Первый в континентальной Европе компьютер с хранимой в памяти программойСергей Алексеевич Лебедев. Жизнь и творчествоКомпьютеры, созданные под руководством С.А.ЛебедеваИллюстрации. Литература. Дополнительные материалы

Электронные вычислительные машины (ЭВМ), разработанные под руководством С.А. Лебедева

Первые ЭВМ, МЭСМ, СЭСМ. Киевский период
Универсальные ЭВМ. Московский период
Специализированные ЭВМ
Характеристики первых
отечественных и зарубежных компьютеров

Дополнительные материалы

Первые ЭВМ. Киевский период

МЭСМ

МЭСМ была расположена в зале площадью 60 м2.
Общее количество электронных ламп составляет около 3500 триодов и около 2500 диодов, в том числе в запоминающем устройстве 2500 триодов и 1500 диодов.
Суммарная потребляемая мощность - около 25 квт.

1. Система счета - двоичная с фиксированной запятой.

2. Количество разрядов - 16 и один на знак.

3. Вид запоминающего устройства - на триггерных ячейках с возможностью использования магнитного барабана.

4. Емкость запоминающего устройства - 31 для чисел и 63 для команд.

5. Емкость функционального устройства - 31 для чисел и 63 для команд.

6. Производимые операции: сложение, вычитание, умножение, деление, сдвиг, сравнение с учетом знака, сравнение по абсолютной величине, передача управления, передача чисел с магнитного барабана, сложение команд, останов.

7. Система команд - трехадресная.

8. Арифметическое устройство - одно, универсальное, параллельного действия, на триггерных ячейках. 

9. Система ввода чисел - последовательная.

10. Скорость работы - около 3000 операций в минуту.

11. Ввод исходных данных-с перфорационных карт или посредством набора кодов на штеккерном коммутаторе.

12. Съем результатов - фотографирование или посредством электромеханического печатающего устройства.

13. Контроль - системой программирования.

14. Определение неисправностей-специальные тесты и перевод на ручную или полуавтоматическую работу.

15. Площадь помещения - 60 м2.

16. Количество электронных ламп-триодов около 3500, диодов 2500.

17. Потребляемая мощность - 25 квт.

СЭСМ

Специализированная электронная счетная машина для решения систем линейных алгебраических уравнений и вычисления корреляционных функций.

1. Система счисления - двоичная с фиксированной запятой.

2. Вводимые в машину числа - коэффициенты, свободные члены, ординаты кривых - являются дробными величинами.

3. Выводимые результаты вычислений - правильные дроби.

4. Число разрядов после запятой - 28.

5. Текущий автоматический контроль порядка величин получаемых приростов неизвестных.

6. Результаты расчетов в десятичной системе с точностью до седьмого разряда.

Основные идеи построения СЭСМ выдвинуты С.А. Лебедевым. Главный конструктор З.Л. Рабинович

Универсальные ЭВМ. Московский период

БЭСМ

Технические характеристики: быстродействие - 8-10 тыс. операций в секунду, представление чисел с плавающей запятой, разрядность 39, система ламповых элементов, внешняя память на магнитных барабанах (2 по 512 слов) и магнитных лентах (4 по 30 тыс. слов), устройство ввода с перфоленты (1200 чисел в минуту), цифропечать (1200 чисел в минуту), фотопечатающее устройство (200 чисел в секунду).

Принята Государственной комиссией в 1953 г. с оперативной памятью на ртутных трубках (1024 слова); в начале 1955 г. с оперативной памятью на потенциалоскопах (1024 слова); в 1957 г. с оперативной памятью на ферритных сердечниках (2047 слов). Диодное задающее устройство на 376 39-разрядных слов.

Принципиальные особенности

1. Первая отечественная быстродействующая ЭВМ на электронных лампах (5 тыс. ламп).

2. Блочная конструкция.

3. Опробованы три вида оперативной памяти - на ртутных трубках, потенциалоскопах, ферритах.

4. Плавающая запятая; возможность работы с фиксированной запятой и удвоенной разрядностью.

5. Параллельный принцип действия.

Главный конструктор академик АН УССР С.А.Лебедев.

