История появления пэвм. Основной элементной базой эвм четвертого поколения являются

Сергей Алексеевич Лебедев

Основоположник отечественной вычислительной техники

После войны выделились три важных области, каждая из которых стала знаменем научно-технической революции. По каждому из этих направлений выдвинулись крупные ученые-организаторы. Их имена теперь известны всем. Курчатов возглавил ядерную программу, академик Королев - ракетно-космическую, академик Лебедев стал генеральным конструктором первых вычислительных машин.

М. А. Лаврентьев

Сергей Алексеевич Лебедев

В нашей стране у истоков развития и становления отечественной вычислительной техники стоял выдающийся ученый, академик Сергей Алексеевич Лебедев. Как пишет один из его учеников, академик В. А. Мельников, "жизненный путь Сергея Алексеевича Лебедева ярок и многогранен. Кроме создания первых машин и первых фундаментальных разработок, он выполнил важные работы по созданию многомашинных и многопроцессорных комплексов. Им были заложены основы вычислительных сетей. Среди перспективных направлений следует отметить работы в области операционных систем и систем программирования. Структурнопрограммные операционные системы, алгоритмические языки программирования, новые алгоритмы для больших, трудоемких задач - важный этап научного творчества Лебедева. Ряд его работ, к сожалению, остался незаконченным. По главным направлениям, намеченным С. А. Лебедевым, работают его ученики и целые научные коллективы. Созданная им научная школа - лучший памятник ученому".

Сергей Алексеевич на протяжении всей своей жизни вел большую работу по подготовке научных кадров. Он был одним из инициаторов создания Московского физико-технического института, основателем и руководителем кафедры вычислительной техники в этом институте, руководил работой многих аспирантов и дипломников.

Говоря о наследии С. А. Лебедева, нельзя не сказать об атмосфере взаимопонимания и творческого воодушевления, которую умел создать вокруг себя Сергей Алексеевич. Он умел поощрять творческую инициативу, оставаясь при этом принципиальным и требовательным. Лебедев считал, что лучшая школа для специалиста - участие в конкретных разработках, и не боялся привлекать к работе над серьезными проектами молодых ученых.

Он родился 2 ноября 1902 года в Нижнем Новгороде. Отец Алексей Иванович и мать Анастасия Петровна были учителями.

В 1921 году С. А. Лебедев поступил в Московское высшее техническое училище им. Н. Э. Баумана на электротехнический факультет. Его учителями и научными руководителями были выдающиеся русские ученые-электротехники профессора К. А. Круг, Л. И. Сиротинский и А. А. Глазунов. Все они принимали активное участие в разработке знаменитого плана электрификации СССР - плана ГОЭЛРО. Для разработки этого плана и, главное, для его успешного осуществления потребовались уникальные теоретические и экспериментальные исследования. Из всех возникших при этом проблем С. А. Лебедев, еще будучи студентом, основное внимание уделял проблеме устойчивости параллельной работы электростанций. И следует сказать, что он не ошибся в выборе - весь дальнейший отечественный и зарубежный опыт создания высоковольтных энергообъединений определил проблему устойчивости как одну из центральных, от решения которой зависит эффективность дальних электропередач и энергосистем переменного тока.

Первые результаты по проблеме устойчивости, полученные Лебедевым, были отражены в его дипломном проекте, который выполнялся под руководством профессора К. А. Круга. В апреле 1928 года, получив диплом инженера-электрика, Лебедев становится одновременно преподавателем МВТУ им. Н. Э. Баумана и младшим научным сотрудником Всесоюзного электротехнического института (ВЭИ). Продолжая работать над проблемой устойчивости, С. А. Лебедев организует в ВЭИ группу, которая затем оформилась в лабораторию электрических сетей. Постепенно тематика лаборатории расширяется, и в круг ее интересов начинают попадать проблемы автоматического регулирования. Это привело к тому, что на базе этой лаборатории в 1936 году был создан отдел автоматики, руководство которым поручается С. А. Лебедеву.

К этому времени С. А. Лебедев уже стал профессором и автором (совместно с П. С. Ждановым) широко известной среди специалистов-электротехников монографии "Устойчивость параллельной работы электрических систем".

Примечательной чертой научной деятельности Лебедева, проявившейся с самого ее начала, было органическое сочетание большой глубины теоретической проработки с конкретной практической направленностью. Продолжая теоретические исследования, он становится активным участником подготовки сооружения Куйбышевского гидроузла, а в 1939–1940 годах С. А. Лебедев в "Теплоэлектропроекте" руководит разработкой проектного задания для магистральной линии электропередачи.

Проблемы автоматики интересуют С. А. Лебедева не только применительно к конкретным приложениям в электротехнике, он один из активных инициаторов работ по автоматизации научных исследований и математических расчетов. В 1936–1937 годах в его отделе начались работы по созданию дифференциального анализатора для решения дифференциальных уравнений. Уже тогда С. А. Лебедев задумывался над принципами создания цифровых вычислительных машин, в основе которых лежала бы двоичная система счисления.

