Первая эвм год: Когда появилась первая ЭВМ

с какого года начинается, недостатки и достоинства, что лежит в основе

Первое поколение ЭВМ — история создания

Принципы работы современных компьютеров берут свое начало в 1833 году. Тогда английский ученый Чарльз Бэббидж создал проект устройства для научных и технических расчетов. По задумке автора, машиной должна была управлять программа. Ввод и вывод данных планировалось осуществлять с помощью перфокарт — плотных бумажных листов с информацией в виде отверстий. Разработки Бэббиджа стали применяться спустя полвека.

В 1888 году в Америке инженер Герман Холлерит собрал первую счетную машину на электромеханике. Устройство получило название табулятор и могло считывать и сортировать статистическую информацию с перфокарт. В 1890 году аппарат использовали для американской переписи населения. Преимущество техники перед людьми было очевидным. 43 оператора на 43 табуляторах выполнили работу за один месяц, тогда как ранее переписью занимались 500 человек в течение 7 лет.

В 1896 году Холлерит основал компанию Computing Tabulating Recording, которая стала предшественником корпорации International Business Machines, внесшей огромный вклад в развитие мировой компьютерной техники.

С развитием науки и техники в 1940-е годы появились первые вычислительные машины. Первый компьютер Z1 с программным управлением был создан инженером из Германии Конрадом Цузе.

У истоков компьютерной науки также стоят автор теории информации Клод Шеннон, разработчик теории программ и алгоритмов Алан Тьюринг, создатель конструкции вычислительных машин Джон фон Нейман.

В 1945 году Нейман сформулировал постулаты, которые актуальны и для современных компьютеров. Главный принцип по Нейману — устройством должна управлять программа с последовательным выполнением команд, хранящаяся в памяти машины.

Первое поколение электронно-вычислительных машин датируется 1945–1954 годами и представляет собой устройства на электронных лампах. Аппараты работали с помощью пульта управления и перфокарт. Особенностью первой вычислительной техники являются огромные размеры, требующие размещения в отдельных зданиях.

Программы на компьютерах этого поколения выполнялись в двоичной системе и подходили только на конкретную модель компьютера. После прекращения эксплуатации данного вида машины его программное обеспечение больше не использовалось.

Скорость работы ламповых вычислительных машин была примерно 20 тыс. операций в секунду. Для сравнения: современные ПК способны выполнять миллиарды операций в секунду.

Достоинства и недостатки

Компьютеры первого поколения хорошо себя зарекомендовали. ЭВМ справлялись с решением сложных задач своего периода: прогнозирование погоды, энергетические и военные задачи. Однако машины рассматриваемого периода имели ряд минусов:

• большие габариты усложняли обслуживание;
• низкая надежность: ежемесячно перегорало более 10% ламп, а на поиск неисправных уходило несколько суток;
• высокое потребление энергии увеличивало стоимость содержания данной техники;
• огромная цена: устройства были по карману только крупным предприятиям.

Чем обусловлено появление

Предпосылкой создания электронно-вычислительных машин стало их применение в военных целях. В 1940-е годы разработку ЭВМ вели несколько исследовательских групп.

Среди них — американские ученые во главе с Джоном Моучли и Джоном Перспером Эккертом. Группа под их руководством работала по заказу Баллистической исследовательской лаборатории Армии США. Их аппарат ENIAC был окончательно введен в эксплуатацию в 1946 году. ЭНИАК был предназначен для решения военных задач. Использовался в расчетах баллистического оружия береговой обороны Америки, для составления таблиц прицельного сбрасывания бомб с самолетов и артиллерийских таблиц.

Параллельно с американскими инженерами над созданием вычислительной машины трудились английские ученые. Их цель — расшифровка кодов, используемых немецкими войсками во время Второй мировой войны. Команда Макса Ньюмана выпустила свой агрегат «Colossus-1» в 1943 году. «Колоссус» можно считать первым электронным компьютером.

На каких элементах построены, устройство, структурная схема

Логические схемы первых ЭВМ располагались на дискретных радиодеталях и электронных вакуумных лампах накаливания. В качестве носителя оперативной памяти применялись магнитные барабаны, электронно-лучевые трубки и акустические ультразвуковые линии задержки из ртути или электромагнита. Магнитные ленты, перфокарты, перфоленты и штекерные коммутаторы были внешним носителем информации.

Основой работы ламповых компьютеров было движение электронов в вакууме от катода к аноду. Если на входе лампы подавалось условно 2 Вольта, то на выходе получалась единица меньше 1 Вольта или 2 Вольта в зависимости от подачи напряжения. В первом случае при отрицательном напряжении сетки электроны отталкивались — ток не проходил. Во втором случае напряжение отсутствовало, и ток совершал свободное движение от катода к аноду.

Через устройство ввода данных (УВ) в компьютер заносились программы и исходная к ним информация. Введенные данные сохранялись в оперативном запоминающим устройстве (ОЗУ). При необходимости эта информация вносилась во внешнее запоминающее устройство (ВЗУ), откуда могла подгружаться в ОЗУ.

После внесения или считывания информации из внешней памяти программные данные последовательно считывались из оперативного устройства и передавались в устройство управления (УУ).

История изобретения и развития электронно-вычислительной техники

Изобретение электронной вычислительной машины — одно из величайших технических достижений второй половины двадцатого столетия, послужившее началом научно-технической революции. К этому грандиозному событию человечество шло с древних времен. В глубокой древности простейшими средствами вычислений были пальцы и фаланги пальцев на руках и ногах. В качестве технических приспособлений были деревянные палочки с нанесенными на них насечками, ремни и шнурки с завязанными узелками. Развитие простейших форм торговли способствовало изобретению разных счетов, одним из древнейших является абак. Это изобретение появилось в Китае и представляло собой доску, покрытую порохом. На доске делались пометки, которые можно было легко стереть. Если палочку с засечками использовали одноразово, то доску можно было использовать многократно. Одной из разновидностей абака была доска с углублениями, в которые при необходимости вкладывали камешки.

Копия механического калькулятора Готфрида Лейбница

Прогресс не стоит на месте. Открытия в одной сфере человеческой деятельности очень часто приводят к важнейшим открытиям в других областях. Так, исследования в области астрономии способствовали появлению новых, более сложных вычислительных устройств. С изобретением Джоном Непером логарифмов (1614 г.), в 1620 году появилась логарифмическая линейка, позволявшая быстро умножать и делить цифры. Одними из первых изобретателей механической вычислительной машины были астроном Вильгельм Шикард (1623 г.) и знаменитый французский ученый Блез Паскаль (1642 г.). Вычислительная машина Паскаля позволяет и сегодня производить операции сложения и вычитания многозначных чисел без малейших погрешностей. В 1694 году появился знаменитый 12-разрядный арифмометр немецкого математика Лейбница, способный выполнять умножение и деление многозначных чисел.

