Советские компьютеры: марки, характеристики. Домашний компьютер. Советские компьютеры: преданные и забытые. (Полная версия)
Несмотря на то, что очень немногие могли позволить себе персональный компьютер, в 80-е годы в СССР активно разрабатывали такие устройства. Было представлено много продуктов, а для вас мы подготовили список из 10 самых крутых.
«Агат» (1984–1993)
Компьютер «Агат» был первым подобным устройством, созданным для широкого распространения и использования в обучении. Его разработали на основе Apple II, выпустив в серийное производство в 1984 году. Интересно, что его производили аж до 1993 года. Жесткий диск «Агата» вмещал до 2 КБ информации, но можно было ставить дополнительные модули памяти. ОЗУ — до 128 КБ в зависимости от поколения компьютера. В комплекте также были два игровых джойстика.
«Корвет» (1987)
SSMU
«Корвет» разрабатывали для рабочих потребностей: он мог обрабатывать информацию, делать расчеты, составлять архивы данных. Персональный компьютер был одной из передовых разработок СССР и отображал графику на высокой скорости. Разработчики даже утверждали, что этот параметр был лучшим по сравнению с IBM PC. Но из-за большого количества брака, допущенного при производстве, «Корвет» не стал популярным и славился своей ненадежностью.
«Львов ПК-01» (1986–1991)
Созданный во Львовском политехническом институте, «Львов ПК-01» был сделан для организации обучения в школах и институтах. На нем можно было читать книги, выполнять задания или играть. Внешней памятью служил бытовой магнитофон, а если нужно, то к компьютеру можно было подключить принтер ROBOTRON. Существовало несколько модификаций «Львов ПК-01», но все разработки были свернуты после распада СССР. А жаль - последний вариант компьютера даже получил дисплей на 256 цветов, да и вообще, «Львов ПК-01» имел реальный потенциал стать домашним компьютером для каждого.
«Микроша» (1987)
Один из первых ПК, предназначенных, что называется, «для дома, для семьи». Выводить изображение можно было на бытовой телевизор, кассетный магнитофон выполнял роль памяти. Поэтому для пользователей выпускались программы вроде редактора текста, ассемблера, калькулятора, игр - и все на кассетах. Демократичности «Микроше» добавляла и цена: тогда его можно было приобрести за 500 рублей. Конечно, многовато, но уж никак не запредельно.
«БК» (1983–1993)
Серия «Бытовых компьютеров» была создана для дома и учебных заведений. Она даже стала относительно популярной: цена на такое устройство колебалась от 600 до 750 рублей, что было соразмерно стоимости хорошего цветного телевизора. Она превышала среднюю зарплату в три-четыре раза, но семьи могли позволить себе накопить на такой компьютер. «БК» управлялся первой советской полноценной операционной системой DEMOS, которую зачастую в шутку называли UNAS («у нас»), пародируя известную за границей UNIX («у них»).
Robotron 1715 (1984–1989)
Waste
Удивительно функциональный компьютер Robotron 1715 производился в ГДР и стал популярным из-за того, что обладал широкими возможностями. Например, текстовый редактор был не просто удобным, но и корректно работал с кириллицей, компиляторы языков программирования — Pascal, например — позволяли создавать сложные программы. А еще было довольно много игр: «Тетрис», «Крестики-нолики», «Шахматы», «Лабиринт», советские аналоги «Змейки» и «Пакмана». Позже программист Александр Гарнышев создал новые игры, в которых сумел использовать звуки принтера как спецэффекты для происходящего.
«Искра 1030» (1989)
Созданный для обучения, компьютер «Искра 1030» существовал в двух модификациях: одна для учителей (с жестким диском) и другая для учеников (без него). Устройство было вполне конкурентоспособным — объем операционной памяти составлял 256 КБ, и его можно было увеличить до 1 МБ.
«Радио-86РК» (1986)
Уникальный в своем роде компьютер предназначался для увлеченных инженерным делом и радио. Его нужно было собрать самому: купить детали, платы и смонтировать все компоненты. Затем записывалась прошивка, а блок питания, клавиатура и корпус изготавливались самостоятельно. В качестве устройства вывода предлагалось использовать телевизор. «Радио-86РК» было очень тяжело собрать, а еще сложнее - отладить. Поэтому большой популярностью он не пользовался.
«Криста» (1986)
Компьютер работал на советском аналоге процессора Intel 8080 и, в общем-то, очень походил на «Микрошу». Было только одно, но заметное отличие: «Кристой» можно было управлять с помощью светового пера, нажимая им на области тач-панели. Кроме того, в комплект входила кассета, на одной стороне которой были игры «Орегонская тропа» и «Королевство Эйфория» (вдобавок к стандартным), а на другой - несколько уроков для изучения языка Бейсик.
«Апогей БК-01» (1988–1991)
KMU
Компьютер, который не был выдающимся по своим техническим характеристикам, безусловно выигрывал в одном: он стоил 440 рублей. Пользователи могли играть на нем, писать тексты или хранить информацию. А студенты технических факультетов получили программы для расчетов по высшей математике и статистике.