Во время войны возглавляемый Лебедевым отдел автоматики полностью переключается на оборонную тематику.

В феврале 1945 года С. А. Лебедев избирается действительным членом Академии Наук УССР, а в мае 1946 года назначается директором Института энергетики АН УССР. В 1947 году после разделения этого института С. А. Лебедев становится директором Института электротехники АН УССР. Здесь он продолжает свои работы по проблемам автоматизации энергосистем. В 1950 году за разработку и внедрение устройств компаундирования генераторов электростанций для повышения устойчивости энергосистем С. А. Лебедев совместно с Л. В. Цукерником был удостоен Государственной премии СССР.

В 1947 году в Институте электротехники организуется лаборатория моделирования и вычислительной техники, где под руководством С. А. Лебедева была создана машина МЭСМ (малая электронная счетная машина) - первая отечественная вычислительная машина.

Вычислительная машина МЭСМ

Интересно привести основные этапы разработки и пуска первого отечественного компьютера:

? Октябрь - ноябрь 1948 года. Разработка общих принципов построения электронной цифровой вычислительной машины.

? Январь - март 1949 года. Обсуждение характеристик вычислительной машины и мер сотрудничества при ее создании на научных семинарах с участием представителей Института математики и Института физики АН УССР.

? Октябрь - декабрь 1949 года. Создание принципиальной блок-схемы и общей компоновки макета МЭСМ.

? 6 ноября 1950 года. Первый пробный пуск макета и начало решения на нем простейших практических и тестовых задач.

? Ноябрь - декабрь 1950 года. Увеличение количества блоков запоминающих устройств, отработка алгоритмов операций сложения, вычитания, умножения и сравнения, завершение отладки макета.

? 4–5 января 1951 года. Демонстрация действующего макета приемной комиссии в составе Н. Н. Доброхотова, А. Ю. Ишлинского, С. Г. Крейна, С. А. Лебедева, Ф. Д. Овчаренко, И. Т. Швеца. Составление акта об окончании в 1950 году разработки, изготовления и наладки макета, выработка рекомендаций о дальнейшем его совершенствовании.

? 10–11 мая 1951 года. Демонстрация работы машины в Киеве в присутствии известных ученых СССР Ю. Я. Базилевского, Н. Н. Боголюбова, В. М. Келдыша, К. А. Семендяева, А. Н. Тихонова и др.

? Август - сентябрь 1951 года. Переделка блоков запоминания с целью повышения их надежности. Окончание переделки конструкции действующего макета, завершение новой компоновки МЭСМ и ее опробование.

? 12 января 1952 года. Составление акта о введении МЭСМ в эксплуатацию с декабря 1951 года.

Функционально-структурная организация МЭСМ была предложена Лебедевым в 1947 году. МЭСМ работала в двоичной системе, с трехадресной системой команд, причем программа вычислений хранилась в оперативной памяти. Машина Лебедева с параллельной обработкой слов представляла собой принципиально новое решение. Она была одной из первых в мире и первой на европейском континенте машиной с хранимой в памяти программой.

В 1948 году в Москве создается Институт точной механики и вычислительной техники (ИТМ и ВТ) АН СССР, куда приглашается на работу С. А. Лебедев, а в 1950 году, когда основные работы по МЭСМ подходили к концу, Лебедев принимает это предложение.

В ИТМ и ВТ он создает специальную лабораторию для разработки БЭСМ-1 (быстродействующая электронная счетная машина-1), в которой получили дальнейшее развитие идеи Лебедева по структурной реализации методов обработки информации.

С. А. Лебедев и В. А. Мельников за наладкой БЭСМ-1

Вспоминает академик В. А. Мельников: "На опыте создания БЭСМ-1 можно видеть широту его научных и конструкторских разработок. В процессоре машины были использованы лампы, серийно выпускаемые нашей промышленностью. Лебедев указал несколько направлений по созданию оперативной памяти ЭВМ. Велись работы по созданию оперативного запоминающего устройства (ОЗУ): на электроакустических ртутных линиях задержек; ОЗУ параллельного действия на электронно-лучевых трубках; ОЗУ на ферритовых сердечниках. Создавались внешние запоминающие устройства на магнитных лентах и магнитных барабанах, устройства ввода и вывода на перфокартах и перфолентах, быстродействующие печатные устройства. В БЭСМ-1 было впервые применено постоянное запоминающее устройство на сменных перфокартах, что позволило решать задачи по мере готовности того или иного запоминающего устройства. Поэтому ее реальное использование началось уже с 1952 года с ОЗУ на электроакустических ртутных трубках. Правда, быстродействие ее было в десять раз ниже запланированного, но зато, помимо решения задач, появилась возможность получить первый опыт по эксплуатации и отладке программ".