«Аналитическая машина» Ч. Бэббиджа

Английский математик, инженер-механик, изобретатель Чарльз Беббидж с 1820 по 1856 годы работал над созданием универсальной аналитической вычислительной машины, способной выполнять нужные действия над предоставленными данными и разрешать арифметические задачи различной сложности. Работая над проектом, который намного опередил свое время, ученый не сумел достичь цели. Но созданные Ч.Беббиджем другие вычислительные устройства, долгое время использовали английские налоговые службы. Создание Беббиджем разностной машины уже поставило его в первые ряды создателей вычислительной техники. А основные идеи устройства и работы машины (механизм введения — выведения, данные, арифметическое устройство и память, условная передача управления, зависящая от полученного результата) были настолько тщательно разработаны, что первый компьютер, появившийся через 100 лет, во многом напоминал аналитическую машину Беббиджа. Его считают изобретателем механического компьютера.

Машина-табулятор Г. Холлерита

Конец ХІХ века ознаменовался появлением электрических вычислительных машин. В 1875—1880 г.г. американцем Г.Холлеритом была изобретена машина-табулятор, предназначенная для обработки информации, помещенной на перфокарты. Позже Г. Холлерит основал фирму по выпуску табуляторов, на ее основе в начале ХХ столетия появилась известная во всем мире фирма ІBM. В табуляторе Холлерита были задействованы впервые электромеханические элементы. Дальнейшее изобретение и усовершенствование вычислительной техники напрямую связано с широчайшим использованием электричества. Создателем автоматической вычислительной машины принято считать немецкого изобретателя Конрада Цузе. В 1938 году он создал релейную электронно-вычислительную машину Z1 на базе телефонных реле, правда, записывающее устройство было еще механическим, через год появилась усовершенствованная модель Z2. Еще через два года Цузе представил первую в мире вычислительную машину с программным управлением с использованием двоичной системы. Аналогичные релейные вычислительные машины были созданы в США (Г. Айкен). В 1944 году машина «Марк-1» была передана Гарвардскому университету. Машины использовались для расчетов при создании атомной бомбы и расчетов траекторий ракет. Первую ЭВМ создал профессор Дж. Атаиасов и его ассистент К. Бери в годы второй мировой войны. Правда, машина не была еще универсальной. В 1946 году в США появилась первая универсальная ЭВМ (ЕНИАК). Она была сконструирована под руководством Дж. Еккерта и Дж. Моучли. С этого момента началась эра компьютеров. В 1949 г. англичанин М. Уилкс создал машину «ЕДСАК», в памяти которой сохранялась программа. В 1951 году в Америке запущен в серийное производство компьютер «ЮНИАК». Первый компьютер в СССР создан в Украине в 1951 г. — «МЭВМ», в 1952 году была построена «БЭВМ» под руководством академика С. Лебедева. Создание компьютера — лучшее изобретение ХХ века.
Подробнее здесь про электронно-вычислительные машины.

Начало информатики и создание первых ЭВМ в СССР

Ю.В. Рогачев

В рамках проекта Международного компьютерного общества IEEE Computer Society по созданию всемирной истории развития информатики в конце 1996 г. Российский национальный подкомитет IEEE Computer Society готовил историографию советской и российской информатики. Было просмотрено множество документов и проведены встречи с живыми свидетелями того времени, когда создавались первые советские электронные цифровые вычислительные машины (ЭВМ), с целью установить хронологию основных событий. Были установлены даты, когда появились первые ЭВМ, написаны первые программы, выпущены первые книги и учебники, прочитаны первые курсы в институтах и университетах.

Результаты этой работы были приведены в статье «Computers in Russia: Science, Education, and Industry», опубликованной в IEEE Annals of the History of Computing (vol. 21, no. 3, Jul-Sept, 1999).

По заключению Российского национального подкомитета IEEE Computer Society компьютерная информатика в России, в СССР началась с работ И.С. Брука.

В августе 1948 г. он подготовил проект «Автоматическая цифровая электронная машина». Примерно в это же время он представил совместно со своим сотрудником инженером Б.И. Рамеевым заявку на изобретение «Автоматическая цифровая вычислительная машина». 4 декабря 1948 г. Государственный комитет Совета Министров СССР по внедрению передовой техники в народное хозяйство зарегистрировал за номером 10475 авторское свидетельство на изобретение И.С. Бруком и Б.И. Рамеевым автоматической цифровой вычислительной машины. Это первый официально зарегистрированный документ, касающийся развития вычислительной техники в нашей стране. Поэтому 4 декабря может считаться днем рождения советской (а ныне – российской) информатики.

Рис. 1. Авторское свидетельство № 10475

И.С. Брук шёл к этому дню целеустремленно и последовательно. Исаак Семенович Брук в 1935 г. был принят на работу в Энергетический институт АН СССР им. Г.М. Кржижановского (ЭНИН). В организованной им лаборатории электросистем он развернул исследования по расчёту режимов работы мощных энергосистем и их статической устойчивости, по вопросам компенсации реактивной мощности дальних линий электропередач и многим другим проблемам электроэнергетики. Для решения этих вопросов в лаборатории создается расчётный стол переменного тока – своеобразное специализированное вычислительное устройство, предназначенное для моделирования сложных электрических сетей. За эту работу в мае 1936 г. И.С. Бруку присуждается учёная степень кандидата технических наук, а в октябре того же года он защищает докторскую диссертацию на тему «Продольная компенсация линий электропередач». В 1936 г. им создан механический прибор для решения обыкновенных дифференциальных уравнений. В 1939 г. разработан, изготовлен и установлен в ЭНИН механический интегратор, позволяющий решать дифференциальные уравнения до шестого порядка. По современной классификации этот механический интегратор является аналоговой вычислительной машиной. В 1939 г. И.С. Брук избирается членом-корреспондентом АН СССР.

Рис. 2. И.С. Брук

Поиск путей автоматизации расчётов продолжался И.С. Бруком и в послевоенные годы. В 1946 г. он создает механический прибор для приближённого решения дифференциальных уравнений Пуассона-Лапласа. Однако учёного всё больше привлекал значительно возросший уровень радиоэлектроники. В лаборатории электросистем было разработано и изготовлено аналоговое вычислительное устройство – электронный дифференциальный анализатор, предназначенный для интегрирования уравнений до двадцатого порядка. Это был его первый опыт использования радиоэлектроники.

Заинтересовавшись появившимися в конце 1940-х гг. публикациями об электронных цифровых вычислительных машинах, член-корреспондент АН СССР по Отделению технических наук И.С. Брук становится активным участником научного семинара, обсуждавшего вопросы построения автоматических цифровых вычислительных машин.

Летом 1948 г. И.С. Брук принял на работу в лабораторию электросистем ЭНИН АН СССР инженера Б.И. Рамеева. В августе они разработали проект цифровой электронной вычислительной машины и к концу этого же года подготовили и направили в Государственный комитет Совета Министров СССР по внедрению передовой техники в народное хозяйство заявку на изобретение «Автоматическая цифровая вычислительная машина» и более десяти заявок на изобретение составных частей такой машины. На десять из этих заявок, в т.ч. на автоматическую цифровую вычислительную машину, были получены авторские свидетельства.

