть карьеры он занимался тестированием новых советских компьютеров, а новые разработки оставил окончательно.

К счастью, время расставило всё на свои места, и современное русскоязычное IT-сообщество оценило вклад Башира Искандаровича в развитие индустрии куда выше, чем чиновники в СССР. Его имя, наряду с именем Брука, упоминают на всех торжественных мероприятиях, посвящённых Дню информатики — 4 декабря. В его честь установлена мемориальная доска на главном здании НПП «Рубин», где он провёл самые продуктивные годы. Его именем в Пензе названы улица, проезд в микрорайоне «Заря-1» и Технопарк высоких технологий. Не забывают учёного и на малой родине, в Поволжье: открывшемуся в конце августа 2022 года казанскому IT-парку также присвоено имя Башира Рамеева.

Научитесь: Профессия Веб-разработчик
Узнать больше

1. Ученый, имя которого связано с созданием лаборатории по разработке ЭВМ, названной МЭСМ (Малая электронная счетная машина); создатель первого компьютера в континентальной Европе.                                                                                     2. Под его руководством были разработаны: «Стрела», «Урал-1»                                            3. Он является одним из зачинателей теоретического и системного программирования, создателем Сибирской школы информатики. Его существенный вклад в становление информатики как новой отрасли науки и нового феномена общественной жизни широко признан в нашей стране и за рубежом.                                                                                                                                                     4. Изобретатель гипертекста.                                                                                                            5. Изобретатель «мыши», но не только.                                                                                                                                                                                    6. Автор проекта первой электронно-счетной машины                                                                      7. Изобретатель, впервые продемонстрировавший работу устройства под управлением перфокарт.                                                                                                                 8. Изобретатель счетного устройства. В честь его назван язык программирования.

Серийная ЭВМ “Стрела”

«Стрела» — советская ЭВМ первого поколения, которая являлась одной из первых отечественных вычислительных машин. Главным конструктором был Юрий Яковлевич Базилевский, а его заместителем — Башир Искандарович Рамаев. ЭВМ «Стрела» принадлежала к классу больших машин, обладающих высокоразвитой и логически законченной структурой. Это обеспечивало большую производительность при решении сложных и громоздких по объему вычислений задач. Кроме того «Стрела» была также первенцем среди машин, выпускаемых промышленностью серийно. Предшествующие ей модели изготавливались в единственных экземплярах.

В начале 50-х гг. Б.И. Рамеев начал разработку эскизного проекта цифровой электронной вычислительной машины. После рассмотрения техническим советом СКБ-245, проект ученого был утвержден. Примечательно, что это произошло в первый день выхода на работу будущего главного конструктора машины Ю.Я. Базилевского, назначенного руководителем отдела цифровых машин СКБ-245.

Башир Искандарович Рамеев (1918 — 1994 гг.) — советский ученый-изобретатель, разработчик первых советских ЭВМ (Стрела, Урал-1). Доктор технических наук. Лауреат Сталинской премии.

Юрий Яковлевич Базилевский (1912 — 1983 гг.) — советский ученый, главный конструктором ЭВМ «Стрела» и автоматизированного вычислительного комплекса для системы противовоздушной обороны «Даль-111». Был героем Социалистического труда, лауреатом Сталинской премии.

Команда разработчиков ЭВМ «Стрела» состояла из специалистов: главного конструктора Ю.Я. Базилевского, зам. главного конструктора Б.И. Рамеева, конструкторов Г.М. Прокудаева, А.М. Литвинова, Д.А. Жучкова, А.В. Шилейко, основных исполнителей А.П. Цыганкина, Н.Б. Трубникова, Б.Ф. Мельникова, Г.Д. Монахова, И.Ф. Лыгина, Л.А. Ларионовой, А.М. Ларионова, Е.Т. Семеновой и других.

Структура СКБ-24

В конце 40-х — начале 50-х гг. на базе Московского завода счетно-аналитических машин (САМ) было создано СКБ-245. Данная аббревиатура расшифровывалась, как специальное конструкторское бюро разработки и обеспечения изготовления средств вычислительной техники и систем управления военного назначения. В организации функционировало 6 отделов, которые обозначались номерами (в связи с полной секретностью).