Следует отметить, что БЭСМ-1 сдавалась дважды: первый раз - с ОЗУ на электронно-акустических ртутных трубках со средним быстродействием 1000 операций в секунду и второй раз - с ОЗУ на электронно-лучевых трубках с быстродействием около 10 тыс. операций в секунду. И оба раза она была успешно принята Государственной комиссией. Правда, в дальнейшем еще были испытания, когда на БЭСМ-1 проверялась оперативная память на ферритовых сердечниках, но этот вид памяти уже был окончательно внедрен на серийной машине БЭСМ-2. БЭСМ-1 была первой отечественной быстродействующей машиной (8-10 тыс. операций в секунду), самой производительной машиной в Европе и одной из лучших в мире.

Первой задачей, решенной на БЭСМ-1 и имевшей большое народнохозяйственное значение, был расчет оптимального уклона скоса канала. В программе решения этой задачи задавались параметры сыпучести грунта, глубины канала и некоторые другие. Крутой уклон экономит объем земляных работ, но может привести к быстрому осыпанию, поэтому важно найти математически обоснованный компромисс, который бы экономил объем работ при сохранении качества сооружения. Работа по созданию алгоритма и программы, потребовавшая серьезных математических исследований, была выполнена под руководством С. А. Лебедева, который в 1953 году был избран действительным членом АН СССР.

В структуре БЭСМ-1 уже тогда были реализованы основные решения, характерные для современных машин. Принцип ее работы был параллельного действия, что потребовало увеличения аппаратуры; и это было смелым по тем временам решением, например одна триггерная ячейка содержала четыре электронные лампы, надежность которых была мала, срок службы составлял всего 500-1000 часов, а в БЭСМ-1 было более 50 тыс. таких ламп.

Важной особенностью этой машины и большим структурным достижением являлись операции над числами с плавающей точкой, когда машина может производить операции над числами в диапазоне 2 -32 -2 32 автоматически, не требуя специальных операций масштабирования. Эти операции в машинах с фиксированной точкой составляют около 80 % от общего числа операций и увеличивают время решения задач. Одновременно БЭСМ-1 обеспечивала хорошую точность вычислений (около 10 десятичных знаков), а при решении некоторых задач могла работать хотя и с меньшим быстродействием, но с удвоенной точностью.

После БЭСМ-1 под руководством Лебедева были созданы и внедрены в производство еще две ламповые - БЭСМ-2 и М-20. Их характерной особенностью, пишет В. А. Мельников, было то, что они разрабатывались в тесном контакте с промышленностью, особенно М-20. Специалисты завода и академического института вместе участвовали в создании машины. Этот принцип хорош тем, что улучшается качество документации, т. к. в ней учитываются технологические возможности завода.

Вычислительная машина БЭСМ-2 сохранила систему команд и все основные параметры БЭСМ-1, но конструкция ее стала более технологичной и удобной для серийного выпуска.

В машине М-20 был сделан еще один новый шаг в развитии отечественной вычислительной техники. Во многом повторяя структуру БЭСМ-1, М-20 обладала производительностью 20 тыс. операций в секунду за счет совмещения работы отдельных устройств и более быстрого выполнения арифметических операций.

В шестидесятых годах наша промышленность начала массовый выпуск полупроводниковых приборов, что позволило перейти на новую элементную базу. Разработка полупроводниковых машин, которой руководил С. А. Лебедев, развивалась по двум основным направлениям. Первое - перевод наиболее совершенных ламповых машин на полупроводниковую элементную базу с сохранением структуры и быстродействия, но с повышением надежности, уменьшением размеров и энергопотребления. Ламповая машина М-20 стала в полупроводниковом варианте БЭСМ-ЗМ, БЭСМ-4 и М-220.

Второе направление развития полупроводниковых машин - это максимальное использование возможностей новой элементной базы с целью повышения производительности, надежности и совершенствования структуры машин. Яркий пример развития этого направления - БЭСМ-6, созданная под руководством С. А. Лебедева. Трудно переоценить значение и влияние на развитие вычислительной техники разработки этой высокопроизводительной, оригинальной по архитектуре и структуре машины. Макет БЭСМ-6 был запущен в опытную эксплуатацию в 1965 году, а уже в середине 1967 года был предъявлен на испытания первый образец машины. Тогда же были изготовлены три серийных образца. Машина БЭСМ-6 сдавалась вместе с необходимым математическим обеспечением, и государственная комиссия под председательством академика М. В. Келдыша, в то время президента АН СССР, дала ей высокую оценку. Вычислительная машина БЭСМ-6 - универсальная машина с быстродействием миллион операций в секунду, работала в диапазоне чисел от 2 -63 до 2 +63 и могла обеспечить точность вычислений 12 десятичных знаков. Она содержала 60 тыс. транзисторов и 180 тыс. полупроводников-диодов.