Ниже приводятся фрагменты копий заявления и справки о первенстве №365968-III Авторского свидетельства на изобретение «Автоматическая цифровая вычислительная машина».

«…В Комитет по изобретениям и открытиям.

Заявление.

Просим выдать нам авторское свидетельство на изобретение под названием

«Автоматическая цифровая вычислительная машина (АЦВМ)». К заявлению прилагаем: Описание на 16 страницах в 3-х экз. Чертежи на 3-х листах в 3 экз.

1 дек. 1948 г. И.С. Брук, Б.И. Рамеев»

В заявке на изобретение приведены краткие описания всех элементов машины и принцип их совместного действия в машине. (Прим. автора).

« … Предмет изобретения

Предлагается быстродействующая автоматическая цифровая вычислительная машина общего применения, отличающаяся тем, что

• главный программный датчик машины запускается в начале каждого такта стартовым сигналом и включает отдельные элементы машины в соответствии с программой решения задачи, которые затем работают автономно в течение одного такта,




• применяется релейно-кодовый принцип работы с одновременной передачей цифр всех разрядов числа во всех элементах машины,




• применяется вспомогательная вычислительная машина с несколькими фиксированными программами, записанными на непрерывно вращающихся барабанах, для интерполирования и выполнения часто повторяющихся вычислительных операций,




• применяются отдельный сумматор, умножитель и делитель, выполненные по заявкам №381421- IV, №381433-IV, №381478-IV, №364301-IV, №364298,




• применяются дешифраторы двоичного кода для управления работой машины, выполненные по заявкам №363668-III, №363665-III.»

«Справка о первенстве №365968-III 4 декабря 1948 г.

Рассмотрев заявку гр. гр. Брук Исаака Семеновича и Рамеева Башира Искандеровича за №365968-III на «Автоматическую цифровую вычислительную машину и все относящиеся к ней материалы, Управление по изобретениям и открытиям… решило выдать гр. гр. Брук И.С. и Рамееву Б.И. авторское свидетельство…, изложив предмет изобретения в следующей редакции:

Автоматическая цифровая вычислительная машина для производства арифметических действий над числами, представленными в двоичной системе счисления, с применением предварительной записи входных числовых данных и плана решения задачи на программной ленте, с применением главного программного датчика, управляемого записями на упомянутой программной ленте и распределяющего входные числовые данные между отдельными узлами машины в соответствии с планом решения, с применением электронных или иных устройств, приспособленных для производства арифметических действий в двоичной системе счисления, с применением клапанных устройств того или иного типа, управляемых упомянутым главным программным датчиком и предназначенных для ввода и вывода цифровых значений в узлах машины, с применением электронных или иных накопителей, приспособленных для сохранения во времени числовых данных, с применением вспомогательной цифровой вычислительной машины с фиксированной рабочей программой для интерполяции табличных цифровых данных, с применением выходных устройств, записывающих полученные в ходе работы числа в двоичной системе с последующей трансформацией упомянутых чисел в десятичную систему и печатанием на бумаге, отличающиеся тем, что главный программный датчик машины запускается в начале каждого рабочего такта стартовым сигналом и включает в соответствии с программой отдельные узлы машины, которые затем работают автономно в течение одного такта.

Начальник отдела (Стравинский)

Табл. 1. Авторские свидетельства, полученные И.С.Бруком и Б.И Рамеевым.

1.1 Автоматическая цифровая вычислительная машина М-1

Первый шаг на пути создания автоматической цифровой электронной вычислительной машины был сделан. С этого времени И.С. Брука не покидает идея построения электронной цифровой вычислительной машины в своей лаборатории. Теоретические и научно-технические вопросы решены. Предстояло решить организационные и материально-технические вопросы реализации этой идеи.

В начале 1950 г. он обратился в Президиум АН СССР с предложением включить в план работы лаборатории электросистем создание АЦВМ М-1. Это предложение было принято, и распоряжением Президиума Академии наук СССР от 22 апреля 1950 г. лаборатория электросистем получила финансирование и дополнительную численность специалистов для разработки АЦВМ М-1.

В апреле 1950 г. на работу к И.С. Бруку был направлен выпускник радиотехнического факультета МЭИ Николай Яковлевич Матюхин, зачисленный в лабораторию электросистем на должность младшего научного сотрудника. В лице Н.Я. Матюхина И.С. Брук получил достойного ученика, который сумел достаточно быстро усвоить идею и основные принципы построения ЭВМ. (Он начал свою работу по АЦВМ М-1 разработкой логической схемы трёхвходового сумматора и общей схемы арифметического узла.

Рис. 3. Логическая схема сумматора АЦВМ М-1: b и c – выходы триггеров слагаемых, e – выходы триггера переходной единицы

Рис. 4. Таблица сложения сумматором М-1

Рис. 5. Принципиальная электрическая схема полусумматора на приборах КВМП-2-7.

Рис. 6. Основные электрические схемы системы элементов М-1.

Каждый цифровой разряд арифметического узла содержал трёхвходовый двоичный сумматор, четыре триггера числовых регистров, построенных на радиолампах 6Н8С (два регистра слагаемых, регистр переходной единицы, регистр сдвига) и триггер приёмной цифровой магистрали, построенный на двух радиолампах 6П6. Один такой разряд содержал 22 радиолампы, из которых 16 ламп (диоды 6Х6) использовались в построении логических схем.

По разработанной Н.Я. Матюхиным принципиальной электрической схеме арифметического узла к июню 1950 г. был изготовлен макет. Вид этого макета показывал, что машина с такими элементами будет иметь внушительные размеры, и в “Лаборатории электросистем” могут возникнуть проблемы с её размещением.

Поскольку основное количество радиоламп использовалось для построения логических схем, Брук предложил провести исследования возможности применения в дешифраторах и смесителях полупроводниковых приборов – малогабаритных купроксных выпрямителей КВМП-2-7.

К этой работе подключился Ю.В. Рогачев. Статистические исследования параметров значительного количества этих выпрямителей показали стабильность технических характеристик.

Основные характеристики КВМП-2-7

• допустимый прямой ток – 4 мА;




• допустимое обратное напряжение – 120 В;




• прямое сопротивление (при величине тока 3–4 мА) – 3-5 Ком;




• обратное сопротивление – 0,5–2 Мом.

Соотношение прямого и обратного сопротивлений (не ниже 1:100) надёжно могло обеспечить выполнение диодных функций в логических схемах. С учётом этих параметров была рассчитана электрическая схема сумматора и изготовлен макет арифметического узла, по функциональной схеме идентичный ламповому сумматору.