В 1-м отделе обеспечивали секретность разработок и осуществлял проверку все структуры. Ежедневно сотрудникам других отделов выдавались чемоданы с бумагами и прошитыми, пронумерованными, опечатанными тетрадями, которые по окончанию рабочего дня сдавались. Во 2-ом отделе проводились работы по аналоговым вычислительным средствам. Разработкой вычислительной машины «Стрела» занимался 3-й отдел, под руководством Ю.Я. Базилевского. 4-й отдел был математическим, находился под руководством И.А. Глузберга (а позже — Д.А. Жучкова). Он занимался разработкой стандартных программ для «Стрелы» и проводил оценки выполнения операций. Материальным обеспечением лежало на 5-м отделе. А 6-й — разрабатывал дифференциальный анализатор, им руководил А.А. Бедняков. Со временем были организованы и другие отделы.

Разработка «Стрелы»

Работа по созданию «Стрелы» велась с невероятным энтузиазмом. Интерес сотрудников подогревало своеобразное соперничество с ИТМиВТ АН СССР, где в это же время разрабатывалась БЭСМ.

Михаил Авксентьевич Лесечко — директор завода САМ и начальник СКБ-245, отдал работе весь свой неподражаемый талант организатора. За несколько ночей проводилось монтирование аппаратуры для охлаждения огромных помещений, в которых для отладки устанавливали собранные устройства «Стрелы».

В 6-м отделе, занимающимся непосредственно разработкой «Стрелы», было несколько лабораторий. Б.И. Рамеев руководил лабораторией, отвечающей за арифметическое устройство и блок оперативной памяти, а также устройство умножения-деления. Б. Зайцев разрабатывал блок сложения-вычитания. Еще была лаборатория Г.М. Прокудаева, которая разрабатывала внешние запоминающие устройства на электронных трубках. Внешними устройствами занималась лаборатория Трубникова.

На фото основные создатели машины “Стрела”: Б.И. Рамеев, В.В. Александров, Ю.Я. Базилевский, Д.А. Жучков, А.П. Цыганкин, стоят Ю.Ф. Щербаков, Н.Б. Трубников, Г.М. Прокудаев, Б.Ф. Мельников, Г.Я. Марков и И.Ф. Лыгин.

Стоит также отметить, что разработка «Стрелы» проходила в рекордно короткие сроки. Проект стартовал в начале пятидесятого года. В конце 1951 г. документацию передали на завод САМ и уже в 1952 г. первый экземпляр машины был готов к отладке. Сотрудники СКБ-245 разрабатывали не только логику, но конструировали, рассчитывали все элементы.

В 1953 г. комиссии по Сталинским премиям была представлена работающая ЭВМ «Стрела». Ей удалось обойти БЭСМ Лебедева за счет большей подготовленности к промышленному выпуску. Кроме того разработка «Стрелы» требовала меньше средств. Поэтому премию дали СКБ-245.

Архитектура и принципы работы

В «Стреле» использовалось около 6000 электронных ламп и несколько десятков тысяч полупроводниковых выпрямителей (диодов).

В процессе работы

Машина «Стрела» была собрана на трех основных стойках, расположенных в виде буквы «П». Она делилась на стойку арифметического устройства (справа), стойку внешнего накопителя и некоторых вспомогательных устройств (слева) и стойку оперативного запоминающего устройства и управления (посередине). Пульт ручного управления, устройства ввода данных и вывода результатов размещался по центру. Он позволял оператору запускать и останавливать машину, следить за ходом выполнения команд программы, а также вводить в оперативное запоминающее устройство и выводить из него отдельные числа (данные и команды) во время остановки машины.

Устройство для подготовки перфокарт состояло из клавишного устройства и входного перфоратора. Это позволяло оператору с помощью клавиш набивать на перфокартах нужную информацию. После чего подготовленная колода вынималась из входного перфоратора и помещалась в устройство ввода данных (читающее) машины. Далее данные вводились в оперативное запоминающее устройство (емкостью до 2048 слов). Результаты решения задачи передавались в виде электрических сигналов в выходной перфоратор и там представлялись в виде системы отверстий на перфокартах.

Лента магнитная от ЭВМ «Стрела», ширина 125 мм Политехнический музей

Производительность машины достигала 2000 трехадресных операций в секунду. Арифметическое устройство выполняло арифметические операции (сложение, вычитание, умножение) и ряд дополнительных операций (вычитание модулей чисел, сдвиг числа, выделение части числа и др.).