Вычислительная машина БЭСМ-6

Как пишут Л. Н. Королев и В. А. Мельников, машина БЭСМ-6 имела следующие принципиальные особенности:

Магистральный, или, как в свое время (1964 год) назвал его академик С. А. Лебедев, "водопроводный" принцип организации управления, с помощью которого достигается глубокий внутренний параллелизм обработки потоков команд и операндов;

Впервые осуществленный в БЭСМ-6 принцип использования ассоциативной памяти на сверхбыстрых регистрах с логикой управления, позволяющей аппаратно экономить число обращений к ферритовой памяти и тем самым осуществлять локальную оптимизацию в динамике счета;

Аппаратный механизм преобразования математического, виртуального адреса в физический адрес, что дало возможность осуществить динамическое распределение оперативной памяти в процессе вычислений средствами операционной системы;

Расслоение оперативной памяти, что позволяет осуществить одновременное обращение к блокам памяти по нескольким направлениям;

Принцип полистовой организации виртуальной памяти и разработанные на его основе механизмы защиты по числам и командам, сочетающие простоту и эффективность;

Развитая индексация, позволившая использовать индексные регистры для базирования, модификации адресов и в качестве указателей уровней вложенности процедур (дисплеев), что позволило строить свободно перемещаемые программы и рентерабельные процедуры;

Развитая система прерываний и индикации состояния внешних и внутренних устройств машины, контроль обмена между оперативной памятью и центральным устройством машины, позволившие достаточно хорошо вести диагностику в режиме мультипрограммирования;

Возможность одновременной работы парка устройств ввода-вывода и внешних запоминающих устройств на фоне работы центрального процессора.

С 1967 года все крупные вычислительные центры страны стали оснащаться компьютерами БЭСМ-6. И даже через многие годы, в 1983 году, на заседании отделения информатики, вычислительной техники и автоматизации Академии наук, академик Е. П. Велихов сказал, что "создание БЭСМ-6 явилось одним из основных вкладов АН СССР в развитие советской индустрии. Даже сейчас подавляющее большинство крупных народно-хозяйственных задач и проектов разрабатывается с помощью БЭСМ-6 и ее модификаций".

В начале 70-х годов Сергей Алексеевич Лебедев уже не мог руководить Институтом точной механики и вычислительной техники, в 1973 году тяжелая болезнь вынудила его оставить пост директора. Но он продолжал работать дома. Суперкомпьютер "Эльбрус" - это последняя машина, принципиальные положения которой были разработаны академиком Лебедевым и его учениками. Он был ярым противником начавшегося в начале 70-х годов копирования американской системы IBM/360, которая в отечественном вари- анте стала называться ЕС ЭВМ. Он понимал, к каким последствиям это приведет, но уже был не в силах воспрепятствовать этому процессу.

Велики заслуги академика С. А. Лебедева перед отечественной наукой. Его деяния отмечены многими наградами и государственными премиями. Институт точной механики и вычислительной техники РАН носит его имя. В Киеве на здании, где располагался Институт электротехники АН Украины, висит мемориальная доска, текст которой гласит: "В этом здании в Институте электротехники АН УССР в 1946–1951 гг. работал выдающийся ученый, создатель первой отечественной электронной вычислительной машины, Герой Социалистического Труда, академик Сергей Алексеевич Лебедев".

В книге прослеживается история и эволюция компьютерного мира, которую можно условно разделить на несколько периодов: период, предшествующий компьютерной эпохе; период создания первых компьютеров и появления первых языков программирования; период становления и развития компьютерной индустрии, возникновения компьютерных систем и сетей; период создания объектно-ориентированных языков программирования и новых компьютерных технологий. Каждая из глав книги посвящена отдельному периоду, изобретателям, конструкторам и программистам - архитекторам компьютерного мира.

Для широкого круга читателей

Книга:

Сергей Алексеевич Лебедев

Основоположник отечественной вычислительной техники

М. А. Лаврентьев

Сергей Алексеевич Лебедев

Во время войны возглавляемый Лебедевым отдел автоматики полностью переключается на оборонную тематику.

Вычислительная машина МЭСМ

Интересно привести основные этапы разработки и пуска первого отечественного компьютера:

? Октябрь - декабрь 1949 года. Создание принципиальной блок-схемы и общей компоновки макета МЭСМ.

? 12 января 1952 года. Составление акта о введении МЭСМ в эксплуатацию с декабря 1951 года.

С. А. Лебедев и В. А. Мельников за наладкой БЭСМ-1

Вычислительная машина БЭСМ-6

Как пишут Л. Н. Королев и В. А. Мельников, машина БЭСМ-6 имела следующие принципиальные особенности:

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

Сергей Алексеевич Лебедев - основоположник вычислительной техники в СССР

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

Первый компьютер СССР

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

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

Параметры МЭСМ:

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

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

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

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

ЭВМ серии «М»

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

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

«Малютка» ЭВМ М-2

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

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

«Стрела»

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

ЭВМ «Стрела»

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

БЭСМ

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

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

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

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

Большая электронная счетная машина (БЭСМ)

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

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

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

«Киев»

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

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

Виктор Михайлович Глушков

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

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

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

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

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

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

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

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

«Сетунь»

«Днепр»

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

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

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

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

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

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

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

«Днепр» отвечал следующим техническим характеристикам:

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

«Промінь» и ЭВМ серии «МИР»

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

Украинский компьютер «Промінь» («Луч»)

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

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

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

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

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

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

Технические параметры МИР:

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

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

Супермашины серии «Эльбрус»

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

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

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

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

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

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

В 1970 году началось плановое строительство комплекса.

