Вычислительная машина мэсм создана под руководством

Советская вычислительная школа Сергея Лебедева

Сергей Алексеевич Лебедев был советским академиком и основоположником вычислительной техники в СССР. Он создал первый в континентальной Европе компьютер с хранимой в памяти программой (МЭСМ) и был одним из разработчиков первых цифровых электронных вычислительных машин с динамически изменяемой программой вычислений. Под руководством и самоличном участии этого выдающегося ученого было создано 18 ЭВМ, причем 15 из них выпускались серийно.

Лебедев стоял у истоков развития и становления отечественной вычислительной техники. Опыт его работы уникален, так как охватывает период от создания первых ламповых компьютеров, выполнявших сотни и тысячи операций в секунду, до быстродействующих супер-ЭВМ на больших интегральных схемах.

Сергей Лебедев родился 2 ноября 1902 г. в городе Нижний Новгород. Отец Алексей Иванович был известным автором «Азбуки» и «Словаря непонятных слов», а мать Анастасия Петровна (в девичестве Маврина, из дворян) преподавала общие предметы в младших классах народного училища. В послереволюционные годы главу семейства пригласили на работу наркомом просвещения и Лебедевы переехали в Москву.

Сергей Лебедев (1920 г.)

Начало пути

В 1921 г. Сергей сдал экзамены экстерном за среднюю школу и поступил в Московское высшее техническое училище (МВТУ) им. Н.Э.Баумана на электротехнический факультет. Его учителями и научными руководителями были выдающиеся русские ученые-электротехники, профессора Карл Адольфович Круг, Леонид Иванович Сиротинский и Александр Александрович Глазунов. Все они трудились над разработкой плана электрификации СССР (план ГОЭЛРО). Для успешного осуществления потребовались уникальные теоретические и экспериментальные исследования. Лебедев был еще студентом, но уже тогда основное внимание уделял проблеме устойчивости параллельной работы электростанций. Первые результаты по данной проблеме были отражены в его дипломном проекте, который выполнялся под руководством профессора К.А.Круга.

В 1928 г. Лебедев получил диплом инженера-электрика и остался преподавать в родной альма-матер, параллельно занимая должность младшего научного сотрудника Всесоюзного электротехнического института (ВЭИ). Именно в этом ВУЗе он возглавил лабораторию электрических сетей, где продолжил работу над проблемой устойчивости. Тематика лаборатории постепенно расширялась, охватывая также и проблемы автоматического регулирования. И в результате в 1936 г. на ее базе сформировался отдел автоматики, руководить которым поручили Сергею Алексеевичу.

К этому времени Лебедев уже стал профессором и автором (совместно с Петром Сергеевичем Ждановым) широко известной среди специалистов-электротехников монографии “Устойчивость параллельной работы электрических систем”.

Лебедев в своем кабинете

У научной деятельности Лебедева замечалась характерная особенность, которая заключалась в органическом сочетании большой глубины теоретической проработки с конкретной практической направленностью. Продолжая теоретические исследования, он стал активным участником подготовки сооружения Куйбышевского гидроузла.

В начале Второй мировой войны Лебедев был вынужден покинуть ВЭИ и уехать в Свердловск. Все ресурсы отдела автоматики переключили на оборонную тематику.

За поразительно короткие сроки работы в Свердловске, Алексей Сергеевич спроектировал систему стабилизации танкового орудия при прицеливании. Эта разработка усовершенствовала танк, делая его менее уязвимым и спасая тем самым многих танкистов. Система позволяла наводить и стрелять из орудия без остановки машины. За свое изобретение ученый был награжден орденом Трудового Красного Знамени и медалью «За доблестный труд в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.».

В 1945 г. Лебедева избрали действительным членом Академии Наук УССР

После окончания войны ученый занялся реализацией давно запланированного проекта по созданию вычислительной машины с использованием двоичной системы счисления. В те годы не было достаточно полных публикаций о двоичной системе счисления и методике операций над двоичными числами. Базой для построения цифровой вычислительной машины стала методика выполнения арифметических операций в двоичной системе счисления и ранее разработанные самим Лебедевым методы решения математических задач.

В 1947 г. Лебедев стал директором Института электротехники АН Украины и по совместительству возглавил руководство лабораторией Института точной механики и вычислительной техники СССР.

МЭСМ

В 1948 г. начался процесс создания малой электронной счетной машины (МЭСМ). Для научной работы Лебедеву выделили частично разрушенное здание бывшей монастырской гостиницы в Феофании (Киев). С финансовой помощью и поддержкой вице-президента АН УССР Михаила Алексеевича Лаврентьева, помещение было отремонтировано и оборудовано под лабораторию.

Здание в Феофании, где размещалась лаборатория Лебедева

Лебедев выдвинул, обосновал и реализовал в первой советской машине принципы построения ЭВМ с хранившейся в памяти программой. МЭСМ занимала целое крыло двухэтажного здания (60 м²) и состояла из 6 000 электронных ламп. Примечательно то, что проектирование, монтаж и отладка машины были выполнены в течении трех лет. При этом в разработке участвовали лишь 11 инженеров и 15 технических сотрудников. Тогда как на разработку первого в мире электронного компьютера ЭНИАК (США) ушло пять лет и было задействовано 13 разработчиков и более 200 техников.