Исследования макета в статическом режиме надёжно показывали правильные результаты операции сложения при всех возможных вариантах сочетания входных данных. Предстояло выяснить возможность их использования в импульсных схемах. Экспериментальные исследования макета в импульсном режиме также показали его стабильную работу в широком диапазоне частот. Определялась стабильность работы схемы с учётом отклонений уровней питающих напряжений и разброса параметров комплектующих изделий. Особое внимание обращалось на стабильность и надёжность работы непосредственно самих купроксных выпрямителей.

В августе уже стало ясно, что схема работает надёжно и что использованные в макете купроксные выпрямители устойчиво выполняют логические функции диодов. Были проведены заключительные испытания этого макета с непосредственным участием И.С. Брука. Испытания уверенно подтвердили надёжную работу логических схем, построенных на базе миниатюрных купроксных выпрямителей. По результатам этих испытаний И.С. Брук принял окончательное решение строить логические схемы машины М-1 с использованием полупроводниковых приборов КВМП-2-7. Оценивая это решение, И.С. Брук с восторгом, не скрывая эмоций, заявил: «Это прорыв, триумф! Это первый шаг, который откроет путь для каждого инженера иметь цифровую вычислительную машину на своём рабочем месте!..»

В своих воспоминаниях Н.Я. Матюхин так оценил значение этого решения: «Одним из принципиальных решений, которое, как мне кажется, предопределило успех нашей первой машины и короткие сроки её создания, был курс, принятый Бруком на широкое использование полупроводниковых элементов. Тогда они были представлены в нашей промышленности только малогабаритными купроксными выпрямителями, которые выпускались для нужд измерительной техники. Брук договорился о выпуске специальной модификации такого выпрямителя размером с обычное сопротивление, и мы создали набор типовых схем. В мастерской при лаборатории началось изготовление и монтаж блоков, и менее чем через год машина уже «задышала». Было в машине несколько тысяч купроксных выпрямителей и только всего несколько сотен радиоламп. Так АЦВМ М-1 стала первой в мире цифровой вычислительной машиной, в которой логические схемы строились на полупроводниковых приборах.

Применение купроксных выпрямителей вместо радиоламп позволило значительно уменьшить размеры машины, что кардинально решило вопрос с её размещением (для установки машины выделялась одна из комнат площадью 15 кв. м), уменьшить потребляемую мощность электроэнергии, что улучшало температурный режим, значительно сократить объём работ, а значит, и сроки изготовления машины».

Реализация решения И.С. Брука использовать в схемах М-1 купроксные выпрямители КВМП-2-7 началась с разработки конструкторской документации на блок одного цифрового разряда арифметического узла. Конструкция блока представляла собой металлическую панель с размещенными в один ряд 10 радиолампами. В начале сентября была выпущена монтажная схема, и началось изготовление цифровых блоков арифметического узла непосредственно в монтажной мастерской лаборатории. Н.Я. Матюхин приступил к разработке МПД (местного программного датчика АУ).

В сентябре 1950 г. состав лаборатории значительно расширился. Был принят на работу по распределению окончивший техникум Р.П. Шидловский. Направлена для выполнения дипломного проекта студентка РТФ МЭИ Т.М. Александриди. Н.Я. Матюхин порекомендовал И.С. Бруку принять на работу студентов 5-го курса РТФ МЭИ М.А. Карцева и Ю.Б. Пржиемского. Приступили к работе в лаборатории электросистем техник Л.М. Журкин и однокурсник Н.Я. Матюхина инженер А.Б. Залкинд.

Были чётко определены конкретные исполнители машины и её узлов. Общее руководство разработкой возлагалось на Н.Я. Матюхина. Разработку арифметического узла и элементной базы выполняли Н.Я. Матюхин и Ю.В. Рогачев, разработку главного программного датчика – М.А. Карцев и Р.П. Шидловский. Конструкцию магнитного барабана под техническим руководством И.С. Брука проектировал конструктор И.А. Кокалевский, электронные схемы магнитной памяти – Н.Я. Матюхин и Л.М. Журкин. Т.М. Александриди в качестве темы дипломного проекта получила задание на разработку электронной памяти на электростатических трубках. А.Б. Залкинд и специалист по телеграфной аппаратуре Д.У. Ермоченков разрабатывали схему стыковки трансмиттера и широкоформатного телетайпа с арифметическим узлом.

В этот период под научным руководством И.С. Брука с участием Н.Я. Матюхина и М.А. Карцева началась техническая проработка архитектуры машины. Дополнительно к этой работе И.С. Брук привлёк математика Ю.А. Шрейдера. Периодически в этой работе принимал участие академик С.Л. Соболев. (Проживая в соседнем доме, он имел возможность часто посещать лабораторию электросистем И.С. Брука). Группой в таком составе были проведены глубокие исследования алгоритмов решения различных задач, которые привели к решению использовать в машине двухадресную систему команд. Был разработан технический проект. Состав машины включал арифметический узел (АУ), главный программный датчик (ГПД), внутреннюю память двух видов – электронную (ЭП) и магнитную (МП), узел ввода/вывода (УВВ).

Рис. 7. Блок-схема М-1.

Арифметический узел содержал 24 цифровых блока, блок знака числа, блок для выполнения сложения и вычитания, блок для выполнения умножения и деления, блок формирования и усиления импульсов.

В состав ГПД входило 12 типов блоков: генератор тактирующих импульсов, блок пуска и синхронизации, распределитель импульсов, блок формирования импульсов, регистр адреса, пусковой регистр, селекционный регистр, регистр сравнения, блок операций и шифра, клапанный блок, блок выбора памяти, блок операции сравнения.

Планировалась разработка двух видов запоминающих устройств – магнитного (с магнитным барабаном) и электронного (с использованием электростатических трубок).

Опираясь на практический опыт разработки новых серий асинхронных двигателей, полученный во время работы во Всесоюзном электротехническом институте им. В.И. Ленина, и на работу по изобретению годы Великой Отечественной войны синхронизатора авиационной пушки, обеспечивающего возможность стрелять через вращающийся пропеллер, Брук принял в 1950 г. решение о проектировании магнитного барабана для использования в качестве запоминающего устройства магнитной памяти машины М-1. Основным узлом этой магнитной памяти являлись вращающийся дюралюминиевый цилиндр, покрытый ферромагнитным слоем, и магнитные головки, расположенные по образующей цилиндра. Электронная часть содержала генераторы импульсов записи, усилители чтения, клапан чтения.

В качестве запоминающих элементов электронной памяти планировалось использование электростатических трубок широкого применения. Узел электронной памяти включал блок из девяти электростатических трубок ЛО-737, схемы строчной развертки, клапаны чтения-записи, схемы кадровой развертки, схема подсветки, генераторы ВЧ, усилители чтения, формирователи строба.

В качестве основного оборудования узла ввода-вывода использовалась стандартная телеграфная аппаратура (телетайп и трансмиттер). Инструкции и числа, которыми необходимо заполнить запоминающие устройства машины, набиваются перфоратором телетайпа на стандартной перфорационной ленте и с помощью трансмиттера вводятся в машину. Вывод цифровых результатов осуществляется в виде печатания таблиц на широкоформатном телетайпе.