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

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

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

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

«Эльбрусы» вообще несли в себе ряд революционных новшеств: суперскалярность процессорной обработки, симметричная многопроцессорная архитектура с общей памятью, реализация защищенного программирования с аппаратными типами данных - все эти возможности появились в отечественных машинах раньше, чем на Западе. Созданием единой операционной системы для многопроцессорных комплексов руководил Б.А. Бабаян, в свое время отвечавший за разработку системного программного обеспечения БЭСМ-6.

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

Вместо заключения

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

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

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

Президент РАН академик Ю.С. Осипов

2 ноября 2002 г. исполняется 100 лет со дня рождения выдающегося ученого, талантливого педагога, замечательного человека Сергея Алексеевича Лебедева. Еще студентом он начал разрабатывать новую в то время проблему устойчивости и ре-гулирования больших энергосистем. Возглавив лабораторию, а затем и отдел во Всесоюзном электротехническом институте, С. А. Лебедев вскоре стал одним из круп-нейших в стране специалистов по вопросам автоматизации электрических систем. Он успешно разрабатывал методы расчета искусственной устойчивости высоковольтных линий электропередач, создавал модели сетей переменного тока для определения оптимального режима работы сооружавшихся тогда в СССР мощных энергосистем. В ВЭИ незадолго до начала Великой Отечественной войны Сергей Алексеевич при-ступил к разработке принципов построения электронной вычислительной машины, в основе которой лежала двоичная система счисления.

Однако нападение фашистской Германии на СССР заставило ученого прервать эти исследования и сосредоточить все силы на разработке принципиально новых видов вооружения. В кратчайшие сроки он создал электронное устройство стаби-лизации танкового орудия при прицеливании, которое успешно прошло испытания и было принято на вооружение.

В 1945 г. Сергей Алексеевич был избран действительным членом АН УССР. Здесь он вскоре смог сконцентрировать свою творческую энергию на создании первой в СССР и в континентальной Европе электронной вычислительной машины. В 1947 г. в руководимом им Институте электротехники АН УССР была создана лаборатория, перед которой стояла задача: в кратчайший срок разработать и сдать в эксплуатацию электронно-вычислительную машину. В конце 1950 г. Малая электронная вычис-лительная машина начала работать, через год она была принята Государственной комиссией во главе с М.В. Келдышем.

Одновременно С. А. Лебедев продумывал принципы действия и схемы основных узлов большой (быстродействующей) электронной счетной машины (БЭСМ). Она была создана под его руководством уже в Москве, в Институте точной механики и вычислительной техники АН СССР в 1950-1953 гг. БЭСМ положила начало целой серии ЭВМ, разработанных под руководством и непосредственном участии С. А. Лебедева (БЭСМ-2, М-20, М-40, М-50, БЭСМ-4, БЭСМ-6, 5Э926, 5Э26, Эльбрус и многие другие).

Эти разработки определили столбовую дорогу мирового компьютеростроения на несколько десятилетий вперед. Следует подчеркнуть, что на момент своего создания и БЭСМ, и М-20, и БЭСМ-6 были самыми производительными ЭВМ в Европе и практически находились на уровне американских машин. В 1953 г. С. А. Лебедев возглавил ИТМ и ВТ и стал действительным членом АН СССР.

Сергей Алексеевич и его научная школа внесли огромный вклад в укрепление обороноспособности страны. Он непосредственно участвовал в создании ЭВМ для

радиолокационных и ракетных комплексов, первой в СССР системы противоракет-ной обороны (ПРО), противосамолетных комплексов "С-300" и др.

С. А. Лебедев воспитал научную школу разработчиков наиболее сложного класса средств вычислительной техники - быстродействующих суперЭВМ. За двадцать лет под его руководством было создано пятнадцать суперЭВМ, и каждая - новое слово в вычислительной технике, более производительная, более надежная и удобная в эксплуатации. Без этих суперЭВМ было бы немыслимым создание отечественного атомного оружия и атомной энергетики, ракетостроение, запуски искусственных спутников Земли, отправка космических кораблей с человеком на борту и многие другие результаты научно-технического прогресса.

Имя С. А. Лебедева носит ИТМ и ВТ РАН, бессменным директором которого он был почти четверть века. И в Российской академии наук, и в Национальной академии наук Украины учреждены научные премии имени С. А. Лебедева. Международное компьютерное общество присудило ему посмертно медаль "пионера вычислительной техники". Данный сборник - дань памяти этому великому ученому, свидетельство нашего безмерного к нему уважения и восхищения перед ним как цельным, скром-ным, прекрасным человеком.