Схема элементарной ячейки блока памяти арифметического устройства МЭСМ

МЭСМ была арифметическим устройством, производившим операции сложения, вычитания, умножения, деления, сдвига, сравнения с учётом знака, сравнения по абсолютной величине, передачи управления, передачи чисел с магнитного барабана, сложения команд, остановки. МЭСМ имела двоичное представление чисел с фиксированной запятой, 16 двоичных разрядов на число, плюс один разряд на знак.

6 ноября 1950 г. состоялся пробный пуск машины, в ходе которого решалась задача: Y» + Y = 0; Y(0) = 0; Y(\pi) = 0.

Не смотря на то, что МЭСМ создавалась более как макет Большой электронной счетной машины, ей нашли практическое применение. Первой советской ЭВМ весьма заинтересовались математики, задачи которых требовали использования быстродействующего вычислителя. До 1953 г. МЭСМ была единственной вычислительной машиной в СССР.

Участники разработки МЭСМ — Лев Наумович Дашевский и Соломон Бениаминович Погребинский (Киев, 1951 г.)

Характеристики МЭСМ

Элементная база: 6 000 электронных ламп (около 3500 триодов и 2500 диодов)
Быстродействие: 3 000 операций в секунду
Потребляемая мощность: около 25 кВт
Разрядность: 16
Тактовая частота: 5 кГц
Устройства ввода / вывода: ввод с перфокарты или набором кода на штекерном коммутаторе; вывод с помощью электромеханического печатающего устройства либо фотоустройства для получения данных на фотоплёнке.
Также мог использоваться магнитный барабан, хранящий до 5000 кодов чисел или команд.

БЭСМ

Следующей после МЭСМ была разработана большая электронно-счётная машина (БЭСМ). В структуре устройства уже тогда были реализованы основные решения, характерные для современных вычислительных машин.

У БЭСМ была двоичная система представления чисел с учётом порядков, то есть в форме чисел с плавающей запятой. Машина оперировала диапазон чисел примерно от 10^-9 до 10⁹. Система команд была трёхадресной, в нее входило 9 арифметических операций, 8 операций передач кодов, 6 логических операций, 9 операций управления.

Лабораторные испытания БЭСМ

БЭСМ имела 39 двоичных разрядов для представления чисел в виде мантиссы/порядка, из них 32 разряда отводилось для значащей части и 5 для порядка. Еще по одному разряду отводилось для знаков мантиссы и порядка. При написании программ для машины применялась техника самомодифицирующегося кода, когда напрямую модифицировались адресные части команд для доступа к массивам.

Один из разработчиков БЭСМ Всеволод Сергеевич Бурцев вспоминает о машине следующее:

Во многих блоках первой БЭСМ в анодной цепи были использованы не лампы сопротивления, а ферритовые трансформаторы. Так как эти трансформаторы были изготовлены кустарным способом, они часто выгорали, при этом выделяли едкий специфический запах. Сергей Алексеевич обладал замечательным обонянием и, обнюхивая стойку, с точностью до блока указывал на дефектный. Он практически никогда не ошибался.

Характеристики БЭСМ

Элементная база: 4 000 электронных ламп, 5 000 полупроводниковых диодов
Быстродействие: 8 000 операций в секунду
Потребляемая мощность: около 35 кВт
Разрядность: 39
Тактовая частота: 9 МГц
Внешняя память: на магнитных барабанах (2 барабана по 5120 слов) и магнитных лентах (4 по 30 000 слов)
Устройства ввода / вывода: ввод с перфокарты, цифро-печать и фото-печатное устройство.

Группа сотрудников ИТМ и ВТ АН СССР в день награждения за создание БЭСМ (1956 г.)

В 1956 г. БЭСМ получила награду и была принята Государственной комиссией в эксплуатацию.

БЭСМ-2, М-20 и БЭСМ-4

В 1958 г. БЭСМ была подготовлена к серийному производству. Коллектив ИТМиВТ под руководством Лебедева разработал и презентовал две ЭВМ: БЭСМ-2 и М-20. Их характерной особенностью 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 был хорош тем, что улучшал качество документации, т. к. в ней учитывались технологические возможности завода.

Вычислительная машина БЭСМ-2 сохранила систему команд и все основные параметры предыдущего устройства, но конструкция стала более технологичной и удобной для серийного выпуска. В БЭСМ-2 было реализовано оперативное запоминающее устройство на ферритных сердечниках, широко применялись полупроводниковые диоды, а также была усовершенствована конструкция (мелкоблочная). На БЭСМ-2 проводились расчеты, связанные с запуском искусственных спутников, первых пилотируемых космических кораблей. Именно на одной из упомянутых ЭВМ был произведён расчёт траектории ракеты, доставившей вымпел СССР на Луну.