БЭСМ-2

Серийный вариант ЭВМ БЭСМ АН СССР

Основные технические характеристики аналогичны характеристикам БЭСМ АН СССР.

Принципиальные особенности

1. Оперативное запоминающее устройство на ферритных сердечниках. Емкость 2048 39-разрядных чисел. Время выборки 10 мс.

2. Широкое применение полупроводниковых диодов. Количество полупроводниковых диодов 5 тыс., электронных ламп, 4 тыс. Количество ферритных сердечников 200 тыс.

3. Усовершенствованная (мелкоблочная) конструкция, значительно повысившая надежность и удобство эксплуатации. Применены разъемы с плавающими контактами.

На серийных машинах БЭСМ-2 решены сотни тысяч задач чисто теоретических, прикладной математики, инженерных и пр. В частности, рассчитывалась траектория полета ракеты, доставившей вымпел Советского Союза на Луну.

Машина разработана и внедрена в народное хозяйство коллективами ИТМ и ВТ АН СССР и завода им. Володарского г.Казань. Серийно выпускалась с 1958 г.

Главный конструктор - Герой Социалистического труда академик С.А.Лебедев.

ЭВМ М-20

Технические характеристики: быстродействие 20 тыс. операций в секунду, оперативная память на ферритных сердечниках емкостью 4096 слов, представление чисел с плавающей запятой, разрядность 45, система элементов - ламповые и полупроводниковые схемы, внешняя память - магнитные барабаны и ленты.

Введена в действие в 1958 г. Выпускалась серийно.

Принципиальные особенности

1. Впервые в отечественной практике применена автоматическая модификация адреса.

2. Совмещение работы АУ и выборки команд из памяти.

3. Введение буферной памяти для массивов, выдаваемых на печать. Совмещение печати со счетом.

4. Использование полностью синхронной передачи информации в логических цепях.

5. Использование НМЛ с быстрым пуском и остановом.

6. Для М-20 разработана одна из первых операционных систем ИС-2 (Институт прикладной математики АН СССР).

В постановлении президиума АН СССР от 20 февраля 1959 г. говорилось:

"... создание машины М-20 является выдающимся достижением в развитии советской техники универсальных цифровых вычислительных машин. По своему быстродействию машина М-20 превосходит существующие отечественные и серийные зарубежные математические вычислительные машины.

Благодаря большому быстродействию, совершенству логической структуры и развитой системе оперативных и внешних запоминающих устройств, а также высокой степени надежности машины, она позволяет решить подавляющее большинство современных сложных задач, выдвигаемых отраслями науки и техники."

Главный конструктор - Герой Социалистического труда академик С.А.Лебедев. Заместители главного конструктора - М.К.Сулим, М.Р.Щура-Бура, В.Я.Алексеев, О.П.Васильев, П.П.Головистиков, В.Н.Лаут, В.А.Мельников, А.А.Соколов, М.В.Тяпкин, А.С.Федоров, O.K.Щербаков.

БЭСМ-4

Технические характеристики: быстродействие 20 тыс. операций в секунду, оперативная память на ферритных сердечниках емкостью 16384 слова, преставление чисел с плавающей запятой, разрядность 45, система элементов - полупроводниковые схемы, внешняя память на МБ.

Введена в эксплуатацию в 1962 г.

С 1962 по 1966 г. серийно выпускалась под марками БЭСМ-3М и БЭСМ-4.

Принципиальные особенности:

1. Использованы полупроводниковые элементы.

2. Машина программно совместима с ЭВМ М-20.

3. Предусмотрена возможность подключения второго ОЗУ на ферритных сердечниках емкостью 16384 45-разрядных двоичных слов.

4. Работа с удаленными объектами по каналам связи. Четыре входа с телефонных и 32 входа с телеграфных линий связи с соответствующими скоростями - 1200 и 50 бод.

Машины БЭСМ-4 применялись для решения различных задач в вычислительных центрах, научных лабораториях для автоматизации физического эксперимента и др.

Машина разработана и внедрена в народное хозяйство коллективами СКБ ИТМ и ВТ АН СССР и завода им. Володарского.