Рис. 8 Блок-схема арифметического узла М-1.

Широким фронтом началась разработка конструкторской документации на электронные блоки узлов машины. Оформленные схемы передавались в монтажную мастерскую лаборатории для изготовления. В специально отведённой для М-1 комнате был построен постамент площадью около 4 кв. м, в центре которого установлена прямоугольная вентиляционная колонна с отверстиями для обдува панелей. Воздух в колонну нагнетал мощный вентилятор, установленный под постаментом. По бокам колонны размещались стойки, предназначенные для крепления на них блоков с электронными схемами узлов. По мере изготовления блоки устанавливались на свои штатные места в стойках для настройки и автономной стыковки.

В сентябре 1950 г. была завершена разработка конструкторской документации на блоки МПД АУ. В начале октября М.А. Карцев приступил к разработке главного программного датчика. Была разработана блок-схема ГПД. В процессе проектирования этого устройства были разработаны конкретные схемы, реализующие принципиально новое техническое решение – двухадресную систему команд, нашедшую впоследствии широкое применение в отечественной и зарубежной вычислительной технике. Началась разработка и выпуск конструкторской документации (КД) на блоки ГПД. По мере завершения разработки КД на блок, его монтажная схема передавалась монтажникам для производства.

Завершалось проектирование магнитной памяти. Проектирование электронных схем записи и чтения магнитных сигналов для выпускников радиотехнического факультета МЭИ Н.Я. Матюхина и А.Б. Залкинда трудностей не составляло. Использование магнитных головок от бытовых магнитофонов решило вопрос и с комплектацией. В опытном производстве Энергетического института АН СССР были изготовлены механизм и дюралюминиевый цилиндр для магнитного барабана. Покрыть поверхность этого цилиндра ферромагнитным слоем согласились специалисты Всесоюзного радиокомитета.

В декабре изготовление блоков арифметического узла было завершено, и начался монтаж плат и блоков других устройств. В феврале 1951 г. было закончено изготовление блоков главного программного датчика, а к весне 1951 г. были изготовлены, отлажены и состыкованы электронные схемы и барабан магнитной памяти.

В марте 1951 г. все узлы были полностью укомплектованы блоками. Продолжался монтаж блока трубок электронной памяти. Арифметический узел к этому времени был автономно отлажен и выполнял операцию сложения в автоматическом режиме.

Рис. 9 Фото АЦВМ М-1 (март 1951 г.). Вид с лицевой стороны АУ

Рис. 9 Фото АЦВМ М-1 (март 1951 г.). Вид со стороны магнитного барабана

В начале апреля результаты работы по созданию М-1 рассматривались комиссией Президиума Академии наук СССР. В её состав входили академики И.П. Бардин, А.В. Топчиев, Г.М. Кржижановский, М.А. Лаврентьев, С.Л. Соболев и ещё ряд представителей АН и промышленности. Демонстрация автоматической работы арифметического устройства произвела на посетителей огромное впечатление. Световая индикация цифровых регистров визуально показывала автоматический процесс выполнения операции сложения, который особенно ярко выражался при работе устройства в режиме счётчика, когда яркое свечение индикаторных лампочек первых разрядов постепенно снижалось, в средних разрядах превращалось в мигание, которое в каждом следующем разряде становилось все реже и реже.

По результатам этого посещения Президиум Академии наук СССР распоряжением № 602 от 16 апреля 1951 г. за успешное выполнение работ по его заданию от 22 апреля 1950 г. премировал десять ведущих разработчиков машины, которым при вручении премии были выданы памятные выписки из этого распоряжения.

Рис. 10. Фотокопия выписки из распоряжения АН СССР

Продолжалась автономная настройка остальных узлов машины и их частичная стыковка. Был подключен к электрическому питанию изготовленный в опытном производстве Энергетического института АН СССР магнитный барабан. На отдельном столе в комнате М-1 были установлены и с помощью кабелей с разъёмами подключены к стойке машины трансмиттер, обеспечивающий ввод в машину исходных данных и программы решения задачи с бумажной перфоленты, и широкоформатный телетайп, на котором печатались цифровые таблицы с результатами решения задач.

Началась разработка тестовых программ. Отрабатывалась система команд и технология программирования. В этой работе принимали участие молодой математик к.ф.-м.н. Ю.А. Шрейдер, М.А. Карцев, Н.Я. Матюхин и ряд других потенциальных пользователей машины, среди которых был и академик С.Л. Соболев. Они разрабатывали программы для решения на М-1 конкретных задач, обучали программированию разработчиков машины и её потенциальных пользователей. Для контроля правильности работы машины при комплексной стыковке составлялись программы решения простых задач, результаты которых можно было сравнительно легко проверить. Удачной оказалась программа решения уравнения параболы у=х². Одинаковые результаты решения для положительного и отрицательного значений х давали возможность определить правильность работы машины, сравнивая распечатки симметричных значений результатов решения. Можно считать, что эта программа явилась первой тестовой программой машины М-1.

С конца августа 1951 г. началась комплексная отладка машины – выполнение арифметических и логических операций в автоматическом режиме. К этим работам подключились В.В. Белынский и Ю.Б. Пржиемский. Комплексная настройка и испытания машины завершились в начале декабря 1951 года решением целого ряда контрольных задач, в т.ч. задач академика С.Л. Соболева.

Машина вместе с проектом научного отчёта о завершении работы, выполненной по распоряжению Президиума Академии наук СССР от 22.04.1950 г., была предъявлена приёмной комиссии. 15 декабря 1951 г. отчёт о работе «Автоматическая цифровая вычислительная машина М-1» был утверждён директором Энергетического института АН СССР академиком Г.М. Кржижановским. Его распоряжением с начала 1952 г. АЦВМ М-1 была введена в постоянную эксплуатацию.

На ней производились разнообразные расчёты, отрабатывалась технология программирования, решались многие научные задачи в интересах лаборатории электросистем и других лабораторий ЭНИН. Учёные и инженеры, решавшие свои проблемы на расчётном столе и на механическом интеграторе, переключались на расчёты с использованием АЦВМ М-1. Сформировалась группа программистов. Специалистами Мосэнерго совместно с учёными лаборатории электросистем производились расчёты режимов работ электрических сетей города. Учёными лаборатории теплотехники А.С. Предводителева. на этой машине начали делать первые расчёты нагрева баллистических ракет при движении в атмосфере. Таблицы с результатами расчётов параметров воздуха за ударной волной немедленно передавались конструкторам из ОКБ С.П. Королёва, которые определяли необходимое количество теплозащитного материала ракеты. Использовалась М-1 и для решения других крупных научных задач сторонними организациями. Одним из первых решал на ней свои задачи академик С.Л. Соболев, в то время заместитель по научной работе в институте академика И.В. Курчатова. Для его коллектива в самом начале 1952 г. были проведены расчёты по обращению матриц большой размерности. Использовалась М-1 и для решения других крупных научных задач сторонними организациями, которые позднее (в 1953 – 1954 гг.) переключились на работы на введённой в эксплуатацию ЭВМ М-2. В эксплуатации машина М-1 находилась около трёх лет. Первые полтора года М-1 была единственной работающей ЭВМ в России.