Создание в тяжелые послевоенные годы первой оригинальной отечественной ЭВМ и многих последующих все более и более производительных вычислительных машин было научным подвигом С. А. Лебедева и его соратников. Имя Сергея Алек-сеевича Лебедева - основоположника отечественной электронной вычислительной техники - по праву стоит в одном ряду с именами И. В. Курчатова и С. П. Королева.

Лаборатория Параллельных Информационных Технологий, НИВЦ МГУ

К 100-летию со дня рождения основоположника отечественной вычислительной техники

Вступление

Осипов Ю. С. С. А. Лебедев - основоположник отечественной электронной

вычислительной техники 5

Потоп Б. Е. Рожденный для науки 7

Раздел 1. К биографии С. А. Лебедева

Бурцев В. С., Малиновский Б. Н., Лебедева Н. С. Сергей Алексеевич Лебедев.

Ученый, труженик, человек 9

Автобиография 49

Свидетельство Компьютерного Общества 1ЕЕЕ о награждении Сергея Алек
сеевича Лебедева медалью «Сотри1ег Рюпеег» от 1 октября 1997 г. Моск
ва, Россия 51

Основные даты жизни и деятельности С. А. Лебедева 54

Раздел 2. Научные труды и статьи С. А. Лебедева

Искусственная устойчивость синхронных машин 57

Малая электронная счетная машина 73

Электронная цифровая вычислительная машина БЭСМ 146

Электронные вычислительные машины 203

Быстродействующие универсальные вычислительные машины 206

Мощное средство научного исследования 215

Электронная счетная машина 218

Назревшие задачи организации научной работы 220

Месяц в Японии 224

Хронологический указатель основных трудов академика С. А. Лебедева. . . 225

Раздел 3. Научная школа С. А. Лебедева

Мельников В. А. Роль С. А. Лебедева в развитии отечественной вычисли
тельной техники 231

Бурцев В. С. Научная школа академика С. А. Лебедева в развитии вычисли
тельной техники 238

Рябов Г. Г. Первые шаги автоматизации проектирования ЭВМ 252

Королев Л.Н., Томилин А.Н. С. А. Лебедев и развитие математического и

программного обеспечения вычислительных машин СССР 256

Раздел 4. Вычислительные машины, созданные С. А. Лебедевым и учеными его школы

Вступление 262

БЭСМ АН СССР (БЭСМ-1), БЭСМ-2 266

«ДИАНА-1», «ДИАНА-2» 268

ЭВМ М-20, БЭСМ-4 268

ЭВМ М-40, М-50, 5Э92 269

СВМ 5Э89, набор электронных модулей «Азов» 270

ЭВМ 5Э926, 5Э51 271

ЭВМ 5Э65, 5Э67 274

ЭВМ 5Э26, 40У6 274

МВК Эльбрус-1, Эльбрус-2 277

СВС, ВК «Эльбрус 1-КБ» (1-КБ) 281

Модульный конвейерный процессор (МКП) 282

Вычислительная система (ВС) Эльбрус 3-1 283

«Электроника СС БИС» 284

Раздел 5. Публикация документов

Подборка поздравительных телеграмм и писем в адрес С. А. Лебедева.... 287

Письма С. А. Лебедеву из Китая 295

Раздел 6. Наш Сергей Алексеевич (воспоминания близких, коллег, учеников)

Лаврентьев М.А. Из воспоминаний «Опыты жизни. 50 лет в науке» 306

Марчук Г. И. Наш патриарх 309

Белоцерковский О. М. Лебедев и Физтех 310

Валиев К. А. Главный конструктор ЭВМ С. А. Лебедев 311

Бурцев В. С. Учитель, воспитатель, друг 313

Маврина Т. А. Воспоминания о брате 320

Лебедев С. С. Вспоминая об отце 323

Корзун И. В. Мои друзья Лебедевы 334

Рабинович З.Л. О Сергее Алексеевиче Лебедеве (о киевском периоде его

деятельности и личные воспоминания о нем) 345

Лисовский И. М. Сергей Алексеевич Лебедев. Создатель первой в континен-
тальной Европе и в Советском Союзе цифровой электронной вычислитель-
ной машины (МЭСМ) 358