На внешнем накопителе имелось два блока с магнитной лентой шириной 125 мм и длиной до 100 м. Числа располагались на магнитной ленте группами по зонам. То есть на каждой ленте могли быть 253 зоны различного размера, при этом на каждой ленте размещалось до 100 000 чисел. Всего внешний накопитель мог вмещать до 200 000 чисел.

Принцип взаимодействия узлов ЭВМ (Журнал «Знание-сила» №7, 1956 г.)

Особенностью «Стрелы» была гибкость системы команд. Можно было создавать библиотеки прикладных программ разнообразного тематического направления объемом до 100 миллионов команд. Осуществлялось это благодаря наличию нескольких типов групповых арифметических и логических операций, условных переходов, сменяемых стандартных программ, системы контрольных тестов и организующих программ. «Стрела» являлась образцом оригинальных решений в элементной базе. В этой ЭВМ впервые реализовалось матричное исполнение блока умножения на диодах. Также впервые использовалось оперативное ЗУ на 43 специализированных запоминающих электронно-лучевых трубках. Кроме того, в последней модификации появился накопитель на магнитном барабане емкостью 4096 слов, имеющий частоту вращения 6000 об./мин.

Характеристики ЭВМ «Стрела»

Быстродействие: до 2000 трехадресных оп/сек;
Основной такт: 500 мкс;
Адреса команд: 12-ти разрядные;
Операции с плавающей точкой (35 — мантисса, 6 — порядок; 1 знак);
Потребляемая мощность: 150 кВт (75 кВт — процессор);
ПЗУ: на полупроводниковых диодах емкостью 15 стандартных подпрограмм по 16 команд и 256 операндов;
Оперативная память: 20 мкс;
Занимаемая площадь: 300 м² (из которых 150 м² — процессор);
Среднее время полезной работы: 15-18 часов в сутки;
Внешнее ЗУ: 2 накопителя на магнитной ленте емкостью 1,5 миллиона слов;
Элементная база: 6200 ламп и 60 000 полупроводниковых диодов;
Программное обеспечение: библиотека подпрограмм, часть из которых зашита в постоянной памяти.

На ЭВМ «Стрела» отрабатывались первые отечественные приемы и методы программирования, в том числе и в операторной форме.

Память и структура информации

У памяти ЭВМ “Стрела” был объем 2048 ячеек по 43 разряда, нумеруемых слева направо от 0 до 42. В результате у старшего разряда номер 0, а у младшего 43. Доступ к ячейкам памяти осуществлялся с помощью 2-разрядные адреса. Когда старший разряд адреса равнялся нулю, выполнялся доступ к соответствующей ячейке. Единичное значение этого разряда использовалось при работе с внешними устройствами и для обращения к постоянной памяти.

В каждой ячейке памяти размещалось число или код команды. В «нулевых» ячейках содержалось нулевое значение, соответственно запись в эту ячейку игнорировалась.

Эскиз «Стрелы»

Чтобы упростить запись хранимой в памяти информации и адресов, использовали восьмеричную систему счисления.

Машина обрабатывала числа с плавающей запятой в двоичной и десятичной системах счисления. При записи в машинном формате двоичное число с плавающей запятой состояло из знака мантиссы (разряд 0), абсолютной величины мантиссы (разряды 1-35), знака порядка (разряд 36) и абсолютной величины порядка (разряды 37-42).

Десятичное число с плавающей запятой также состояло из знака мантиссы (разряд 0), абсолютной величины мантиссы (разряды 1-36), знака порядка (разряд 37) и абсолютной величины порядка (разряды 38-42). Каждая десятичная цифра мантиссы записывалась в двоично-десятичном коде, по 4 бита на одну цифру. Но порядок сохранялся в двоичном виде и по абсолютной величине не мог превышать 19.

Величина мантисса всегда была меньше 1 и в памяти хранилась только ее дробная часть. Целая же считалась равной нулю.

Внешнюю память составляли две бобины магнитной ленты, каждая из которых разбивалась на зоны, куда могло записываться от 1 до 2048 чисел. У зоны первой магнитной ленты были восьмеричные номера от 4001 до 4777, у второй ленты — от 5001 до 5777. С помощью специальных команд производилось чтение и запись информации.