Уже не секрет, что в 1950 -70 годах СССР был одним из мировых лидеров в гонке под названием «разработка и производство компьютерной техники».
Первые ЭВМ - МЭСМ, М-1, позднее известная БЭСМ-6 с быстродействием более 1 млн. операций с плавающей запятой в секунду, компактные ЭВМ серии МИР, и многие другие достижения великих умов в «компьютерной» сфере советских времен.
Многим известна истории создания ПК таких мировых зарубежных гигантов как Apple, IBM и т.д., так как информация о них на протяжении не одного десятилетия освещалась и была на слуху. Исторически ложилось мнение, что в СССР кроме того, что не было «секса», так еще и персональные компьютеры появились позже на лет 10 чем в той же Америке. Но это не более чем миф.Первые советские интегральные микросхемы с несколькими десятками транзисторов, увидели свет уже в середине 1960 годов, а к середине 1970-х выпускались микропроцессоры, сложные микросхемы, количество транзисторов в них уже измерялось в тысячах. В 1974 году были разработаны первые микро-ЭВМ на основе универсальных микропроцессоров. Секционные процессоры серий К532 и К536 (появившиеся в том же году) позволяли выпускать машины с разрядностью до 16–32 бит. Так появились 16-разрядные микро-ЭВМ. В 1977 году был выпущен аналог Intel 8080 - 8-разрядный процессор К580ИК80. Он то и стал основой для создания целого ряда моделей ПК и микро-ЭВМ. Через два года был разработан первый в мире 16-разрядный однокристальный микро-ЭВМ - К1801ВЕ1. На базе К1801ВЕ1 в 1981 создан К1801ВМ (однокристальный 16-разрядный микропроцессор), система команд которого была похожа на систему команд мини-ЭВМ PDP-11.Из речи заместителя министра радиопромышленности СССР:
Размах в размерах первых ЭВМ был «огромен»: тонны оборудования, целые машинные залы, персонал, обслуживающий такое чудо техники. А потому мысль о том, что можно пользоваться ЭВМ дома - казалась просто смешной, кто мог себе позволить разместить такой агрегат в 4 стенах квартиры. Да и сама концепция малогабаритного компьютера для личного пользования в то время была необычной. Но она была. Конец 70 годов знаменовался массовым производством и выпуском ПК: Искра-1256, Искра-226, Искра-555, ВЭФ-Микро, Микро-80, Электроника НЦ-8010, Электроника БК-0010, Микроша, Криста, Апогей БК-01, Партнер 01.01, Спектр-001 и т.д.
Кроме того, у советских граждан было непреодолимое желание, голубая мечта так сказать, иметь ПК на вынос, тот который можно было бы содержать дома. В одной из газет, кажись «Труд», в 1987 году была опубликована заметка о том, как начальник АСУ цементного завода в Приморском украл (то бишь вынес) детали с завода для сборки компьютеров. Вынес не много не мало, а деталей на 6 тысяч рублей, в то время за такие деньги можно было купить квартиру. Пришлось товарищу В. Моляренко за свое «хобби» получить два года исправительных работ.
Обширная технологическая ниша, образовавшаяся из-за острого дефицита в личных автоматизированных средствах связи и переработки информации - вот что были призваны заполнить ПК.
Одни советские издания рассказывали, как собрать ПЭВМ своими руками, другие повествовали насколько необходим данный агрегат советским гражданам. Например журнал «Эти профессиональные персональные компьютеры» подробно описывал то, как устроены современные компьютеры и какое не только светлое, но и увлекательное будущее они несут: помогают изучить английский язык, дают возможность играть в нарды, создавать вязальные схемы, работать с документами. В известных журналах с миллионым тиражем начали появляться целые разделы, посвященные IT-тематике, обычно назывались они «Человек и компьютер». Что говорить, даже в журнале для публики 6-12 лет «Мурзилке» появилась иллюстрация, на которой учительница ознакамливает учеников с вычислительной машиной.
1986 год. Иллюстрация журнал «Мурзилка»
1986 год. Иллюстрация в журнале «Юный техник»Микроша (на основе Радио-86РК)
В 1986 году Лианозовским электромеханическим заводом была выпущена РК-совместимая модель Микроша. Это была улучшенная версия прототипа РК86, увеличено базовое ОЗУ до 32 Кбайт, появился программируемый таймер КР580ВИ53. Почему Микроша стала одной из известнейших моделей советских ПК, да все банально просто - опять маркетинг, реклама. В 1986 году реклама о ПК Микроше красовалась на обложке журнала Радио, а годом позже, в 1987 году ЭВМ - на обложке ежемесячного научно-популярного журнала «Наука и жизнь» (№7).
ПК Микроша - надежная, сравнительно недорогая машина. Стоимость такого устройства составляла на то время 500 рублей.