БЭСМ-2 имела около 4 000 электронных ламп, и была собрана на трех основных стойках

Характеристики БЭСМ-2

Элементная база: 4 000 электронных ламп, 5 000 полупроводниковых диодов
Быстродействие: 20 000 операций в секунду
Потребляемая мощность: 35 кВт
Разрядность: 45
Тактовая частота: 10 МГц
Внешняя память: на магнитных барабанах и магнитных лентах
Устройства ввода / вывода: ввод с перфоленты, которую печатает устройство.

М-20 стала первой советской машиной, которая поставлялась в комплекте со специальным математическим обеспечением (по своей сути — ОС). В новое устройство Лебедев заложил рад конструктивных решений, расширяющих функциональность и почти не увеличивающих количество электронных ламп.

М-20 обладала производительностью 20 000 операций в секунду за счет совмещения работы отдельных устройств и более быстрого выполнения арифметических операций. В машине впервые были применены: автоматическая модификация адреса; совмещение работы арифметического устройства и выборки команд из памяти; использование буферной памяти для массивов, выдаваемых на печать.

М-20

Характеристики М-20

Элементная база: электронные лампы, полупроводниковые схемы
Быстродействие: 20 000 операций в секунду
Потребляемая мощность: 50 кВт
Разрядность: 45
Тактовая частота: 0.6667 мГц
Внешняя память: на магнитных барабанах и магнитных лентах
Устройства ввода / вывода: ввод с перфоленты, которую печатает устройство

После вручения наград в Кремле (1962 г.)

В 1965 г. появилась серийная ЭВМ на полупроводниковых элементах БЭСМ-4, которая унаследовала архитектуру М-20. Для БЭСМ-4 существовало не менее 3 разных компиляторов с языка Алгол-60, компилятор Fortran, не менее 2 разных ассемблеров, компилятор с оригинального языка Эпсилон.

Характеристики БЭСМ-4

Элементная база: электронные лампы, полупроводниковые схемы
Быстродействие: до 40 000 операций в секунду
Потребляемая мощность: 50 кВт
Разрядность: 45
Тактовая частота: 9 МГц
Внешняя память: на магнитных барабанах и магнитных лентах
Устройства ввода / вывода: ввод с перфоленты, которую печатает устройство

БЭСМ-6

Разработка БЭСМ-6 завершилась в конце 1965 г. Эта машина стала первой советской супер-ЭВМ на элементной базе второго поколения (полупроводниковых транзисторах). В электронных схемах БЭСМ-6 использовалось 60 000 транзисторов и 180 000 полупроводников-диодов. Элементная база была новой для того времени.

У БЭСМ-6 имелся магистральный или водопроводный принцип организации управления. С его помощью потоки команд и операндов обрабатывались параллельно. В разработке использовалась ассоциативная память на сверхбыстрых регистрах, что сократило количество обращений к ферритной памяти и позволило осуществить локальную оптимизацию вычислений в динамике счета. Оперативная память имела расслоение (8-слойная) на автономные модули, что дало возможность одновременно обращаться к блокам памяти по нескольким направлениям. Многопрограммный режим работы БЭСМ-6 позволил решать несколько задач с заданными приоритетами. Аппаратный механизм преобразования математического адреса в физический дал возможность динамически распределять оперативную память в процессе вычислений средствами ОС.

У БЭСМ-6 был конвейерный центральный процессор с отдельными конвейерами для устройства управления и арифметического устройства. Он позволял совмещать обработку нескольких команд, находящихся на разных стадиях выполнения. Имелся кеш на 16 48-битных слов (4 чтения данных, 4 чтения команд, 8 — буфер записи). Система команд включала в себя 50 24-битных команд.

Лаборатория для проведения финишных испытаний знаменитой БЭСМ-6

С 1968 г. начался выпуск БЭСМ-6 на заводе Счётно-аналитических машин (САМ) в Москве.

Характеристики БЭСМ-6

Элементная база: транзисторный парафазный усилитель с диодной логикой на входе
Быстродействие: около 1 млн операций в секунду
Потребляемая мощность: 60 кВт
Разрядность: 48
Тактовая частота: 10 МГц
Внешняя память: на магнитных лентах и магнитных дисках
Устройства ввода / вывода: ввод с перфокарты, цифропечать и фотопечатное устройство

На Дне открытых дверей факультета вычислительной математики и кибернетики МГУ Владимир Пономарев демонстрирует игру «Калах» на экране терминала БЭСМ-6

С 1967 г. практически все крупные вычислительные центры СССР стали оснащаться компьютерами БЭСМ-6. И даже спустя годы на заседании отделения информатики, вычислительной техники и автоматизации Академии наук (1983 г.) академик Е. П. Велихов сказал, что создание БЭСМ-6 явилось одним из основных вкладов АН СССР в развитие советской индустрии.

В 1990 г. один из экземпляров БЭСМ-6 был перевезен в Лондон и установлен в Музее науки, как лучший в Европе суперкомпьютер своего времени.