ЭВМ «Стрела»

Система команд

Команды выбирались из памяти и выполнялись последовательно. Естественный порядок выполнения мог изменяться с помощью команды перехода.

“Стрела” была трехадресной вычислительной машиной (в каждом коде команды задавалось три адреса операндов). Структура кода команды:
— первый адрес (разряды 0-11);
— второй адрес (разряды 12-23);
— третий адрес (разряды 24-35);
— контрольный знак (разряд 36);
— код операции (разряды 37-42).

Игнорировался контрольный знак, равный 0. Когда он равнялся 1, то при включении соответствующего тумблера на пульте управления машина останавливалась после каждого выполнения команды, содержащей его.

Использовалась восьмеричная система счисления при записи команд. Команда писалась в подобном виде:

0065 0231 1101 0 01

Проверка каких-либо условий в машине происходила по специальному признаку, обычно обозначаемому буквой w. Данный признак формировался при выполнении определенных команд (сложения, сравнения и т.п.), а затем использовался в команде условного перехода. Если признак не формировался командой, то после выполнения обнулялся. Поэтому команда условного перехода должна была выполняться сразу после формирования анализируемого признака.

Набор команд

В таблице ниже a обозначает ячейку, которая определяется адресом в разрядах 0-11 кода команды, b — ячейку, что определяется адресом в разрядах 12-23 кода команды, c — определяемую адресом в разрядах 24-35 кода команды.

Таблица с обозначением команд

Код операции	Наименование команды	Условие установки признака w	Действия, выполняемые машиной по этой команде
01	Сложение	с < 0	Происходит алгебраическое сложение чисел a и b, сумма нормализуется и помещается в ячейку c
03	Вычитание	c < 0	От a отнимается b
05	Умножение	|c| >= 1	Числа a и b умножаются
04	Вычитание модулей	c < 0	От абсолютной величины a отнимается абсолютная величина b
06	Сложение порядков	P© >= 1	В ячейку c записывается число с мантиссой a и порядок, равный сумме порядков чисел a и b
07	Вычитание порядков	P© >= 1	В ячейку c записывается число с мантиссой числа a и порядок, равный разности порядков чисел a и b
10	Перенос числа с присвоением знака другого числа	P© >= 1	1 В ячейку c записывается число, имеющее абсолютную величину a и знак числа b
12	Сложение чисел без округления	c = 0	Числа a и b алгебраически складываются
11	Выделение части	с = 0	Производится операция «Логическое И» между ячейками a и b
13	Формирование	c = 0	Производится операция «Логическое ИЛИ» между ячейками a и b
16	Сравнение	c != 0	Производится операция «Исключающее ИЛИ» между ячейками a и b
14	Сдвиг по порядку	c = 0	Содержимое всех разрядов ячейки a сдвигается на P(b) разрядов
17	Контрольное суммирование		Числа a и b складываются по всем разрядам с циклическим переносом из старшего разряда в младший
02	Специальное сложение		Производится сложение адресных полей ячеек a и b
15	Специальное вычитание		Производится вычитание адресных полей ячейки b из ячейки a
62	Вычитание обратной величины		Вычисляется n+1 величин, обратных числам в ячейке a и следующих за ней
63	Извлечение квадратного корня	c = 0	Вычисляется n+1 квадратных корней из содержимого ячейки a и следующих за ней
64	Вычисление показательной функции		Вычисляется n+1 показательных функций для ячеек a и следующих за ней
66	Вычисление логарифма		Вычисляются n+1 натуральных логарифмов чисел, содержащихся в ячейках a и следующих
67	Вычисление синуса		Вычисляются n+1 синусов чисел, содержащихся в ячейках a и следующих
73	Вычисление арктангенса		Вычисляются n+1 арктангенсов чисел, содержащихся в ячейках a и следующих
74	Вычисление арксинуса		Вычисляются n+1 арксинусов чисел, содержащихся в ячейках a и следующих
72	Перевод чисел в двоичную систему		N+1 чисел из ячеек a и следующих переводятся из двоично-десятичной системы в двоичную и записываются в ячейки c
70	Перевод чисел в десятичную систему		N+1 чисел из ячеек a и следующих переводятся из двоичной системы в двоично-десятичную и записываются в ячейки c
43	Перенос чисел с ленты в память		Перенос n+1 чисел из зоны a магнитной ленты в память, начиная с адреса c
46	Перенос чисел из памяти на ленту		Перенос n+1 чисел с перфокарт в память, начиная с адреса c
44	Перенос чисел из памяти на перфокарты		Перенос n+1 чисел из памяти, начиная с адреса c, на перфокарты
45	Перенос чисел из памяти в память		Перенос n+1 чисел из памяти, начиная с адреса a, в память, начиная с адреса c
20	Условный переход первого типа		Если после выполнения предыдущей операции w=0, то управление передается команде с адресом a. Если же w=1, управление получит команда с адресом b
27	Условный переход второго типа		Если после выполнения предыдущей команды w=0, то управление передается на адрес a. Если же w=1, управление получит команда с адресом b. Одновременно в ячейку c автоматически записывается команда возврата с кодом
25	Подвод ленты		Подводится под считывающую головку зона a магнитной ленты. Поля b и c кода команды равны нулю. Эта команда выполняется одновременно со следующими за ней командами, не относящимися к магнитной ленте
40	Останов		Машина останавливается и выдает на пульт управления числа a и b. Поле c кода команды равно нулю
26	Сравнение и останов при несовпадении		Команда отличается от команды с кодом операции 16 тем, что при w=1 происходит останов с выдачей на пульт управления чисел a и b