«Наука и жизнь» №7 1987 годВесила ПЭВМ Микроша около 3 кг: системный блок 1.4 кг, блок питания - 1,3 кг, модулятор -200 грамм. Технические данные простейшего компьютера предназначенного для широкой продажи:
-Разрядность - 8 бит
-Объем ОЗУ - 32 Кбайт
-Тактовая частота - 1.8 МГц
-Потребляемая мощность - не более 20 Вт
Как говорилось о ПК в журнале «Наука и жизнь», Микроша может и не самый лучший, не такой как хотелось бы иметь, но все же настоящий, живой компьютер, открывающий немало интересных возможностей и в основном соответствующий сформировавшемуся на мировом рынке классу простейших ЭВМ. В качестве устройства внешней памяти использовался обычный бытовой магнитофон, в качестве дисплея - черно-белый телевизор. В комплекте к ЭВМ прилагалась небольшая приставка-блочек (размером с пачку сигарет), так называемый модулятор, для подключения к телевизору. На экране телевизора помещалось 24 строки из букв или цифр, по 64 символа в одной строке. Операцию сложения Микроша выполнял за 3 микросекунды, а быстродействие его составляло 200-300 тыс. операция в секунду.
Микропроцессор Микроши - восьмиразрядный КР580ИК80А, адресная шина - 16-ти проводная. Первая порция программного обеспечения поставлялась на магнитофонной кассете МК-60, на ней программы которые необходимы для начала работы с ПЭВМ.
Пользователь, который хотел ввести программы, написанные на языке Бейсике, должен был начинать сеанс работы с компьютером со считывания в ОЗУ машины интерпретатора этого языка. Такая необходимость была из-за отсутствия ПЗУ необходимой емкости.Криста - чудо техники с «тачскрином»
Еще одним интересным экземпляром и представителем класса простейших ПЭВМ была 8-разрядная машина Криста. ПЭВМ Криста начала выпускаться на Муромском заводе радиоизмерительных приборов в 1986 году. Характеристики устройства: 32 Кбайт ОЗУ, 2 Кбайт ПЗУ, звуковой генератор на микросхеме ВИ53. Криста была частично совместима с Радио-86РК, в 1986 году стоила она 510 рублей.
Советский персональный компьютер работал на советском аналоге процессора Intel 8080 и очень походил на «Микрошу». Дисплеем служил обычный бытовой телевизор, а для хранения, записи и воспроизведения программ - кассетный магнитофон. Криста это первая советская персональная машина укомплектованная световым пером. Световое перо по сути представляло собой светочувствительную ручку, при помощи которой можно было прикасаться к объектам на экране, такой себе отечественный тачскрин. Такой инструмент позволял быстро выбирать объекты на дисплее, применялся для рисования на нем. Говорить о полезности такого манипулятора не стоит, ибо работать у большого экрана телевизора, вырисовывая что-либо, было крайне некомфортно для глаз.Информация из рекламы на ПК Криста:
Из воспоминаний о Кристе: «мой первый комп с ним на кассете шел „музыкальный секвенсер“ в качестве музыкального демо был полонез огинского, не хуже синтезатора валил, а программы от микроши подходили», «а программа для светового пера - это был экран заполненный точками вот такими …… (псевдографика). При поднесении пера точки заменялись на звездочки. Сохраняться было нельзя. Было много игр. Подходили почти все от Радио 86рк и других. Был еще интерпретатор ассемблера но его постичь мне не удалось и похоже вообще невозможно))».Апогей - самый продвинутый анолог Радио-86РК
Персональная электронная вычислительная машина «Апогей БК-01». Выпуск данного советского 8-разрядного ПК стартовал в далеком 1988 году, на заводе БРА в тульской области (занимался выпуском бытовой радиоаппаратуры): 64 Кбайт ОЗУ, 4 Кбайт ПЗУ. Присутствовал штатный трехканальный звуковой генератор на микросхеме КР580ВИ53 (для вывода звука). Для хранения, записи и воспроизведения программ кроме кассетного магнитофона, была предусмотрена загрузка из внешнего ПЗУ до 64 Кбайт, правда только чтение. Апогей БК01 обеспечивал программную поддержку двух режимов записи и считывания.
Апогей БК-01Ц - это «цветная» версия ПЭВМ. Тут была применена микросхема КР580ВГ75, которая помогла реализовать цветное изображение: 8 цветов для символов на черном фоне, либо 8 цветов фона с черными символами. Впрочем, ПЭВМ Апогей выводил достаточно сложные и красивые картинки.
Стоимость компьютера составляла от 440 до 560 рублей.
ПК-01 Львов
В 1986 году во Львовском политехническом институте была разработана персональная 8-разрядная учебно-бытовая ЭВМ «Львов». Выпущена машина была львовским производственным объединением им. Ленина. ПК был основан на процессоре КР580ВМ80А, были улучшены графические возможности. ОЗУ составляла 64 Кбайт, 16 Кбайт отводилось под видеопамять. Звуковой генератор во Львове отсутствовал, звук выводился программно с полной загрузкой процессора.
Характеристики ПЭВМ Львов: частота 2,22 МГц, быстродействие составляло 200-300 тысяч операций за секунду, ОЗУ - 64 Кбайт (видеопамять 16 Кбайт), ПЗУ - 16 Кбайт, потребляемая мощность составляла не более 30 Вт.