Основные характеристики М-1

1. Система счисления – двоичная, с фиксированной запятой.




2. Количество двоичных разрядов – 24.




3. Арифметический узел – параллельный.




4. Система команд – двухадресная.




5. Объём внутренней памяти:

• на магнитном барабане – 256 25-разрядных чисел;




• на электростатических трубках – 256 25-разрядных чисел.

• с магнитной памятью – 20 операций в секунду;




• с электронной памятью операция сложения выполнялась за 50 мкс, операция умножения – за 2000 мкс.

Рис. 11. Образец печати результатов работы М-1.

Рис. 12. Копия титульного листа отчета по АЦВМ М-1

И. С. Брук

Н. Я. Матюхин

М. А. Карцев

Т. М. Александриди

А. Б. Залкинд

Ю. В. Рогачев

Р. П. Шидловский

Рис.13. Авторский состав создания одной из первых в СССР цифровой машины М-1 (1950-1951гг.)

1.2. Малая электронная счетная машина МЭСМ.

(По материалам книги Б.Н.Малиновского «История вычислительной техники в лицах».)

Рис. 14. Титульный лист книги.

В 1948 г. в Киеве вопросами создания счётных машин начал заниматься С.А. Лебедев. Крупный специалист в области электроэнергетики член-корреспондент АНСССР Сергей Алексеевич Лебедев в 1945 г. был избран действительным членом Академии наук Украины и назначен директором Института электротехники АН Украины. Став директором этого института, С.А. Лебедев добавил к существующим лабораториям энергетического профиля свою лабораторию моделирования и регулирования. Судя по её названию, он не предполагал сразу развернуть работы по вычислительной технике, предпочитая привычные исследования в области технических средств стабилизации и устройств автоматики.

Рис. 15. С.А.Лебедев

Сам Сергей Алексеевич позднее вспоминал: «Быстродействующими счётными машинами я начал заниматься в конце 1948 г. В 1948–1949 гг. мной были разработаны основные принципы построения подобных машин…». Возможно, к окончательному решению заняться разработкой цифровой ЭВМ С.А. Лебедева подтолкнул М.А. Лаврентьев. Такое мнение высказывали В.М. Глушков, С.Г. Крейн и О.А. Богомолец. Богомолец несколько раз выезжал в Швейцарию и, как заядлый радиолюбитель, собирал интересующие его проспекты и журналы с сообщениями о цифровых вычислительных устройствах. Приехав в Киев летом 1948 г., он показал журналы М.А. Лаврентьеву, тот – Лебедеву. Может быть, знакомство с рекламой помогло принять давно зревшее решение.

С осени 1948 г. С.А. Лебедев ориентировал свою лабораторию на создание МЭСМ. Продумав основы её построения, он в январе-марте 1949 г. представил их для обсуждения на созданном им семинаре, в котором участвовали М.А. Лаврентьев, В.В. Гнеденко, А.Ю. Ишлинский, А.А. Харкевич и сотрудники лаборатории. Предварительно осенью 1948 г. он пригласил в Киев А.А. Дородницына и К.А. Семендяева для окончательного определения набора логических операций МЭСМ.

В марте 1949 г. начались исследования по проектированию электронных схем элементов арифметического устройства с использованием радиоламп (триггеров, генераторов импульсов, счетчиков, разрешающих схем). В ноябре 1950 г. был изготовлен макет арифметического устройства машины, в декабре отработаны арифметические операции. 4 января 1951 г. проведены испытания действующего макета.

8 января 1951 г. С.А.Лебедев на заседании ученого совета доложил о результатах испытаний макета. «Принцип работы быстродействующей машины – принцип арифмометра. Основное требование к такой машине – ускорение и автоматизация счёта. Перед лабораторией была поставлена задача, создать работающий макет электронной быстродействующей счётной машины. При разработке макета нами был принят ряд ограничений.

Скорость – 100 операций в секунду. Количество знаков ограничено пятью в десятичной системе (16 знаков двоичной системы). Машина может производить сложение, вычитание, умножение, деление и ряд таких действий, как сравнение, сдвиг, останов, предусмотрена возможность добавления операций.

Основным элементом электронной счётной машины является элемент, позволяющий производить суммирование. Применены электронные реле (триггерные ячейки), в которых осуществляется перебрасывание тока из одной лампы в другую путём подачи импульсов на сетку. Это дает возможность производить действие сложения, из которого образуются и все остальные действия.

Вместо десятичной системы применяется двоичная система, что определяется свойствами триггерных ячеек (С.А. Лебедев поясняет работу машины по схеме). Кроме элементов для счёта, машина должна иметь элементы, которые управляют процессом вычислений. Такими элементами являются разрешающие устройства и элементы запоминания.

В 1951 г. перед лабораторией поставлена задача – перевести макет в работающую машину. Препятствием для этого пока является отсутствие автоматического ввода исходных данных и автоматического вывода полученных результатов. Автоматизация этих операций будет осуществлена с помощью магнитной записи, которая разрабатывается Институтом Физики…».

Основные теоретические принципы построения счётной машины были решены. Однако наиболее трудной частью работы явилось практическое создание МЭСМ. Только разносторонний предыдущий опыт исследований позволил Сергею Алексеевичу с блеском справиться с труднейшей задачей технического воплощения принципов построения ЭВМ.

Один просчёт был всё же допущен. Под МЭСМ было отведено помещение на нижнем этаже двухэтажного здания, в котором размещалась лаборатория. Когда её смонтировали и включили под напряжение, шесть тысяч раскалённых электронных ламп превратили помещение в тропики. Пришлось удалить часть потолка, чтобы отвести из комнаты хотя бы часть тепла. Именно предвидение такого эффекта заставило И.С. Брука на начальном этапе разработки АЦВМ М-1 начать исследование возможности использования в построении логических схем малогабаритных купроксных выпрямителей вместо ламповых диодов 6х6 (прим. автора).

В проектировании МЭСМ участвовали кандидаты наук Л.И. Дашевский и Е.А. Шкабара, инженеры С.Б. Погребинский, А.Л. Гладыш, В.В. Крайницкий, И.П. Акулова, З.С. Зорина-Рапота, техники-монтажники С.Б. Розенцвайг, А.Г. Семеновский, М.Д. Шулейко и др.

Сохранился календарный план-график этапов разработки электронной (малой) счётной машины:

1. Октябрь-ноябрь 1948 г. Разработка общих принципов построения электронных счётных машин.




2. Январь-март 1949 г. Даны общие направления для разработки отдельных элементов. Семинары по счётным машинам с участием представителей Институтов математики и физики АН УССР.