Серия 5Э26

ЭВМ 5Э26 была последней прижизненной разработкой Лебедева, которую он успел запустить в серийное производство.

В 1968 г. Лебедев принял предложение Генерального конструктора зенитных ракетных комплексов для ПВО Бориса Васильевича Бункина. Он согласился разработать специализированный управляющий малогабаритный мобильный высокопроизводительный цифровой вычислительный комплекс (ЦВК) 5Э26. О реализации такой возможности Сергей Алексеевич мечтал еще при создании МЭСМ. Благодаря этой работе, была проведена крупнейшая реорганизация института. Объединение ресурсов множества различных лабораторий привело к фактическому созданию отделений:
— по ЭВМ общего назначения
— по ЭВМ специального назначения (включая архитектуру)
— по электронному конструированию
— по запоминающим устройствам
— по САПР и технологии.

Всеволодом Сергеевичем Бурцевым (заместитель Лебедева) была предложена многопроцессорная архитектура ЦВК 5Э26, обеспечивающая работу до трех модулей центральных процессоров и двух специальных процессоров ввода-вывода информации с общей памятью.

Конструктивно ЦВК серии 5Э26 представлял собой шкаф высотой 1885 мм, шириной 2870 мм, глубиной 655 мм, который ставился у стенки транспортного средства.

У 5Э26 имелась высокоэффективная система автоматического резервирования, базирующаяся на аппаратном контроле. Система давала возможность восстанавливать процесс управления при сбоях и отказах аппаратуры, работающей в широком диапазоне климатических и механических воздействий, с развитым математическим обеспечением автоматизации программирования.

ЦКВ 5Э261

ЦКВ 5Э26 легко адаптировался к различным требованиям по производительности и памяти в системах управления специального назначения. Устройство также работало в реальном времени, снабжалось развитым математическим обеспечением, эффективной системой автоматизации программирования и возможностью работы с языками высокого уровня. В 5Э26 была реализована энергонезависимая память команд на микробиаксах с возможностью электрической перезаписи информации внешней аппаратурой записи и введена эффективная система эксплуатации с двухуровневой локализацией неисправной ячейки, обеспечивающая эффективность восстановления аппаратуры среднетехническим персоналом.

В качестве интегральных схем использовались в основном полупроводниковые микросхемы одних из первых отечественных серий-133 и 130 (ТТЛ-типа).

Лебедев во время поездки в Англию (Кембридж, 1964 г.)

Характеристики 5Э261

Элементная база: стандартная серия ТТЛ-микросхем
Быстродействие: 1,5 млн операций в секунду
Потребляемая мощность: 5,5 кВт
Разрядность: 32
Объем оперативной памяти: 32-34 Кб
Объем командной памяти: 64-256 Кб
Независимый процессор ввода-вывода информации по 12 каналам связи: максимальный темп обмена свыше 1 Мб/с.

Опыт создания ЭВМ 5Э26 стал базой для конструирования семейства супер-ЭВМ «Эльбрус». Название было предложено Лебедевым. Появление «Эльбруса» завершило создание ПРО СССР, однако сам он уже не успел принять участие в их разработке.

Послесловие

Лебедев с семьей

По воспоминаниям сотрудников, работавших с Сергеем Алексеевичем в Киеве, он был идеальным руководителем. В работе доводил все до совершенства, большое внимание уделял мелочам. Он никогда не повышал голос и относился ко всем исключительно ровно, справедливо, без предвзятости. Всегда отмечал даже небольшие успехи своих сотрудников. В процессе отладки машины равных ему не было. Лебедев превосходил всех в понимании неполадок и сбоев в машине.

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.

Лебедев с дочерьми Екатериной и Натальей

В начале 70-х Сергей Алексеевич уже не мог руководить Институтом точной механики и вычислительной техники, в 1973 г. тяжелая болезнь вынудила его оставить пост директора. Но он продолжал работать дома.

Сергей Алексеевич Лебедев скончался 3 июля 1974 г. в Москве. Похоронен на Новодевичьем кладбище.

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 г.г. работал выдающийся ученый, создатель первой отечественной электронной вычислительной машины, Герой Социалистического Труда, академик Сергей Алексеевич Лебедев”.

Мозаика с изображением Лебедева в ИТМиВТ

В год 95-летия со дня рождения Сергея Алексеевича Лебедева заслуги ученого признали и за рубежом. Как новатор вычислительной техники, он был отмечен именной медалью Международного компьютерного общества с надписью: «Сергей Алексеевич Лебедев 1902–1974 г.г… Разработчик и конструктор первого компьютера в Советском Союзе. Основоположник советского компьютеростроения».