Магнитофон был внешней памятью, а обычный телевизор служил в качестве монитора. На экране могли одновременно отображаться 4 из 8 цветов палитры. К ПЭВМ Львов можно было подключить контролер НГМД, принтер ROBOTRON. Стоимость такой машины равнялась 750 рублям стоимость была выше из-за наличия цветной графики и относительно большого объема памяти. Модель была популярна, особенно в Украине, выпущено было 80 тысяч таких устройств. Потому не странно что по количеству выпущенных игр и программ эта ПЭВМ занимает 3 или 4 место среди советских персональных компьютеров. Возможно его популярность была не чем иным, как очередным маркетинговым ходом, ведь эта машина активно рекламировалась по телевизору в конце 80-х.
Эволюция компьютеров за последние десятилетия очень заметна: они стали меньше и более производительны. К тому же, компьютеры и компьютерные программы за это время стали намного сложнее. Но разобраться в прикладных программах, компьютерных играх и он-лайн автоматах на http://gmsdeluxeonline.com/odnorukie-bandity-betsoft , даже не особо посвященному человеку, стало реально проще, особенно если вспомнить первый компьютер «Марк-1». Справедливости ради следует сказать, что и ученые Советского союза тоже внесли немалый вклад в мировое развитие компьютеров.
Разработкой первого советского компьютера, названного МЭСМ (Малой электронной счетной машиной), руководил академик Лебедев Сергей Алексеевич. Работы по его созданию начались с 1948 года в засекреченной лаборатории Института электроники Академии наук Украины под Киевом и велись совершенно независимо от зарубежных достижений и аналогов. В эксплуатацию МЭСМ приняли Комиссией из Академии наук СССР во главе с академиком Мстиславом Келдышем в конце 1951 года, а со следующего года был запущен в производство. На них решались важные расчеты для ракетной техники, космических полетов, термоядерных процессов и прочего. С 1952 года по 1953-й этот советский компьютер был практически единственной в Европе постоянно эксплуатируемой ЭВМ и считался самым быстродействующим.
В 1953 году инженерами под руководством С.А.Лебедева, но уже в московском Институте точной механики (ИТМ) при Вычислительном центре Академии Наук СССР была разработана первая Большая Электронная Счетная Машина – абревиатура БЭСМ-1. Собиралась БЭСМ-1 заводом счетно-аналитических машин в Москве.
Не многие знают о советском инженере, изобретателе, электромеханике Арсении Анатольевиче Горохове. В 1968 году он запатентовал так называемый «программирующий прибор». Разработанный прибор состоял из отдельного системного блока с «материнской» платой, «жестким» диском, видеокартой и «памятью». Вам ничего не напоминает эта комплектация? Прибор этот, названный автором «интеллектором», изобретался как устройство для персонального общения человека с «большой» ЭВМ и решения автономных задач. Согласно Международной патентной классификации, этот компьютер был записан как: «Устройство задания кода воспроизведения контуров детали».
На первоначальном этапе своего развития сфера разработки компьютеров в СССР шла в ногу с мировыми тенденциями. О история развития советских ЭВМ до 1980-го года и пойдёт речь в этой статье.
Предыстория ЭВМ
В современной разговорной – да и научной тоже – речи выражение «электронная вычислительная машина» повсеместно изменено на слово «компьютер». Это не совсем верно теоретически – компьютерные вычисления могут быть основаны не на использовании электронных приспособлений. Однако исторически сложилось, что ЭВМ стали основным инструментом для проведения операций с большими объёмами численных данных. А поскольку над их совершенствованием работали исключительно математики, все типы информации стали кодироваться численными «шифрами», и удобные для их обработки ЭВМ из научно-военной экзотики превратились в универсальную широко распространённую технику.
Инженерная база для создания электронных вычислительных машин была заложена в Германии в годы Второй мировой войны. Там прототипы современных компьютеров использовались для шифрования. В Британии в те же годы совместными усилиями шпионов и учёных была спроектирована аналогичная машина для расшифровки – Colossus. Формально ни немецкие, ни британские аппараты электронными вычислительными машинами считаться не могут, скорее электронно-механическими – операциям отвечали переключения реле и вращение роторов-шестерёнок.
После завершения войны разработки нацистов попали в руки Советского Союза и, в основном, США. Сложившееся в то время научное сообщество отличалось сильной зависимостью от «своих» государств, но что важнее – высоким уровнем проницательности и трудолюбия. Ведущие специалисты сразу нескольких областей заинтересовались возможностями электронно-вычислительной техники. А правительства согласились, что устройства для быстрых, точных и сложных вычислений – это перспективно, и выделили средства на соответствующие исследования. В США до и во время войны велись свои кибернетические разработки – непрограммируемый, но полностью электронный (без механической компоненты) компьютер Атанасова-Берри (ABC), а также электромеханический, но программируемый под разные задачи ЭНИАК. Их модернизация с учётом трудов европейских (немецких и британских) учёных привела к появлению первых «настоящих» ЭВМ. В это же время (в 1947-м году) в Киеве был организован Институт электротехники АН УССР, во главе которого встал Сергей Лебедев, инженер-электротехник и родоначальник советской информатики. В один год с появлением института Лебедев открывает под его крышей лабораторию моделирования и вычислительной техники, в которой в последующие несколько десятилетий разрабатываются лучшие ЭВМ Союза.