Главный конструктор - канд. техн. наук Олег Павлович Васильев. Научный руководитель - академик Сергей Алексеевич Лебедев. Разработчики: В.Глоба, А.Гостева, Г.Грибов, А.Грызлов, В.Добротенко, Н.Игрицкий, Ю.Коноплев, Л.Ленгник, В.Макаров, Ю.Никишин, Л.Федорова, Л.Смирнова, С.Судариков, В.Солдатенков, М.Тяпкин, В.Черемисов, Ю.Яковлева.

БЭСМ-6

Технические характеристики: быстродействие 1 млн. операций в секунду, оперативная память 64-128К 50-разрядных слов (2 разряда - для проверки на четность), время цикла ОЗУ 2 мкс, время выборки 0,8 мкс. Форма представления чисел в машине - десятичная с плавающей запятой, разрядность 48 (мантисса - 40 разрядов, знак мантиссы - 1 разряд, порядок - 6 разрядов, знак порядка - 1 разряд), параллельный обмен по шести каналам внешней памяти и 32 каналам связи.

Принципиальные особенности

1. Система элементов с широкими логическими возможностями и парафазной синхронизацией.

2. Глубокое совмещение выполнения команд на основе асинхронной конвейерной структуры.

3. Использование ассоциативной сверхбыстродействующей буферной памяти.

4. Первое использование виртуальной памяти в отечественных машинах.

5. Использование "магазинного" способа обращения к памяти.

6. Совмещенный со счетом параллельный обмен массивами с двумя магнитными барабанами и четырьмя магнитными лентами.

7. Операционная система с многопрограммным режимом работы.

В акте Государственной комиссии, принимавшей БЭСМ-6, отмечено: "БЭСМ-6 стала первой в стране машиной, имеющей быстродействие около 1 млн. одноадресных операций в секунду и использующей систему элементов с тактовой частотой 9 МГц. Высокая тактовая частота элементов потребовала от разработчиков новых оригинальных конструктивных решений для сокращения длин соединений элементов и уменьшения паразитных емкостей. Высокое быстродействие машины обеспечивается рациональным построением арифметического устройства, совмещением работы отдельных устройств машины, согласованием времени работы памяти и арифметического устройства за счет разделения оперативной памяти на ряд блоков и применением самоорганизующей сверхбыстродействующей буферной памяти на быстрых регистрах."

Комиссия с удовлетворением отмечает, что БЭСМ-6 обладает основными структурными особенностями современных высокопроизводительных машин, позволяющими использовать ее в мультипрограммном режиме и в режиме разделения времени: системой прерывания, аппаратом защиты памяти, аппаратом защиты команд, аппаратом присвоения адресов, магазинной организацией выполнения команд.

Высокие показатели машины получены при сравнительно небольшом количестве полупроводниковых приборов (около 60 тыс. триодов и 180 тыс. диодов), что показывает рациональность принятых схемных решений".

Вычислительные машины БЭСМ-6 выпускались 17 лет и использовались в вычислительных центрах и многих отраслях народного хозяйства.

Разработана коллективом ИТМ и ВТ АН СССР совместно с заводом САМ г.Москва. Выпускалась серийно с 1967 г.

Главный конструктор - Герой Социалистического труда академик С.А.Лебедев, заместители главного конструктора - В.А.Мельников, Л.Н.Королев. За разработку и внедрение машины БЭСМ-6 С.А.Лебедев, В.А.Мельников, Л.Н.Королев, Л.А.Зак, В.Н.Лаут, А.А.Соколов, В.И.Смирнов, А.Н.Томилин, М.В.Тяпкин были удостоены Государственной премии.

АС-6

Технические характеристики: модульная организация, унифицированные каналы обмена, быстродействие центрального процессора 1,5 млн. операций в секунду, емкость оперативной памяти 7752 кбайт, длина слова центрального процессора 48 разрядов, быстродействие периферийного процессора 150 тыс. операций в секунду, максимальная пропускная способность канала первого уровня 1,3 млн. слов в секунду, второго 1,5 Мбайт/с, количество внешних абонентов периферийной машины до 256.

Принципиальные особенности

1. Объединение модулей с помощью унифицированных каналов позволило организовать децентрализованные многомашинные комплексы сетевого типа, адаптируемые к требованиям заказчиков.