Как зарабатывать больше с помощью нейросетей?
Бесплатный вебинар: 15 экспертов, 7 топ-нейросетей. Научитесь использовать ИИ в своей работе и увеличьте доход.
Узнать больше

МЭСМ – наша точка отсчёта

от: 02-02-2017 11:25 | раздел: О разном…

---

Дашевский Л. Н., Шкабара Е. А., «Как это начиналось»

25 декабря исполнилось 65 лет со дня сдачи в эксплуатацию Малой Электронно-Счетной Машины (МЭСМ) – первой ЭВМ в СССР и в континентальной Европе. Созданию этой машины и её конструктору Сергею Алексеевичу Лебедеву посвящён наш рассказ.

В начале 1948 г. нашему не слишком большому коллективу Сергей Алексеевич сообщил, как всегда очень спокойно и по деловому, что в самые короткие сроки мы должны создать и сдать в эксплуатацию электронную вычислительную машину — ЭВМ и что это будет главной работой нашей лаборатории на ближайшие 2—3 года.

В 1946 году на абердинском баллистическом полигоне в США ввели в действие первую в мире электронную вычислительную машину общего назначения – ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer – Электронный численный интегратор и вычислитель). В ходе работы над нею были сформулированы основные принципы архитектуры вычислительных машин – так называемая архитектура фон Неймана, – и появился замысел создания следующей ЭВМ – EDVAC.

В то время в Советском Союзе имелись лишь самые общие сведения о том, что универсальная электронно-счётная машина, как тогда назывались ЭВМ, уже построена в США. Однако принципы её действия и техническая реализация были засекречены и никакой архитектуры фон Неймана для нас тогда попросту не существовало.

Как позже напишет инициатор создания и главный конструктор будущей ЭВМ Сергей Алексеевич Лебедев: «В вопросе постройки счётных машин мы должны догонять заграницу и должны это сделать быстро. По данным заграничной литературы, проектирование и постройка машины ведётся 5–10 лет, мы хотим осуществить постройку машины за 2 года». Поэтому он стремился как можно скорее создать действующий макет ЭВМ, на котором можно было бы исследовать основные принципы построения таких машин, проверить методику решения отдельных задач и накопить эксплуатационный опыт.

Итак, в конце 1947 года в Институте электротехники АН УССР была создана лаборатория № 1 (спецмоделирования и вычислительной техники), которую возглавил С. А. Лебедев. Поначалу штат лаборатории состоял всего из 9—10 человек. Только двое из них были кандидатами наук, но и те совсем недавно закончили аспирантуру и защитили свои диссертации.

Работу Лебедев начал с организации регулярного научного семинара. Помимо своих непосредственных помощников, Сергей Алексеевич привлёк к его работе многих видных учёных. В частности, семинар посещали академики М. А. Лаврентьев, Б. В. Гнеденко, А. Ю. Ишлинский и др. Начав с анализа существовавших в то время неэлектронных счётных машин, участники семинара рассмотрели всё, что было известно к тому моменту об электронно-счётных машинах и об отдельных узлах таких машин, в частности, об устройствах магнитной записи. Физики и математики информировали семинар о характере задач, которые должны были решаться на ЭВМ. Так вырабатывались структурная схема и технические параметры будущей машины. В результате этих обсуждений Лебедевым были сформулированы принципы построения ЭВМ с хранимой в памяти программой, независимо от Джона фон Неймана (октябрь-декабрь 1948 г.).

  Дом для МЭСМ

Хотя будущая машина и считалась «макетом», она представляла собой сложнейшее техническое устройство – настоящий суперкомпьютер своего времени, – конструкция которого состояла из тысяч электронных ламп, десятков тысяч резисторов и диодов.

Лаборатории требовалось помещение. Найти его было нелегко в полуразрушенном Киеве 1948 года, когда даже Крещатик и большинство прилегающих к нему улиц лежали в развалинах.

 Послевоенные руины Крещатика

Помещение нашлось на окраине города, в Феофании, в здании бывшего филиала Киевской психиатрической больницы. Гитлеровцы, вступив в Феофанию, расстреляли больных и устроили там свой госпиталь. Во время освобождения Киева здание получило большие повреждения и в таком виде было передано Институту электротехники. Много усилий было приложено институтом и Президиумом АН УССР, в частности М. А. Лаврентьевым, чтобы привести это помещение в пригодное для работы состояние. «Конечно, ни о каком водопроводе, канализации, паровом отоплении и прочих «излишествах» не могло быть и речи. Комнаты отапливались печами, и так как в штате лаборатории не было истопника, а первое время даже и уборщицы, то уборку производили мы сами, так же как поначалу топили дровами печи».

Здание, в котором размещалась лаборатория

 С. А. Лебедева. Красным выделены окна машинного зала

Тем временем лаборатория пополнялась новыми сотрудниками. К концу 1948 года её штат увеличился до 20 человек, и появилась возможность разделить сотрудников на группы по 3—4 человека в каждой. Почти всё пополнение было совсем молодым (19—23 года), многие приходили прямо с институтской скамьи. Условия работы были непростыми. Работа за городом требовала много времени на дорогу, часто сотрудники задерживались по вечерам. И несмотря на это, ни один сотрудник за все годы создания МЭСМ не ушёл из лаборатории в Феофании.