ЭНИАК
Принципы первого поколения ЭВМ
В 40-х годах известный математик Джон фон Нейман пришёл к выводу, что вычислительные машины, в которых программы задаются буквально вручную, переключением рычагов и проводов, чрезмерно сложны для практического использования. Он создаёт концепцию, по которой исполняемые коды хранятся в памяти так же, как и обрабатываемые данные. Отделение процессорной части от накопителя данных и принципиально одинаковый подход к хранению программ и информации стали краеугольными камнями архитектуры фон Неймана. Эта компьютерная архитектура до сих пор является самой распространённой. Именно от первых устройств, построенных на архитектуре фон Неймана, отсчитываются поколения ЭВМ.
Одновременно с формулировкой постулатов архитектуры фон Неймана в электротехнике начинается массовое применение вакуумных ламп. На тот момент только они позволяют в полной мере реализовать автоматизацию вычислений, предлагаемую новой архитектурой, поскольку время реакции электронных ламп чрезвычайно мало. Однако каждая лампа требовала для работы отдельного питающего провода, кроме того, физический процесс, на котором основано функционирование вакуумных ламп – термоэлектронная эмиссия – накладывал ограничения на их миниатюризацию. Как следствие, ЭВМ первого поколения потребляли сотни киловатт энергии и занимали десятки кубометров пространства.
В 1948-м году Сергей Лебедев, занимавшийся на своём директорском посту не только административной работой, но и научной, подал в АН СССР докладную записку. В ней говорилось о необходимости в кратчайшие сроки разработать свою электронную вычислительную машину, и ради практического использования, и ради научного прогресса. Разработки этой машины велись полностью с нуля – об экспериментах западных коллег Лебедев и его сотрудники информации не имели. За два года машина была спроектирована и смонтирована – для этих целей под Киевом, в Феофании, институту отвели здание, ранее принадлежавшее монастырю. В 1950-м ЭВМ, названная (МЭСМ), произвела первые вычисления – нахождение корней дифференциального уравнения. В 1951-м году инспекция академии наук, возглавляемая Келдышем, приняла МЭСМ в эксплуатацию. МЭСМ состояла из 6000 вакуумных ламп, выполняла 3000 операций в секунду, потребляла чуть меньше 25 кВт энергии и занимала 60 квадратных метров. Имела сложную трёхадресную систему команд и считывала данные не только с перфокарт, но и с магнитных лент.
Пока Лебедев строил свою машину в Киеве, в Москве образовалась своя группа электротехников. Электротехник Исаак Брук и изобретатель Башир Рамеев, оба – сотрудники Энергетического института им. Кржижановского, ещё в 1948-м подали в патентное бюро заявку на регистрацию проекта собственной ЭВМ. К 1950-му году Рамеева поставили во главе особой лаборатории, где буквально за год была собрана М-1– ЭВМ значительно менее мощная, чем МЭСМ (выполнялось всего 20 операций в секунду), но зато и меньшая по размерам (около 5 метров квадратных). 730 ламп потребляли 8 кВт энергии.
В отличие от МЭСМ, которая использовалась главным образом в военных и промышленных целях, вычислительное время серии «М» отводилось и учёным-ядерщикам, и организаторам экспериментального шахматного турнира между ЭВМ. В 1952-м году появилась М-2, производительность которой выросла в сто раз, а число ламп – всего лишь вдвое. Этого удалось достичь активным использованием управляющих полупроводниковых диодов. Энергопотребление увеличилось до 29 кВт, площадь – до 22 квадратных метров. Несмотря на явную успешность проекта, в массовое производство ЭВМ не запустили – этот приз ушёл ещё одному кибернетическому творению, созданному при поддержке Рамеева – «Стреле».
ЭВМ «Стрела» создавалась в Москве, под руководством Юрия Базилевского. Первый образец устройства завершили к 1953-му году. Как и М-1, «Стрела» использовала память на электронно-лучевых трубках (МЭСМ использовала триггерные ячейки). «Стрела» оказалась наиболее удачным из этих трёх проектов, поскольку её сумели запустить в серию – за сборку взялся Московский завод счётно-аналитических машин. За три года (1953-1956) было выпущено семь «Стрел», которые затем отправились в МГУ, в вычислительные центры АН СССР и нескольких министерств.
Во многих смыслах «Стрела» была хуже, чем М-2. Она выполняла те же 2000 операций в секунду, но при этом использовалось 6200 ламп и больше 60 тысяч диодов, что в сумме давало 300 квадратных метров занимаемой площади и порядка 150 кВт энергопотребления. М-2 подвели сроки: её предшественница хорошей производительностью не отличалась, а к моменту ввода в эксплуатацию доведенной до ума версии «Стрелы» уже были отданы в производство.