3. Март-апрель 1949 г. Разработка триггеров на лампах 6Н9М и 6Н15. Разработка разрешающих устройств на тех же лампах. Разработка генераторов импульсов. Разработка счётчиков на лампах 6Н15.




4. Май-июнь 1949 г. Разработка арифметического устройства на лампах 6Н15 (первый вариант).




5. Июнь-сентябрь 1949 г. Разработка арифметического устройства на лампах 6Н9 (второй вариант). Разработка статистических элементов запоминания.




6. Октябрь-декабрь 1949 г. Создание принципиальной блок-схемы. Разработка общей компоновки машины. Конструирование и изготовление каркаса машины.




7. Январь-март 1950 г. Разработка и изготовление отдельных блоков и их отладка. Разработка и изготовление пульта управления машины. Разработка ТУ на магнитное запоминание.




8. Апрель-июль 1950 г. Установка блоков в каркасе и монтаж межблочных соединений. Монтаж связей между каркасом и пультом. Отладка на каркасе блоков и групп блоков по взаимодействию.




9. Август-ноябрь 1950 г. Отладка управления машиной от пульта. Первый пробный пуск макета (06.11.1950 г.).




10. Ноябрь-декабрь 1950 г. Увеличение количества блоков запоминания. Отработка операции сложения и вычитания. Отработка операции умножения и сравнения.




11. Январь-февраль 1951 г. Демонстрация (04.01.1951 г.) действующего макета приёмной комиссии. Составление акта окончания работ по макету. Во время демонстрации на макете решались задачи по вычислению суммы нечётного ряда факториала числа, возведение в степень. Начата переделка макета в электронную (малую) машину.




12. Март-май 1951 г. Разработка систем постоянных чисел и команд. Введение фотографической записи результата. Разработка схемы управления магнитным запоминанием. Введение в эксплуатацию постоянных чисел и команд. Демонстрация работы машины Правительственной комиссии.




13. Июнь-август 1951 г. Приспособление сортировки с перфокартами для ввода исходных в машину. Введение новых блоков для осуществления операций сложения команд, ввода подпрограмм, связи с магнитной записью кодов. Монтаж и отладка управления системы магнитного запоминания.




14. Август-ноябрь 1951 г. Отработка делений и остальных операций. Переделка блоков запоминания с целью увеличения надёжности. Окончание переделки макета в малую машину и опробование её в целом перед пуском.




15. Декабрь 1951 г. Пуск Электронной (малой) машины в эксплуатацию (25.12.1951 г.).

25 декабря 1951 г. МЭСМ была принята комиссией Академии наук СССР (председатель – академик М.В. Келдыш) и передана в эксплуатацию.

Рис. 16. Общий вид счётной машины МЭСМ. За пультом В.В. Крайницкий

Основные характеристики МЭСМ

1. Система счёта – двоичная с фиксированной запятой.




2. Количество разрядов – 16 и один на знак.




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




4. Ёмкость запоминающего устройства:

• для чисел – 31;




• для команд – 63.

• для чисел – 31;




• для команд – 63;

• триодов – около 3500;




• диодов – 2500;

Постановлением Президиума АН УССР за активное участие в разработке и создании отечественной ЭВМ МЭСМ была объявлена благодарность основным участникам этой работы: А.Л. Гладыш, Л.Н. Дашевскому, В.В. Крайницкому, И.П. Акуловой, З.С. Рапоте, С.Б. Погребинскому, С.Б. Розенцвайгу, А.Г. Семеновскому, Е.А. Шкабаре и сотрудникам Института физики за создание магнитного барабана Р.Г. Офенгенгену и М.Д. Шулейко.

Так в декабре 1951 г. практически одновременно и независимо в Советском Союзе были изготовлены и введены в эксплуатацию две первые электронные цифровые машины: автоматическая цифровая вычислительная машина АЦВМ М-1 в России и малая электронная счетная машина МЭСМ в Украине.

АЦВМ М-1 и МЭСМ открыли начало практической реализации создания цифровых вычислительных машин в СССР:

• под руководством И.С. Брука весной 1952 г. начались разработка и изготовление быстродействующей универсальной ЭВМ М-2. Опыт создания М-1, её элементная база, многие технические решения и порядок организации работ обеспечили завершение разработки машины в январе 1953 г. и ввод её в эксплуатацию в июне 1953 года. Был изготовлен один экземпляр машины. В Энергетическом институте АН СССР ЭВМ М-2 находилась в режиме круглосуточной эксплуатации свыше 15 лет. Скорость работы М-2 составляла 2 тыс. операций в секунду;




• С.А.Лебедев приступил к разработке своей следующей машины – быстродействующей машины БЭСМ-1 в Институте точной механики и вычислительной техники (ИТМ и ВТ) в Москве ещё до завершения работ по машине МЭСМ в Киеве. В 1953 г. разработка БЭСМ была завершена, начато её изготовление. Был изготовлен один экземпляр машины. Скорость работы БЭСМ-1 достигала 8 тыс. операций в секунду;




• независимо от этих двух машин в 1953 г. под руководством главного конструктора Ю.Я. Базилевского и его заместителя Б.И. Рамеева была завершена разработка и начато серийное изготовление быстродействующей ЭВМ «Стрела». Скорость работы ЭВМ «Стрела» составляла 2 тыс. операций в секунду. Было изготовлено 7 экземпляров машин.

Литература

1. 4 декабря – День Российской информатики. – URL: http://www.ieee.ru/the_day.shtml




2. Александриди Т.М., Залкинд А.Б., Карцев М.А., Матюхин Н.Я., Журкин Л.М., Рогачев Ю.В., Шидловский Р.П. Автоматическая цифровая вычислительная машина М-1. –М.: ЭНИН АН СССР, 1951.




3. Карцев М.А. Арифметические устройства цифровых машин. –М.: Физматгиз. 1958.




4. Малиновский Б.Н. История вычислительной техники в лицах. –Киев, 1995.




5. Рогачев Ю.В. Вычислительная техника от М-1 до М-13 (1950–1990 гг.). –М.: НИИВК, 1998.

Помещена в музей с разрешения автора
24 апреля 2014

Первой ЭВМ в России — 50 лет!

к. т. н. Ю. В. Рогачев

50 лет назад, в декабре 1951 года успешно прошла испытания первая в России ЭВМ — автоматическая цифровая вычислительная машина М-1, построенная в Москве в лаборатории электросистем Энергетического института Академии наук СССР под руководством члена-корреспондента АН СССР И. С. Брука. Результаты испытаний, как и принято в Академии наук СССР, были оформлены подробным отчетом, утвержденным директором Энергетического института АН СССР академиком Г. М. Кржижановским 15 декабря 1951 года.