Элькснин В. С. Воспоминания о Сергее Алексеевиче Лебедеве 370

Головистиков П. П. Из статьи «Первые годы ИТМ и ВТ» 372

Рыжов В. И. Сергей Алексеевич 375

Бардиж В. В. Кафедра ЭВМ 377

Лаут В. Н. Как я попал в ИТМ? 379

Из письма А. С. Федорова дочерям и сыну С.А. Лебедева 380

Хетагуров Я. А. Мои воспоминания о С. А. Лебедеве 381

Артамонов Г. Т. Отец по жизни 383

Смирнов В. И. Запоздалые воспоминания о Сергее Алексеевиче Лебедеве. . 384

Томилин А.Н. Справедливость, доверие, требовательность, доброта 388

Хайлов И. К. Из Физтеха в ИТМ и ВТ 389

Митрополъский Ю.И. Воспоминания о С. А. Лебедеве 390

Юдин Д. Б. Встреча с С. А. Лебедевым 392

Раздел 7. Друзья шутят

Осечинская Е. И., Осечинский И. В. Семейные байки 393

Из капустника-50 1998 г. 416

Сказка о радиолампах 422

Гердт 3. Грамота 425

Приложения

Литература о жизни и деятельности С. А. Лебедева 426

Список сокращений 431

Именной указатель 433

ВСТУПЛЕНИЕ

С. А. Лебедев - основоположник отечественной электронной вычислительной техники

Президент РАН академик Ю. С. Осипов

Одновременно С.А. Лебедев продумывал принципы действия и схемы основных узлов большой (быстродействующей) электронной счетной машины (БЭСМ). Она была создана под его руководством уже в Москве, в Институте точной механики и вычислительной техники АН СССР в 1950-1953 гг. БЭСМ положила начало целой серии ЭВМ, разработанных под руководством и непосредственном участии С. А. Лебедева (БЭСМ-2, М-20, М-40, М-50, БЭСМ-4, БЭСМ-6, 5Э92б, 5Э26, Эльбрус и многие другие).

6 Осипов Ю. С. С. А. Лебедев - основоположник отечественной электронной ВТ

радиолокационных и ракетных комплексов, первой в СССР системы противоракет-ной обороны (ПРО), противосамолетных комплексов «С-300» и др.

Имя С. А. Лебедева носит ИТМ и ВТ РАН, бессменным директором которого он был почти четверть века. И в Российской академии наук, и в Национальной академии наук Украины учреждены научные премии имени С.А. Лебедева. Международное компьютерное общество присудило ему посмертно медаль «пионера вычислительной техники». Данный сборник - дань памяти этому великому ученому, свидетельство нашего безмерного к нему уважения и восхищения перед ним как цельным, скром-ным, прекрасным человеком.

Рожденный для науки

Президент НАН Украины академик Б. Е. Патон

Столетие со дня рождения академика украинской и российской академий, осно-воположника отечественной электронной цифровой вычислительной техники Сергея Алексеевича Лебедева (1902-1974 гг.) проводится в год Украины в России. Слу-чайное совпадение двух казалось бы разных событий глубоко символично. Первые творческие успехи С. А. Лебедева в области электронной цифровой вычислительной техники связаны с его пятилетним пребыванием в Киеве. Именно здесь 44-летний ученый, широко известный выдающимися научными трудами и сложнейшими про-ектами в области энергетики, принял давно зревшее решение создать цифровую ЭВМ и блестяще осуществил свой замысел. Под его руководством в Институте электротехники АН Украины всего за два года силами небольшого коллектива была спроектирована, построена и в 1951 г. принята в регулярную эксплуатацию первая в бывшем Советском Союзе и в континентальной Европе малая электронная счетно-решающая машина МЭСМ с динамически изменяемой программой и параллельно-последовательным арифметическим устройством. Принципы построения МЭСМ бы-ли разработаны С. А. Лебедевым независимо от работ, осуществлявшихся в то время на западе и практически одновременно с учеными США и Западной Европы.

В 1952 и 1953 гг. МЭСМ была единственной ЭВМ в бывшем СССР, на которой решались важнейшие задачи того времени: фрагменты вычислений из области термо-ядерных процессов, космической и ракетной техники, дальних линий электропередач и др. Именно тогда было положено начало советской школы программирования.

Описание МЭСМ стало первым учебником по вычислительной технике. Лабо-ратория С.А. Лебедева выполнила роль организационного зародыша вычислитель-ного центра АН Украины, на базе которого впоследствии был создан получивший широкую известность один из крупнейших в мире Институт кибернетики имени В. М. Глушкова НАН Украины.

МЭСМ явилась прототипом следующего детища Лебедева - Быстродействующей электронной счетной машины (БЭСМ), проектировать которую С. А. Лебедев начал еще в Киеве, но закончил после переезда в Москву (в 1955 г. на международной конференции в Дармштадте БЭСМ была признана лучшей в Европе ЭВМ). Рождение МЭСМ в трудное послевоенное время - это подлинный научный и инженерный триумф С. А. Лебедева и руководимого им талантливого коллектива.

За последующие 20 лет работы в Москве в Институте точной механики и вы-числительной техники АН СССР (ныне РАН), где С.А. Лебедев был директором все эти годы и который носит сейчас его имя, под его руководством были созда-ны пятнадцать уникальных суперЭВМ для гражданских и военных применений. Заложенный С.А. Лебедевым еще в МЭСМ принцип распараллеливания процесса обработки информации был при этом существенно развит и остается до сих пор одним из основных при построении суперЭВМ. «Уметь дать направление - признак гениальности», - сказал о таких людях немецкий философ Ф. Ницше.

Раскрывшийся во второй половине жизни творческий потенциал С. А. Лебедева, сумевшего от ламповых ЭВМ прийти к ЭВМ на интегральных схемах, позволяет утверждать, что среди своих современников он является одним из крупнейших ученых-первопроходцев информационных технологий.