М-3 вновь была «урезанным» вариантом – ЭВМ выполняла 30 операций в секунду, состояла из 774-х ламп и потребляла 10 кВт энергии. Зато и занимала эта машина только 3 кв.м., благодаря чему пошла в серийное производство (было собрано 16 ЭВМ). В 1960-м году М-3 модифицировали, производительность довели до 1000 операций в секунду. На базе М-3 в Ереване и Минске разрабатывались новые ЭВМ «Арагац», «Раздан», «Минск». Эти «окраинные» проекты, шедшие параллельно с ведущими московскими и киевскими программами, добились серьёзных результатов уже позже, после перехода на транзисторные технологии.
В 1950-м году Лебедева перевели в Москву, в Институт точной механики и вычислительной техники. Там за два года была спроектирована ЭВМ, прообразом которой в своё время считалась МЭСМ. Новую машину назвали БЭСМ – Большая электронная счётная машина. Этот проект положил начало самой успешной серии советских компьютеров.
Доработанная ещё за три года БЭСМ отличалась великолепным по тем временам быстродействием – до 10 тысяч операций в минуту. 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 их расчётов.
БЭСМ-2 разрабатывалась для серийного производства. Число операций в секунду довели до 20 тысяч, оперативная память, после испытаний ЭЛТ, ртутных трубок, была реализована на ферритовых сердечниках (на следующие 20 лет этот тип ОЗУ стал ведущим). Выпуск начался в 1958-м году, и за четыре года с конвейеров завода им. Володарского сошло 67 таких ЭВМ. С БЭСМ-2 началась разработка 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.
С 1955-го года Рамеев «передислоцировался» в Пензу для разработки ещё одной ЭВМ, более дешёвой и массовой «Урал-1». Состоящая из тысячи ламп и потребляющая до 10 кВт энергии, эта ЭВМ занимала порядка ста квадратных метров и стоила куда дешевле мощных БЭСМ. «Урал-1» выпускался до 1961-го года, всего было произведено 183 компьютера. Их устанавливали в вычислительных центрах и конструкторских бюро по всему миру, в частности, в центре управления полётами космодрома «Байконур». «Урал 2-4» также являлись ЭВМ на электронных лампах, но уже использовали ферритовую оперативную память, выполняли по несколько тысяч операций в секунду и занимали 200-400 квадратных метров.
В МГУ разрабатывали собственную ЭВМ – «Сетунь». Она также пошла в массовое производство – на Казанском заводе вычислительных машин было выпущено 46 таких ЭВМ. Их спроектировал математик Соболев совместно с конструктором Николаем Брусенцовым. «Сетунь» – ЭВМ на троичной логике; в 1959-м году, за несколько лет до массового перехода на транзисторные компьютеры, эта ЭВМ со своими двумя десятками вакуумных ламп выполняла 4500 операций в секунду и потребляла 2,5 кВт электричества. Для этого использовались ферритодиодные ячейки, которые советский инженер-электротехник Лев Гутенмахер опробовал ещё в 1954-м году при разработке своей безламповой электронной вычислительной машины ЛЭМ-1. «Сетуни» благополучно функционировали в различных учреждениях СССР, но будущее было за ЭВМ взаимно совместимыми, а значит – основанными на одной и той же, двоичной логике. Тем более что мир получил транзисторы, убравшие вакуумные лампы из электротехнических лабораторий.
ЭВМ первого поколения США
Серийное производство ЭВМ в США началось раньше, чем в СССР – в 1951-м году. Это был UNIVAC I, коммерческий компьютер, созданный скорее для обработки статистических данных. Его производительность была примерно такой же, что и у советских разработок: использовалось 5200 вакуумных ламп, выполнялось 1900 операций в секунду, потреблялось 125 кВт энергии.
Зато научные и военные компьютеры отличались куда большей мощностью (и размерами). Разработка ЭВМ Whirlwind началась ещё до Второй мировой, причём её назначением было ни много ни мало – подготовка пилотов на авиационных симуляторах. Естественно, в первой половине 20-го века это было нереальной задачей, поэтому война прошла, а Whirlwind так и не построили. Но затем началась холодная война, и разработчики из Массачусетского технологического института предложили вернуться к грандиозной идее.
В 1953-м году (тогда же, когда в свет вышли М-2 и «Стрелы») Whirlwind был завершён. Этот компьютер выполнял 75000 операций в секунду и состоял из 50 тысяч вакуумных ламп. Потребление энергии достигало нескольких мегаватт. В процессе создания ЭВМ были разработаны ферритовые накопители данных, оперативная память на электронно-лучевых трубках и нечто вроде примитивного графического интерфейса. На практике от Whirlwind так и не было проку – его модернизировали под перехват самолётов-бомбардировщиков, а на момент сдачи в эксплуатацию воздушное пространство уже перешло под власть межконтинентальных ракет.