2. Эффективная реализация языков высокого уровня и многоуровневой системы защиты на основе механизмов стека состояния.

3. Операционная система, построенная по принципу децентрализации, обеспечивает работу в пакетном режиме, режиме удалений пакетной обработки, в режиме разделения времени и в режиме реального времени.

4. Аппаратура и операционная система восстанавливают работоспособность системы при сбоях процессоров, сбоях и отказах внешних устройств, выходе из строя аппаратных модулей.

5. Гибкая аппаратно-программная организация периферийной системы на основе использования унифицированных каналов и периферийных машин, позволяющих реализовать практически любые алгоритмы обслуживания устройств и абонентов.

Использовалась для обработки информации и управления в системах космического эксперимента, а также в ряде вычислительных центров для решения задач в различных областях науки и техники.

Машина разработана коллективом ИТМ и ВТ АН СССР совместно с заводом САМ г.Москва.

Главные конструкторы - Герой Социалистического труда академик С.А.Лебедев, В.А.Мельников, А.А.Соколов. Заместители главных конструкторов - Л.Н.Королев, В.П.Иванников, В.И.Смирнов, Л.А.Теплицкий, Л.А.Зак В.Л.Ли.

Специализированные ЭВМ

"Диана-1", "Диана-2"

Окончание разработки и проведение испытаний в 1955 г.

Основные характеристики: ЭВМ последовательного действия с коммутируемой программой обработки. "Диана-2" - фиксированная запятая, разрядность 10, система команд одноадресная, количество команд 14, объем командной памяти 256, ЗУ констант, оперативная память на магнитострикционных линиях задержки.

Принципиальные особенности

1. Автоматический съем данных с обзорной радиолокационной станции с селекцией объекта от шумов и расчет траектории движения.

2. Применение в логических элементах миниатюрных радиоламп и памяти на магнитострикционных линиях задержки.

3. Преобразование интервалов времени и угловых положений в числовые величины.

Руководители работ - С.А.Лебедев, Д.Ю.Панов, B.C.Бурцев, Г.Т.Артамонов.

ЭВМ М-40

Технические характеристики: быстродействие до 40 тыс. операций в секунду, оперативная память на ферритных сердечниках емкостью 4096 слов, цикл 6 мкс, представление чисел с фиксированной запятой, разрядность 36, система элементов ламповая и феррит-транзисторная, внешняя память - магнитный барабан емкостью 6 тыс. слов.

Машина работала в комплексе с аппаратурой процессора обмена с абонентами системы и аппаратурой хранения времени.

Принципиальные особенности

1. Плавающий цикл управления операциями.

2. Система прерываний.

3. Впервые использовано совмещение операций с обменом.

4. Мультиплексный канал обмена.

5. Работа в замкнутом контуре управления в качестве управляющего звена.

6. Работа с удаленными объектами по радиорелейным дуплексным линиям связи.

7. Впервые введена аппаратура хранения времени.

8. Применение феррит-транзисторных элементов. Главный конструктор - С.А.Лебедев. Ответственный исполнитель - B.C.Бурцев.

ЭВМ М-50

Модификация М-40, рассчитанная на применение в качестве универсальной ЭВМ. Представление чисел с плавающей запятой. Введена в строй в 1959 г. На базе М-40 и М-50 был создан двухмашинный комплекс.

Главный конструктор С.А.Лебедев. Ответственный исполнитель - B.C.Бурцев.

ЭВМ 5Э92

Модификация М-50, рассчитанная на применение в качестве комплекса обработки данных.

Принципиальные особенности

Широкое применение феррит-транзисторных элементов в низкочастотных устройствах, применение специально разработанной контрольно-регистрирующей аппаратуры с возможностью дистанционной записи информации, поступающей с высокочастотных каналов связи.

Главный конструктор - С.А.Лебедев. Ответственный исполнитель - B.C.Бурцев.

За разработку М-40 и М-50 С.А.Лебедев и B.C.Бурцев удостоены Ленинской премии 1966 г.

ЭВМ 5Э92б

Аванпроект I960 г., эскизный проект 1961 г.

Межведомственные испытания 1964 г.