«Однажды к Сергею Алексеевичу пришла женщина с девочкой лет 14—15 и попросила принять её дочь на работу в мастерскую. Посмотрев на девочку, Сергей Алексеевич сказал, что по возрасту он не может ее оформить на работу. Женщина, помолчав, тихо и сдержанно сказала: «Вiзьмiть, будь ласка, батько iї був головою Xотiвської сiльради… його нiмцi повiсили».

Сергей Алексеевич, слегка вздрогнув, посмотрел на девочку и произнёс: «Хорошо, пусть приходит». Так Нина Михайленко стала ученицей монтажника, а затем отличной монтажницей, ее руками смонтирован не один лок МЭСМ.

    Первые шаги

Как вспоминали участники событий: «Вопросы упрощения схем занимали иногда более 70—80% от общего времени разработки. Разработать сложную схему было значительно более простым делом, чем её упростить». В целях увеличения надёжности можно было пойти на усложнение программы, если это позволит упростить схему. Лебедев даже ввёл специальный «коэффициент упрощения», который учитывался при начислении премии.

В те годы основными логическими элементами были ламповый вентиль и триггер, отказывавшие через каждые 100–1000 часов работы. Машина содержала тысячи таких элементов. Естественно, что всякое уменьшение количества элементов увеличивало надёжность машины.

«Ведь более чем шесть тысяч этих ламп должны были работать в нашей машине в строго заданных режимах. У ламп одного типа, работающих в симметричных триггерных схемах, должны были быть идентичные параметры и характеристики, это было необходимым условием правильной работы ЭВМ. В то же время даже в одной и той же лампе — основной лампе триггеров МЭСМ — двойном триоде 6Н8 две её половинки сплошь и рядом имели разные характеристики. Поэтому все лампы предварительно проверялись на идентичность характеристик. Нужно было проверить несколько тысяч ламп, чтобы подобрать годные».

Отладка первого образца ЭВМ велась на фоне непрерывных сбоев и отказов. «Наши старые знакомые — «строптивые» триггеры снова отравляли нам существование… Ведь в ячейке их было 21 штука, и стоило одному выкинуть какой-нибудь «фокус»: перевернуться не вовремя или, наоборот, не сработать по приказу посланного импульса, как вся ячейка начинала работать неправильно, что на языке наладчиков, называется «барахлить». Часто вдруг по совершенно неизвестным причинам в ячейке появлялись лишние единички, изменяя тем самым число, находящееся в ней. Особенно часто они «рождались» в тёплые летние ночи, когда машина работала в предельном температурном режиме. Днем летом вообще нельзя было работать.

И вот, наконец, наша МЭСМ начала делать первые робкие шаги. Подумать только, на вопрос, заданный ей с пульта: «Сколько будет 2 X 2?», она к бурной радости всех нас почти всегда отвечала: «4»».

После этого перешли к примерам посерьёзнее. Первая пробная задача была из области баллистики – бросание тела под углом к горизонту, без учёта сопротивления воздуха. Траекторию разделили на 32 отрезка, на каждом из которых рассчитывались координаты объекта. Математики выполнили контрольный расчёт в двоичной системе, что позволяло проверять результаты работы машины.

Вначале всё шло хорошо, но на восьмом отрезке обнаружилось совершенно незначительное расхождение. Многократные повторения расчёта ничего не изменили: машина давала один и тот же результат, отличавшийся от ручного счета на одну единицу младшего разряда.

«Все немедленно «повесили носы». Расхождений не могло быть. Один Сергей Алексеевич, который никогда не верил «в чудеса», сказал: «Я сам проверю ручной счёт до 9-й точки». И проверил (при расчёте в двоичной системе это была очень кропотливая и трудоёмкая работа, но он её никому не передоверил). Он оставил нас в сотый раз проверять расчёты машины, менять режимы, а сам удалился в другую комнату и аккуратнейшим образом в клетчатой ученической тетради выполнил необходимые вычисления. Расчёты продолжались целый день, а на другой он появился улыбающийся (что весьма редко бывало), очки были сдвинуты на лоб (что свидетельствовало об удаче) и сказал – «Не мучайте машину – она права. Не правы люди!»

Сергей Алексеевич Лебедев

Описанный эпизод имел большое воспитательное значение и впоследствии вспоминался на протяжении многих лет. Как только математики начинали обвинять машину во всех «смертных грехах», инженеры им говорили: «Вспомните баллистическую траекторию!»

                                                    О войне и больших проектах


Не секрет, что война нередко подстёгивает развитие техники. Так случилось и с ENIAC, который военное ведомство США предполагало использовать для баллистических расчётов. Не успев ко Второй мировой, он был затем использован во время «холодной войны», при разработке термоядерного оружия.