Бесполезность Whirlwind для военных не поставила крест на подобных ЭВМ. Создатели компьютера передали основные наработки компании IBM. В 1954-м году на их основе был спроектирован IBM 701 – первый серийный компьютер этой корпорации, на тридцать лет обеспечивший ей лидерство на рынке вычислительной техники. Его характеристики были полностью аналогичны Whirlwind. Таким образом, быстродействие у американских компьютеров было выше, чем у советских, да и многие конструктивные решения были найдены раньше. Правда, это касалось скорее использования физических процессов и явлений – архитектурно ЭВМ Союза зачастую были совершеннее. Возможно, потому, что Лебедев и его последователи разрабатывали принципы построения ЭВМ практически с нуля, опираясь не на старые идеи, а на последние достижения математической науки. Однако обилие нескоординированных проектов не позволило СССР создать свою IBM 701 – удачные особенности архитектур были рассредоточены по разным моделям, и таким же распылением отличалось финансирование.
Принципы второго поколения ЭВМ
ЭВМ на вакуумных лампах отличались сложностью программирования, большими габаритами, высоким энергопотреблением. При этом ломались машины часто, ремонт их требовал участия профессиональных электротехников, а правильность исполнения команд серьёзно зависела от исправности аппаратной части. Узнать, вызвана ошибка неправильным подключением какого-то элемента или «опечаткой» программиста было крайне тяжёлой задачей.
В 1947-м году в лаборатории Белла, обеспечившей США в 20-м веке добрую половину передовых технологических решений, Бардин, Браттейн и Шокли изобрели биполярный полупроводниковый транзистор. 15 ноября 1948 года в журнале «Вестник информации» А.В. Красилов опубликовал статью «Кристаллический триод». Это была первая публикация в СССР о транзисторах. был создан независимо от работы американских учёных.
Кроме пониженного энергопотребления и большей скорости реакции, транзисторы выгодно отличались от вакуумных ламп своими долговечностью и на порядок меньшими габаритами. Это позволяло создавать вычислительные блоки промышленными методами (конвейерная сборка ЭВМ на вакуумных лампах представлялась маловероятной из-за их размеров и хрупкости). Заодно решалась проблема динамического конфигурирования компьютера – небольшие периферийные устройства легко было отключать и заменять другими, что в случае с массивными ламповыми компонентами не являлось возможным. Себестоимость транзистора была выше, чем себестоимость вакуумной лампы, однако при массовом производстве транзисторные компьютеры окупались значительно быстрее.
Переход на транзисторные вычисления в советской кибернетике прошёл плавно – не было создано никаких новых КБ или серий, просто старые БЭСМы и «Уралы» перевели на новую технологию.
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 500000 операций в секунду для основного процессора и 37000 – для контроллера. Столь высокая производительность дополнительного процессора была необходима, поскольку в связке с ЭВМ работали не только традиционные системы ввода-вывода, но и локаторы. ЭВМ занимала больше 100 квадратных метров. Её проектирование началось в 1961-м, а завершилось в 1964-м году.
Уже после 5Э92б разработчики занялись универсальной транзисторной ЭВМ – БЭСМами. БЭСМ-3 осталась макетом, БЭСМ-4 дошла до серийного производства и была выпущена в количестве 30 машин. Она выполняла до 40 операций в секунду и являлась «подопытным образцом» для создания новых языков программирования, пригодившихся с появлением БЭСМ-6.
За всю историю советской вычислительной техники БЭСМ-6 считается самой триумфальной. На момент своего создания в 1965-м году эта ЭВМ была передовой не столько по аппаратным характеристикам, сколько по управляемости. Она имела развитую систему самодиагностики, несколько режимов работы, обширные возможности по управлению удалёнными устройствами (по телефонным и телеграфным каналам), возможность конвейерной обработки 14 процессорных команд. Производительность системы достигала миллиона операций в секунду. Имелась поддержка виртуальной памяти, кеша команд, чтения и записи данных. В 1975-м году БЭСМ-6 обрабатывала траектории полёта космических аппаратов, участвовавших в проекте «Союз-Аполлон». Выпуск ЭВМ продолжался до 1987-го года, а эксплуатация – до 1995-го.
С 1964-го года на полупроводники перешли и «Уралы». Но к тому времени монополия этих ЭВМ уже прошла – почти в каждом регионе производили свои компьютеры. Среди них были украинские управляющие ЭВМ «Днепр», выполняющие до 20000 операций в секунду и потребляющие всего 4 кВт, ленинградские УМ-1, тоже управляющие, и требующие всего 0,2 кВт электричества при производительности 5000 операций в секунду, белорусские «Мински», «Весна» и «Снег», ереванские «Наири» и многие другие. Особого внимания заслуживают разработанные в киевском Институте кибернетики ЭВМ «МИР» и «МИР-2».