Испытания комплекса из восьми машин 1967 г.

Технические характеристики: быстродействие большой машины 500 тыс. операций в секунду, малой машины 37 тыс. операций в секунду, представление чисел с фиксированной запятой, разрядность 48, емкость оперативной памяти 32 тыс. слов, построена по модульному принципу, цикл 2 мкс, работа по 28 телефонным и 24 телеграфным дуплексным линиям связи, элементная база - дискретные полупроводники, полный аппаратный контроль, промежуточная память - 4 магнитных барабана по 16 тыс. слов каждый.

Принципиальные особенности

1. Одна из первых полностью полупроводниковых ЭВМ.

2. Двухпроцессорный комплекс с общим полем оперативной памяти.

3. Полный аппаратный контроль.

4. Возможность создания многомашинных систем с общим полем внешних запоминающих устройств.

5. Возможность автоматического скользящего резервирования машин в системе.

6. Развитая система прерываний с аппаратным и программным приоритетом.

7. Работа с удаленными объектами по дуплексным телефонным и телеграфным линиям.

Главный конструктор - С.А.Лебедев. Заместитель главного конструктора - B.C.Бурцев.

ЭВМ 5Э51

Модификация 5Э92б; представление чисел с плавающей запятой, механизм базирования, защита оперативной памяти и каналов обмена; работа нескольких операторов в мультипрограммном режиме.

Главный конструктор - С.А.Лебедев. Заместитель главного конструктора - B.C.Бурцев.

ЭВМ 5Э65

Эскизный проект - 1965. Технический проект - 1968.

5Э65 - перевозимый высокопроизводительный вычислительный комплекс специального применения, обеспечивающий проведение исследований в реальном масштабе времени в полевых условиях с высокой степенью достоверности за счет применения памяти с неразрушающим считыванием, полного аппаратного контроля, средств устранения последствий сбоев. Эффективности вычислительного процесса способствовали переменная длина слова (12, 24, 36 разрядов), магазинная организация арифметического устройства. С применением комплекса были произведены исследования различных бортовых средств радиоизмерений и радионавигации в атмосфере и космосе.

Главный конструктор - С.А.Лебедев. Заместитель главного конструктора - И.К.Хайлов.

ЭВМ 5Э67

5Э67 - перевозимый многомашинный высокопроизводительный комплекс на базе модифицированной 5Э65 с общим полем внешней памяти, аппаратно-программными средствами реконфигурации на уровне машин. Комплекс обеспечивает работу в жестких климатических условиях. С участием комплекса были произведены уникальные радиоизмерения эпизодических явлений в верхних слоях атмосферы в реальном масштабе времени.

Главный конструктор - С.А.Лебедев. Заместитель главного конструктора - И.К.Хайлов.

За создание 5Э67 И.К.Хайлов удостоен Государственной премии 1977 г.

ЭВМ 5Э26

5Э26 является первой в СССР мобильной управляющей многопроцессорной высокопроизводительной вычислительной системой, построенной по модульному принципу, с высокоэффективной системой автоматического резервирования, базирующейся на аппаратном контроле и обеспечивающей возможность восстановления процесса управления при сбоях и отказах аппаратуры, работающей в широком диапазоне климатических и механических воздействий, с развитым математическим обеспечением и системой автоматизации программирования.

Технические характеристики: производительность 1,5 млн. операций в секунду, длина слова 32 разряда, представление информации естественное, целое слово, полуслово, байт, бит, объем оперативной памяти 32-34 кбайт, объем командной памяти 64-256 кбайт, независимый процессор ввода-вывода информации по 12 каналам связи - максимальный темп обмена свыше 1 Мбайт/с, объем 2,5-4,5 м3, потребляемая мощность 5-7 кВт.

Выпускается в двух модификациях, различающихся объемом памяти.

Принципиальные особенности

1. Впервые создана мобильная многопроцессорная высокопроизводительная структура с модульной памятью, легко адаптируемая к различным требованиям по производительности и памяти в системах управления.

2. Впервые создана машина с автоматическим резервированием на уровне модулей и обеспечивающая восстановление вычислительного процесса при сбоях и отказах аппаратуры в системах управления, работающая в реальном времени.