Роль «Стрелы» в оборонной сфере СССР

В период 1953–1957 гг. ЭВМ «Стрела» была установлена в семи ключевых организациях Советского Союза. А именно: Отделение прикладной математики Математического института имени Стеклова (ОПМ МИАН СССР), Вычислительный центр №1 Министерства обороны СССР (ВЦ №1 МО СССР – в/ч 01168), Научно-исследовательский институт «Алмаз» (НИИ «Алмаз»), Вычислительный центр АН СССР (ВЦ АН СССР), Научно-исследовательский вычислительный центр Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова (НИВЦ МГУ), Ядерный центр «Арзамас-16» и Ядерный центр «Челябинск-70». Машины использовали для ядерно-космических расчётов и решения определенных военных задач государственной важности.

Первый экземпляр ЭВМ «Стрела» был установлен в ОПМ МИАН СССР (1953 г.) — базовом советском институте проведения ядерно-космических расчетов. В середине 50-х советский ученый в области прикладной математики и механики Мстислав Всеволодович Келдыш, возглавляющий институт, совместно с отделом программирования занимался расчетами траекторий искусственных спутников Земли. Программы должны были обеспечивать круглосуточный режим обработки измерений траекторий ИСЗ. Они использовались также при расчетах полета Юрия Алексеевича Гагарина. Также на ЭВМ «Стрела» проводились аэродинамические расчеты советского пассажирского реактивного самолета Ту-104.

У пульта управления ЭВМ Стрела

Одним из наиболее важных мест установки ЭВМ «Стрелы» был вычислительный центр №1 Министерства обороны СССР поскольку там решались задачи государственной важности. В 1950 гг. на машине рассчитывались орбиты первых искусственных спутников Земли и межпланетных космических станций. Силами программистов и математиков решались разнообразные информационно-поисковые задачи для основных управлений и подразделений МО СССР (Главное артиллерийское управление, Генеральный штаб, Главное разведывательное управление, Управление тыла, Управление сухопутных войск и т.д.).

Седьмой экземпляр ЭВМ «Стрела поступил в Ядерный центр «Челябинск-70» — второй центр СССР по разработке ядерного оружия. В центре работал сильный коллектив физиков-теоретиков, специалистов по ЭВМ и учёных в области математического моделирования.

Создатели ЭВМ «Стрела» в 1954 г. получили Государственные премии I, II и III степеней. Ю.Я. Базилевскому было присвоено звание Героя Социалистического труда.

Сегодня выражение ЭВМ «Электронная вычислительная машина» напрочь изжило себя. На замену ему пришло новое, более удобное слово с иноязычными корнями «компьютер». По данным некоторых исследований, по всему миру личным компьютером владеет практически 61% всего населения Земли. А ведь каких-то 50–60 лет назад никто и подумать не мог, что компьютеры смогут стать новой и невероятно огромной нишей в коммерции. Помимо этого, эргономика компьютеров каждое десятилетие менялась.