Эти инженерные ЭВМ стали выпускаться серийно в 1965-м году. В известном смысле глава Института кибернетики, академик Глушков, опередил Стива Джобса и Стива Возняка с их пользовательскими интерфейсами. «МИР» представлял собой ЭВМ с подключенной к ней электрической печатной машинкой; задавать команды процессору можно было на человекочитаемом языке программирования АЛМИР-65 (для «МИР-2» использовался язык высокого уровня АНАЛИТИК). Команды задавались как латинскими, так и кириллическими символами, поддерживались режимы редактирования и отладки. Вывод информации предусматривался в текстовом, табличном и графическом видах. Производительность «МИРа» составляла 2000 операций в секунду, для «МИР-2» этот показатель достигал 12000 операций в секунду, потребление энергии составляло несколько киловатт.
ЭВМ второго поколения США
В США электронные вычислительные машины продолжала разрабатывать IBM. Впрочем, у этой корпорации был и конкурент – небольшая компания Control Data Corporation и её разработчик Сеймур Крэй. Крэй одним из первых брал на вооружение новые технологии – сперва транзисторы, а затем и интегральные схемы. Он же собрал первые в мире суперкомпьютеры (в частности, самый быстрый на момент своего создания CDC 1604, который долго и безуспешно пытался приобрести СССР) и первым стал применять активное охлаждение процессоров.
Транзисторный CDC 1604 появился на рынке в 1960-м году. Он был основан на германиевых транзисторах, выполнял больше операций, чем БЭСМ-6, но имел худшую управляемость. Однако уже в 1964-м (за год до появления БЭСМ-6) Крэй разработал CDC 6600 – суперкомпьютер, отличавшийся революционной архитектурой. Центральный процессор на кремниевых транзисторах выполнял лишь простейшие команды, всё «преобразование» данных переходило в ведомство десяти дополнительных микропроцессоров. Для его охлаждения Крэй применял циркулирующий в трубках фреон. В итоге CDC 6600 стал рекордсменом по быстродействию, обогнав IBM Stretch в три раза. Справедливости ради, «соревнования» БЭСМ-6 и CDC 6600 никогда не проводилось, а сравнение по числу выполняемых операций на том уровне развития техники уже не имело смысла – слишком многое зависело от архитектуры и системы управления.
Принципы третьего поколения ЭВМ
Появление вакуумных ламп ускорило выполнение операций и позволило воплотить в жизнь идеи фон Неймана. Создание транзисторов решило «габаритную проблему» и позволило снизить энергопотребление. Однако оставалась проблема качества сборки – отдельные транзисторы буквально припаивались друг к другу, а это было плохо и с точки зрения механической надёжности, и с точки зрения электроизоляции. В начале 50-х годов инженерами высказывались идеи интеграции отдельных электронных компонентов, но только к 60-м появились первые опытные образцы интегральных микросхем.
Вычислительные кристаллы стали не собирать, а выращивать на специальных подложках. Электронные компоненты, выполняющие различные задачи, стали соединять при помощи металлизации алюминием, а роль изолятора была отведена p-n-переходу в самих транзисторах. Интегральные микросхемы стали плодом интеграции же трудов как минимум четырёх инженеров – Килби, Леговеца, Нойса и Эрни.
Поначалу микросхемы проектировались по тем же принципам, по которым осуществлялась «маршрутизация» сигналов внутри ламповых ЭВМ. Затем инженеры стали применять так называемую транзисторно-транзисторную логику (ТТЛ), более полно использовавшую физические преимущества новых решений.
Немаловажным было обеспечение совместимости, аппаратной и программной, различных ЭВМ. Особенно много внимания уделялось совместимости моделей одних и тех же серий – до межкорпоративного и тем более межгосударственного сотрудничества ещё было далеко.
Советская промышленность была в полной мере обеспечена ЭВМ, однако многообразие проектов и серий начинало создавать проблемы. По сути, универсальная программируемость компьютеров ограничивалась их аппаратной несовместимостью – у всех серий были разные разрядности процессоров, наборы команд и даже размеры байтов. Кроме того, серийность производства ЭВМ была весьма условной – компьютерами обеспечивались лишь крупнейшие вычислительные центры. В то же время, отрыв американских инженеров увеличивался – в 60-х годах в Калифорнии уже уверенно выделялась Кремниевая долина, где вовсю создавались прогрессивные интегральные микросхемы.
В 1968-м году была принята 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 – путь копирования по определению являлся дорогой отстающих. Однако другого способа быстро «подтянуть» отрасль никто не видел. Был учреждён Научно-исследовательский центр электронной вычислительной техники в Москве, основной задачей которого было выполнение программы «Ряд» – разработки унифицированной серии ЭВМ, подобных S/360. Результатом работы центра стало появление ЕС ЭВМ в 1971-м году. Несмотря на сходство идеи с IBM S/360, прямого доступа к этим компьютерам советские разработчики не имели, поэтому проектирование ЭВМ начиналось с дизассемблирования программного обеспечения и логического построения архитектуры на основании алгоритмов её работы.
Разработка ЕС ЭВМ велась совместно со специалистами из дружественных стран, в частности, ГДР. Однако попытки догнать США в сфере разработки компьютеров завершились крахом в 1980-х годах. Причиной фиаско послужил как экономический и идеологический спад СССР, так и появление концепции персональных компьютеров. К переходу на индивидуальные ЭВМ кибернетика Союза была не готова ни технически, ни идейно.