Замечательной чертой Сергея Алексеевича была его забота о молодежи, доверие к ней, поручение молодым решения самых сложных задач. Этому способствовал незаурядный педагогический талант ученого. Многие ученики Сергея Алексеевича стали крупными учеными и развивают свои научные школы.

Патон Б. Е. Рожденный для науки

Мы всегда будем гордиться тем, что именно в Академии наук Украины, в нашем родном Киеве, расцвел талант С.А. Лебедева как выдающегося ученого в области вычислительной техники и математики, а также крупнейших автоматизированных систем.

Сергею Алексеевичу ничто человеческое не было чуждо, он любил жизнь во всех ее проявлениях. Прекрасная семья русских интеллигентов Лебедевых собирала вокруг себя представителей передовой культуры того времени. Увлекался Сергей Алексеевич и спортом, особенно альпинизмом. И может быть, взбираясь на горные вершины, он готовил себя к познанию тех научных вершин вычислительной техники, которые он одним из первых в мире увидел и покорил.

Поистине велик был этот замечательный и вместе с тем очень скромный человек. Лучший памятник ему - талантливая научная школа, созданная им и продолжающая славные дела и традиции своего незабвенного Учителя.

Вся жизнь выдающегося ученого - это героический пример служения науке, своему народу. С. А. Лебедев всегда стремился объединить высочайшую науку с прак-тикой, с инженерными задачами.

Он жил и трудился в период бурного развития электроники, вычислительной техники, ракетостроения, освоения космоса и атомной энергии. Будучи патриотом своей страны, Сергей Алексеевич принял участие в крупнейших проектах И.В. Кур-чатова, С.П. Королева, М.В. Келдыша, обеспечивших создание щита Родины. Во всех их работах роль электронных вычислительных машин, созданных Сергеем Алексеевичем, без преувеличения, огромна.

Его выдающиеся труды навсегда войдут в сокровищницу мировой науки и техни-ки, а его имя должно стоять рядом с именами этих великих ученых.

Раздел 1 К БИОГРАФИИ С. А. ЛЕБЕДЕВА

Сергей Алексеевич Лебедев. Ученый, труженик, человек

В. С. Бурцев, Б.И. Малиновский, Н.С. Лебедева

Сергей Алексеевич Лебедев родился в Нижнем Новгороде 2 ноября 1902 г. Его дед Иван Андреевич, николаевский солдат, отслужил 25 лет штаб-трубачом в гусарском полку. От него требовалось особое мужество - трубач впереди войска, на виду у противника. Выйдя в отставку, поселился в Костроме, стал земским сторожем, женился на дочери псаломщика. 1 марта 1866 г. у них родился сын Алексей, спустя два года появился на свет Михаил. Свирепствовавшая в 1870 г. в Поволжье холера оборвала жизнь Ивана Андреевича Лебедева.

Нелегко пришлось его вдове и малолетним сыновьям. Мать стала работать на ткацкой фабрике. Четырехлетнего Алексея взяла к себе в деревню его тетка. В 9 лет он вернулся к матери в Кострому, два года ходил в приходскую школу, после чего пять лет работал конторщиком на той же фабрике, что и его мать. В городской библиотеке, которую он регулярно посещал, сблизился со сверстниками - семинари-стами и гимназистами, увлекавшимися идеями народничества. Именно тогда Алексей твердо решил стать сельским учителем. С пятью рублями в кармане, скопленными за долгие месяцы работы, отправился в поселок Новинское Ярославской губернии поступать в учительскую семинарию, открытую К.Д. Ушинским для детей-сирот. Закончив ее, а затем и учительский институт с отличием, стал учителем. Мечтал об изменении жизни народа путем образования и просвещения. В селе Родники, где он преподавал, организовал кружок для своих коллег и крестьян, наладил доставку литературы в близлежащие деревни.

Его активную деятельность заметил видный народник М. В. Сабунаев, бежавший из сибирской ссылки и стремившийся объединить разрозненные кружки Нижнего Новгорода, Ярославля, Костромы и других волжских городов. Однако в декаб-ре 1890 г. охранка провела повальные аресты среди народников. Был задержан и А.И. Лебедев, проведший в тюрьме два года. После освобождения из заключения власти лишили его права заниматься педагогической деятельностью, учредили над ним негласный надзор полиции. По свидетельству Алексея Ивановича, «негласный надзор» выражался во вполне гласном, подозрительного вида господине в котелке и пальто горохового цвета, торчавшем у ворот его дома во всякую погоду .

Тем не менее Алексей Иванович, уехавший вскоре после освобождения в Кинешму, продолжил там свою просветительскую деятельность. Устроил при земской управе публичную библиотеку, привлек к регулярным чтениям большую группу рабочих и молодежи города, создал пропагандистский кружок. «А. И. Лебедева знаю как старого народовольца и видного общественника, литературного деятеля, известного мне по времени знакомства в Кинешме в 1894 г., где он вел культурно-общественную работу среди рабочих и крестьян, создавал публичную библиотеку с радикальным