В СССР первая ЭВМ была создана под эгидой Академии наук. Однако и в её появлении война сыграла свою роль. В стране шло интенсивное восстановление разрушенного войной хозяйства, начиналось строительство каскада больших гидроэлектростанций на Волге. Возникла необходимость передачи больших мощностей на значительные расстояния. В этих условиях вопросы повышения устойчивости параллельной работы электрических систем приобретали важнейшее народнохозяйственное значение. Решение этих вопросов требовало выполнения громоздких расчётов.

Лебедев понимал это, пожалуй, как никто другой. Ещё во время учёбы в Московском высшем техническом училище (ныне – университете) им. Н. Э. Баумана он работал под руководством выдающихся русских ученых-электротехников, профессоров Круга, Сиротинского и Глазунова. Все они трудились над разработкой плана электрификации СССР (план ГОЭЛРО).

Впоследствии, для расчёта тысячекилометровой и на тот момент сверхмощной (9600 МВт) линии электропередачи Куйбышевский гидроузел — Москва коллектив под руководством Лебедева создал макет из мощных индуктивностей и ёмкостей, реализующий математическую модель линии. По существу было создано специализированное вычислительное устройство, позволившее провести все необходимые расчёты.

Во время войны, работая в Свердловске, Сергей Алексеевич спроектировал систему стабилизации танкового орудия при прицеливании. Система позволяла наводить и стрелять из орудия без остановки машины. Эта разработка сделала танк менее уязвимым и спасла жизнь многих танкистов. В ходе этой работы Лебедев создал первую в стране электронную аналоговую вычислительную машину для решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений.

В Киев Лебедев был приглашён в 1946 г. на должность директора Института энергетики АН Украины, который затем переименовали в Институт электротехники. Поэтому неудивительно, что среди первых практических задач, вставших перед МЭСМ, были расчёты устойчивости параллельной работы агрегатов Куйбышевской гидроэлектростанции.

«Узнав, что в Феофании есть работающая ЭВМ, потянулась к нам вереница паломников – киевские, московские математики со своими задачами, которые практически не могли быть решены без помощи ЭВМ, и МЭСМ начала круглосуточно решать очень важные в то время задачи». Всё это время машина совершенствовалась: была увеличена разрядность, добавлены устройства ввода и вывода информации, а также память на магнитном барабане.

Группа сотрудников лаборатории за пультом МЭСМ, 1951 год. Слева направо: Л. Н. Дашевский, З. С. Зорина-Рапота, Л. А. Абалышникова, Т. Н. Пецух,  Е. Е. Дедешко


Проектирование, монтаж и отладка МЭСМ были выполнены в течение трёх лет. При этом в разработке участвовали 12 человек (включая самого Лебедева) и 15 технических сотрудников, тогда как на разработку ENIAC ушло пять лет и было задействовано 13 разработчиков и более 200 техников.

                                                       МЭСМ, БЭСМ и другие

МЭСМ ещё не была принята в эксплуатацию (что не мешало выполнять на ней расчёты), когда в середине 1951 года Лебедев был приглашён на работу в Институт точной механики и вычислительной техники АН СССР в Москве, где под его руководством началась разработка быстродействующей электронно-счётной машины (БЭСМ). Впоследствии для участия в комплексной отладке БЭСМ в 1953 году Сергей Алексеевич направил в Москву на 2—3 месяца небольшую группу сотрудников из Феофании, поскольку в то время только коллектив, работавший над МЭСМ, имел соответствующий опыт.

С 1953—1955 гг. в Советском Союзе начали работать мощные универсальные вычислительные машины, такие, как созданная под руководством С. А. Лебедева БЭСМ, которая была в то время одной из лучших в мире. В 1956 году, открывая Первую Всесоюзную конференцию по вычислительной технике и характеризуя уровень развития вычислительной техники в СССР, Сергей Алексеевич даже не упомянул МЭСМ. Для него это была лишь модель ЭВМ, создавая которую, он накопил опыт для последующих работ.

Созданный в 1957 году на базе лаборатории № 1 Вычислительный центр АН Украины, был в 1961 году преобразован в Институт кибернетики, который сегодня носит имя его создателя – В. М. Глушкова, продолжившего дело, начатое С. А. Лебедевым.

Под руководством С. А. Лебедева были созданы и переданы для серийного выпуска 15 типов высокопроизводительных ЭВМ, каждая из которых являлась на тот момент новым словом в вычислительной технике.

Мемориальная доска С. А. Лебедева на здании бывшего Института электротехники в Киеве (современный адрес: ул. О. Гончара, 55-б)


Полезные ссылки

• Дашевский Л. Н., Шкабара Е. А. Как это начиналось (Воспоминания о создании первой отечественной электронной вычислительной машины — МЭСМ). М.: Знание, 1981. (Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Математика, кибернетика», № 1). – все «безымянные» цитаты взяты мною из этой книги. Из неё можно узнать много интересного не только о бытовых подробностях, но и об организации работы.
• Малиновский Б. Н. История вычислительной техники в лицах. Киев: фирма «КИТ», ПТОО «А.С.К.», 1995. – Борис Николаевич принадлежал к «молодому пополнению», пришедшему в лабораторию С. А. Лебедева в 1950 году. В части, касающейся Лебедева, более полно представлена биография учёного и описание его работ в период «после МЭСМ».
• Ревич Ю. В., Малиновский Б. Н. Информационные технологии в СССР. Создатели советской вычислительной техники. СПб.: БХВ-Петербург, 2014.
• Страница «С. А. Лебедев – создатель первого в континентальной Европе компьютера» на сайте музея истории развития информационных технологий в Украине.
• Знакомьтесь: компьютер. М.: Мир, 1989. – история развития вычислительной техники за пределами СССР.