«ENIAC»

Раньше, в эпоху ранних, еще электронно–механических ЭВМ, которые по своим возможностям мало чем отличались от современного калькулятора занимали огромные, специально отведенные помещения. Вот например, самый первый представитель компьютеров (ЭВМ) ранней эпохи — «ENIAC», разработанный учеными из Пенсильванского университета по заказу Армии Соединенных Штатов. Потреблял он практически 150 киловатт энергии, а весил 30 тонн. На графике вы можете увидеть разницу в производительности между современными вычислительными станциями и «ENIAC»:

График разницы производительности во флопсах

Впечатляет. Сегодня даже смартфон, который умещается у нас на ладони, в миллионы раз превосходит то, что было десятки лет назад. Но сегодня не об этом. В этой статье я хочу рассказать вам о заслугах наших отечественных инженеров, о вкладе, который они внесли в развитие всей компьютерной индустрии.

Первая ЭВМ в СССР

МЭСМ

Началось все с появления «МЭСМ» (Малой Электронной Счётной Машины), ставшей точкой отсчета в развитии наших вычислительных технологий. Её проект был создан еще в 1948-м году ученым Сергеем Алексеевичем Лебедевым, который являлся одним из основоположников информационных технологий и вычислительной техники в СССР. А также Героем Социалистического труда и Лауреатом премии Ленина.

С. А. Лебедев

Машина была сконструирована через два года, в 1950–м. А смонтирована в бывшем двухэтажном общежитии при женском монастыре в Феофании под Киевом. ЭВМ могла выполнять три тысячи операций в секунду, при этом потребляя 25 киловатт электроэнергии. Состояло это все чудо технологического прогресса из шести тысяч вакуумных ламп–проводников. Площадь отведенная под всю систему составляла 60 квадратных метров. Также одной из особенностей «МЭСМ» являлась поддержка трехадресной системы команд и возможность считывания данных не только с перфокарт, но и с магнитных ленточных носителей. Нахождение корня дифференциального уравнения стало первым вычислением, обработанным при помощи «МВЭМ». Спустя год (в 1951–м) инспекцией академии наук, «МЭСМ» Лебедева была утверждена и принята на постоянную эксплуатацию в военной и промышленной сфере.

«БЭСМ–1»

Процесс работы на БЭСМ–1

В 1953 году, снова под крылом Сергея Лебедева была разработана Большая Электронная Счетная Машина первого поколения (БЭСМ–1). К сожалению, выпущена она была лишь в одном экземпляре. Вычислительные возможности «БЭСМ» стали аналогичны вычислительным машинам США того времени, а также «БЭСМ–1» стала самой продвинутой и производительной ЭВМ в Европе. На протяжении практически 6 лет машина неоднократно модернизировалась инженерами. Благодаря чему её производительность смогла достигнуть 10 тысяч операций в секунду. В 1958 году после очередной модернизации было принято решение переименовать «БЭСМ–1» в «БЭСМ–2» и пустить её в серийное производство. Всего было выпущено несколько десятков штук этой ЭВМ.

«Стрела»

Ю. А. Базилевский

Но первой массовой Советской ЭВМ стала легендарная «Стрела», разрабатываемая примерно в тот же период начала 50–х под эгидой главного инженера Юрия Яковлевича Базилевского.

ЭВМ «Стрела»

Вычислительная мощность «Стрелы» составляла 2 тыс. операций в секунду. Что немного уступало той же «МЭСМ» Лебедева, но тем не менее это не помешало Стреле стать самой лучшей в сфере промышленных ЭВМ. Всего на свет было выпущено 7 таких экземпляров.

«М–1»

ЭВМ «М–1»

Уже точно ясно, что конец 40–х и начало 50–х были очень плодотворными относительно растущего энтузиазма внедрения компьютерных систем в производственные и военные ниши бывшего Советского Союза. Вот и в Москве сотрудниками Энергетического института Кржижановского разрабатывалась своя ЭВМ, а в 1948–м году даже был подан патент на её регистрацию.