3. Впервые создана мобильная машина, снабженная развитым математическим обеспечением, эффективной системой автоматизации программирования и возможностью работы с языками высокого уровня.

4. Энергонезависимая память команд на микробиаксах с возможностью электрической перезаписи информации внешней аппаратурой записи.

5. Введена эффективная система эксплуатации с двухуровневой локализацией неисправной ячейки, обеспечивающая эффективность восстановления аппаратуры среднетехническим персоналом.

Главные конструкторы - С.А.Лебедев, B.C.Бурцев. Заместители главных конструкторов - Е.А.Кривошеев, В.Н.Лаут, А.А.Новиков, Ю.Д.Острецов, К.Я.Трегубов, Д.Б.Подшивалов, Г.С.Марченко

За создание ЭВМ 5Э26 Е.А.Кривошеев, Ю.Д.Острецов и Ю.С.Рябцев удостоены Государственной премии СССР.

Характеристики первых
отечественных и зарубежных компьютеров

Название
машины
Аналити
ческая
машина
Z1,Z2Z-3Марк IЭНИАКМЭСМЭДСАКЭДВАК
Фамилия
ученого
Чарльз
Беббидж
Конрад
Цузе
Конрад
Цузе
Говард
Айкен
Д.Мочли,
Пол Экерт
Сергей
Лебедев
Морис
Уилкс
Д.Мочли,
П.Экерт
СтранаАнглияГерманияГерманияСШАСШАСССРАнглияСША
Годы
разработки
1834-18711936-19381940-19411937-19441942-19451948-19511947-19491946-1950
Характе-
ристики
12345678
Тип исполь-
зуемых
элементов
Механи-
ческие
Механи-
ческие
Реле Электро
механи-
ческие
Электр.
лампы,
18000 шт.+
Реле
1500 шт.
Электр.
лампы,
6000 шт.
Электр.
лампы,
3000 шт.
Электр.
лампы,
3500 шт.
Емкость
памяти,
слов
1000,
на зубчатых
колесах
64,
рычажно-
механи-
ческая
64,
на реле
72,
на зубчатых
колесах
20,
на электр.
лампах
94,
на электр.
лампах,
94,
на штек-
керах+
5000, на магни-
тном бара-
бане
512,
на ртутных
трубках
1024,
на ртутных
трубках
Хранение
программ
в памяти
НетНетНетНетНетЕстьЕстьЕсть
Система
счисления
Десятич.1 Двоичн.2 Двоичн.2 Десятич.1 Десятич.1 Двоичн.2 Двоичн.2 Двоичн.2
Разрядность 50 24 22 23 10 20 17 и 34 44
Время
выполне-
ния опе-
раций,
сек
Сложе-
ние
1 - 0,3 0,3 0,0002 0,0176 0,0085 и 0,0034 0,001
Умно-
жение
60 - 4,5 5,7 0,0028 0,0176 0,085 0,003
Деле-
ние
60 - - 15,3 0,006 0,0176-0,0208 - -
Ввод
данных и
программы
с Пф.карт3 с кино-
ленты
с Пф.ленты4 с Пф.ленты4 коммута-
ционное поле
с Пф.карт3,
коммута-
ционное поле
с Пф.ленты4 с Пф.ленты4
Вывод
резуль-
татов
на Пф.карты3 - - на Пф.карты3 - на Пф.карты3 на Пф.ленту4 на Пф.ленту4

   1Десятич.- десятичная
   2Двоичн.- двоичная
   3Пф.карта — перфокарта
   4Пф.лента — перфолента


Дополнительные материалы по теме

Б.Н.Малиновский. Научная биография С.А.Лебедева. Информационные технологии и вычислительные системы, №3, 2002, Российская Академия наук
Б.Н.Малиновский. Пророк в своем Отечестве. "Вiсник НАН України", №10, 2002
Н.М.Мищенко. Институт кибернетики им. В.М.Глушкова НАНУ: все начиналось в Феофании...
Л.Иваненко. День рождения ЭВМ.
Борис Малиновский. К истории отечественного компьютеростроения



В.М.Глушков - основоположник информационных технологий в Украине и бывшем СССР