Дмитрий Храмов

Заходите на наш сайт ITквариат в Беларуси за новой порцией интересных новостей!

А также подписывайтесь и читайте новости от ITквариат раньше остальных в нашем Telegram-канале !

Поделитесь этой новостью с друзьями!

Заметили ошибку? Выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter!  

И еще об интересном…

LG G6: большой тест — обзор

AppleTV: консоль, медиапроигрыватель или…

Материнская плата ASRock Fatal1ty H170 Performance/Hyper. Skylake опять можно разгонять

Вольный обзор языков программирования

Java — великий и могучий

«Сапожник без сапог». SSD-накопитель Intel SSD 540s

Струйное многофункциональное устройство Canon PIXMA G3400

А что вы об этом думаете? Напишите нам!

From Wikipedia, the free encyclopedia

MESM (Ukrainian: MEOM, Мала Електронна Обчислювальна Машина; Russian: МЭСМ, Малая Электронно-Счетная Машина; ‘Small Electronic Calculating Machine’) was the first universally programmable electronic computer in the Soviet Union. By some authors it was also depicted as the first one in continental Europe, even though the electromechanical computers Zuse Z4 and the Swedish BARK preceded it.^[2]

Overview[edit]

MESM was created by a team of scientists under the direction of Sergei Alekseyevich Lebedev from the Kiev Institute of Electrotechnology in the Ukrainian SSR, at Feofaniya (near Kyiv).^[2]

Initially, MESM was conceived as a layout or model of a Large Electronic Calculating Machine and letter «M» in the title meant «model» (prototype).

Work on the machine was research in nature, in order to experimentally test the principles of constructing universal digital computers. After the first successes and in order to meet the extensive governmental needs of computer technology, it was decided to complete the layout of a full-fledged machine capable of «solving real problems».^[3] MESM became operational in 1950.^[4][5] It had about 6,000 vacuum tubes and consumed 25 kW of power. It could perform approximately 3,000 operations per minute.^[6]

Creation and operation history[edit]

• Principal computer architecture scheme was ready by the end of 1949. As well as a few schematic diagrams of an individual blocks.
• In 1950 the computer was mounted in a two-story building of the former hostel of a convent in Feofania, where a psychiatric hospital was located before the second world war.
• November 6, 1950: team performed the first test launch. Test task was:
• January 4, 1951: First useful calculations performed. Calculate the factorial of a number, raise number in a power. Computer was shown to special commission of the USSR State Academy of Sciences. Team was led by Mstislav Keldysh.
• December 25, 1951: Official government testing passed successfully. USSR Academy of Sciences and Mstislav Keldysh began regular operation of the MESM.
• It was operated until 1957, and then transferred to Kyiv Polytechnic Institute for training purposes
• 1959: MESM dismantled. Boris Malinovsky recalled:
  • “Computer was split into pieces, which were used to build series of stands, after all all of them was thrown away.”

Many of the electron tubes and other components left from MESM are stored in the Foundation for the History and Development of Computer Science and Technology in the Kiev House of Scientists of the National Academy of Sciences of Ukraine.

System specification[edit]

• Arithmetic Logic Unit
  • universal
  • parallel action
  • flip-flop based
• Number representation
  • binary
  • fixed points 16-n bits per number plus with one sign bit
• Instructions
  • 20 binary bits per command
    • The first 4 bits — operation code
    • The next 5 bits — first operand address another 5 it the second operand address
    • The last 6 bits — operation result address
    • Following instruction types supported
      • addition
      • add with carry
      • subtraction
      • multiplication
      • division
      • binary shifts
      • comparison taking into account mark
      • absolute value comparison
      • transfer of control
      • magnetic drum read
      • stop
• RAM
  • Flip-flop based
  • Data and code separated
    • 31 machine words for data
    • 63 machine words for code
• ROM
  • 31 machine words for data
  • 63 machine words for code
• Clock rate
  • 5 kHz
• Performance
  • About 3000 operations per minute (total time of one cycle is 17.6 ms; division operation takes from 17.6 to 20.8 ms)

Computer was built using 6000 vacuum tubes where about 3500 of triodes and 2500 of diodes. System occupies 60 m² (646 square feet) of space and uses about 25 kW of power.

Data was read from punched cards or typed using a plug switch. It additionally can use a magnetic drum that stores up to 5000 codes of numbers or commands.

An electromechanical printer or photo device was used for output.

See also[edit]

• History of computing in the Soviet Union

References[edit]