Слева — Башир Рамеев, справа — Исаак Брук

Ключевыми фигурами в этом проекте являлись Башир Рамеев и Исаак Брук. К 1951 г. ЭВМ («М–1») была сконструирована, но по своим возможностям она уступала той же МЭСМ Лебедева в стезе вычислительных мощностей. По сравнению с «МЭСМ», «М–1» ЭВМ могла выполнять лишь 20 операций в секунду, что в 150 раз меньше числа вычислений «МЭСМ». Но этот недостаток компенсировался относительной компактностью всей системы и её энергоэффективностью. Вместо 60 квадратных метров, требуемых для полного монтажа «МЭСМ», «М–1» требовалось около 10 квадратных метров, а потребление тока при работе составляло 29 киловатт. По мнению Исаака Брука, такие вычислительные машины должны быть ориентированы для малых предприятий не оперирующих большим капиталом.

«M–2»

Вскоре «М–1» была значительно усовершенствована. Новое имя, присвоенное второму поколению, было такое же краткое, закономерное, но при этом броское «М–2». Должен сказать, что отношение к названиям техники в Советском Союзе и России у меня особое. И кто бы что не говорил насчет их грубости и неказистости, в сравнении с американскими аналогами, наши мне нравятся больше, и лично я не представляю, чтобы эмблема условных Эльбрусов писалась или называлась иноязычно.

Блок схема М–2

Но давайте вернемся к нашей ЭВМ. «М–2» стала самым лучшим «компьютером» в Советском Союзе по соотношению цены, качества и производительности. К слову, в первом компьютерном шахматном турнире, в котором соревновались множества стран, тем самым презентуя возможности и результаты своих разработок в ИТ–сфере, «М–2» одержала безоговорочную победу.

Из-за своей крайне успешности тройка лучших вычислительных машин — «БЭСМ», «Стрела» и «М–2» встали на службу для решения нужд военной обороны страны, науки и даже народного хозяйства.

Что значит «Ранние ЭВМ»?

Все, о чем я рассказал выше, является вычислительной техникой первого поколения. Определяет эту классификацию то, что все они имели большие габариты, электронные лампы и элементные базы, а также высокое потреблении электроэнергии и, к сожалению, низкую надежность и ориентированность на узкую аудиторию (преимущественно физиков, инженеров и прочих научных деятелей). Магнитные барабаны и магнитные ленты использовались в качестве внешней памяти.

«IBM 701»

Возможно кому-то могло показаться, что так было только у нас, но нет. Например, ознакомившись с разработками своих коллег из Штатов, академик Николай Николаевич Моисеев увидел те же исполинских размеров вычислительные автоматы, вокруг которых копошатся замудренные физики и математики, облаченные в белые халаты, рьяно пытающиеся устранить возникающие одну за другой неполадки. В 50–е года гордостью Америки был «IBM 701», который определенно удостоен отдельного рассказа, но это потом. Его вычислительная мощность составляла 15 тыс. операций в секунду. Чуть позже, Лебедевым была представлена следующая разработка ЭВМ «М–20».

«М–20»

Работа за «М–20»

Число операций, которые могла обрабатывать «М–20» в секунду составляло 20 тыс., что на 5 тыс. больше, чем у западного конкурента. Также было введено некое подобие совмещения параллельных вычислений, благодаря увеличенному в два раза, в сравнении с «БЭСМ», объему оперативной памяти. Иронично, но всего было выпущено 20 единиц системы «М–20». Тем не менее, это не препятствовало тому, что «М–20» смогла зарекомендовать себя как самая производительная и многофункциональная ЭВМ, которая к тому же была самой надежной на фоне остальных. Возможность написания кода в мнемокодах — это лишь немногая часть того, что позволяла делать «М–20». Все научные вычисления, моделирования, проводимые в СССР в XX веке, преимущественно были выполнены именно на этой машине.

ЭВМ «Урал»

Период производства и эксплуатации ранних ЭВМ в Советском Союзе продолжался еще практически 20-30 лет. В начале 60–х было начато производство ЭВМ «Урал». За все время было выпущено порядка 150 единиц техники. Основной областью применения «Урала» стали экономические расчеты.

Заключение

На сегодня это все. Спасибо большое, что дочитали до конца. В следующих частях цикла мы рассмотрим историю ЕС ЭВМ (Единых систем электронных вычислительных машин), а также домашних компьютеров производимых некогда в Советском Союзе, и конечно же не забудем про современную технику Эльбрус.