Машина была введена в эксплуатацию для решения задач как в интересах ученых своего института, так и для сторонних организаций. Одним из первых на ней решал свои задачи по ядерным исследованиям академик С. Л. Соболев, бывший в то время заместителем по научной работе в институте И. В. Курчатова. Для его коллектива требовалось провести расчеты по обращению матриц большой размерности, и это было выполнено на М-1 в самом начале 1952 года. Велись большие расчеты для фирмы академика А. И. Берга. Решали на этой машине свои задачи и ученые ряда институтов Академии наук СССР. Машина М-1 находилась в эксплуатации более трех лет. Использовали эту машину и ее разработчики для решения различных задач с целью проверки технических вопросов дальнейшего развития вычислительной техники и отработки технологии программирования. М-1 была изготовлена в единственном экземпляре, но многие структурные и принципиальные схемные решения, внедренные в этой машине, были использованы в серийных машинах М-3, “МИНСК”, “РАЗДАН” и других.

Машина М-1 включала в свой состав арифметическое устройство параллельного типа, устройство управления — главный программный датчик, внутреннюю память двух видов (медленную на магнитном барабане и быструю на электростатических трубках) и устройство ввода-вывода с использованием телеграфной буквопечатающей аппаратуры.

Впервые в мировой практике создания электронных цифровых вычислительных машин логические схемы в машине М-1 строились на полупроводниковых элементах — малогабаритных купроксных выпрямителях КВМП-2-7. Это позволило значительно сократить количество электронных ламп, уменьшить размеры машины и сократить потребляемую мощность электроэнергии.

Основные характеристики М-1:

• Система счисления — двоичная. Количество двоичных разрядов — 25.
• Система кодирования — двухадресная.
• Внутренняя память:
  медленная на магнитном барабане — 256 чисел,
  быстрая на электронных трубках — 256 чисел.
• Скорость работы — около 20 оп/с при работе с магнитным барабаном и около 1000 оп/с при работе с электронной памятью на электростатических трубках.
• Потребляемая мощность — 8 кВт.
• Занимаемая площадь — 4 кв. м. (при эксплуатации машина М-1 размещалась в комнате площадью в 12 кв. м.).

Работы по созданию АЦВМ М-1 выполнялись по заданию Академии наук СССР. Соответствующее постановление Президиума АН СССР было принято в апреле 1950 года. Руководитель разработки заведующий лабораторией электросистем Энергетического института АН СССР И. С. Брук, который уже несколько лет занимался вопросами создания цифровых вычислительных машин, оперативно организовал проведение работ. Уже в начале лета 1950 года работа шла полным ходом. Разработка арифметического устройства и системы логических элементов выполнялась Н. Я. Матюхиным и Ю. В. Рогачевым, разработка главного программного датчика — М. А. Карцевым и Р. П. Шидловским, разработка запоминающего устройства на магнитном барабане — Н. Я. Матюхиным и Л. М. Журкиным, запоминающего устройства на электростатических трубках — Т. М. Александриди, разработка устройства ввода-вывода — А. Б. Залкиндом и Д. У. Ермоченковым, разработка системы электропитания — В. В. Белынским, разработка конструкции -И. А. Кокалевским. Комплексную отладку машины и отработку технологии программирования возглавил Н. Я. Матюхин.

Разработчики машины М-1 — первой российской ЭВМ — в последствии стали крупными специалистами в области вычислительной техники и внесли значительный вклад в ее развитие, в том числе и в составе предприятий Министерства радиопромышленности СССР. Их труд высоко оценен присвоением ученых степеней и почетных званий, присуждением государственных наград.

Разработчики ЭВМ М-1

(1902-1974) — член-корреспондент АН СССР, доктор технических наук, основатель и первый директор Института электронных управляющих машин (ИНЭУМ). Его вклад в науку отмечен награждением четырьмя орденами Трудового Красного Знамени.

(1927-1984) — член-корреспондент АН СССР, доктор технических наук, профессор, главный конструктор вычислительных средств для системы ПВО СССР в Научно-исследовательском институте автоматической аппаратуры (НИИАА). Им написано около ста научных трудов (в том числе семь изобретений). Его вклад в науку отмечен присуждением Государственной премии СССР и награждением орденом Трудового Красного Знамени.

(1923-1983) — доктор технических наук, профессор, главный конструктор вычислительных средств для системы предупреждения о ракетном нападении (СПРН), основатель и первый директор НИИ вычислительных комплексов (НИИВК). Автор фундаментальных теоретических работ по вычислительной технике (5 монографий, 55 статей, 16 изобретений). Его вклад в вычислительную технику отмечен присуждением Государственной премии СССР и награждением орденами Ленина, Трудового Красного Знамени, Знак почета. В 1993 году его имя было присвоено основанному им институту.

(род. в 1924 г. )- кандидат технических наук, профессор, заведующая кафедрой “Автоматические системы управления” в Московском автодорожном институте.

(род. в 1925 г. ) — кандидат технических наук, заместитель главного конструктора вычислительных средств СПРН (1962-1983), главный конструктор (1983-1988), главный инженер НИИВК (1967-1983), директор НИИВК (1983-1988). Вклад в вычислительную технику отмечен присуждением Государственной премии СССР и награждением орденами Трудового Красного Знамени и “Знак Почета”.

(род. в 1928 г. ) — кандидат технических наук, заместитель главного конструктора вычислительных средств СПРН, ведущий специалист НИИВК. Его вклад в вычислительную технику отмечен присуждением Государственной премии СССР и награждением орденами Октябрьской революции и Дружбы народов.

(род. в 1927 г. ) — кандидат технических наук, в течение многих лет был ведущим специалистом разработок вычислительных средств системы ПВО в НИИАА.

(1926-2001) — кандидат технических наук, ведущий специалист по вычислительной технике в ИНЭУМ.

История развития вычислительной техники, 20-ый век — урок. Информатика, 10 класс.

Впервые автоматически действующие вычислительные устройства появились в середине \(XX\) века. Это стало возможным благодаря использованию наряду с механическими конструкциями электромеханических реле.

Работы над релейными машинами начались в \(30\)-е годы и продолжались с переменным успехом до тех пор, пока в \(1944\) г. под руководством Говарда Айкена — американского математика и физика, на фирме \(IBM\) (International Business Machines) не была запущена машина «Марк-1», впервые реализовавшая идеи Бэббиджа.

 Говард Айкен

Для представления чисел в ней были использованы механические элементы, для управления — электромеханические. Одна из самых мощных релейных машин РВМ-1 была в начале \(50\)-х годов построена в СССР под руководством Н.И.Бессонова; она выполняла до \(20\) умножений в секунду с достаточно длинными двоичными числами.

Н.И.Бессонов

Однако появление релейных машин безнадежно запоздало и они были очень быстро вытеснены электронными, гораздо более производительными и надёжными.

Подлинная революция в вычислительной технике произошла в связи с применением электронных устройств. Работа над ними началась в конце \(30\)-х годов одновременно в США, Германии, Великобритании и СССР.

К этому времени электронные лампы, ставшие технической основой устройств обработки и хранения цифровой информации, уже широчайшим образом применялись в радиотехнических устройствах.

Первой действующей ЭВМ стал ENIAC (США, \(1945 – 1946\) гг.). Его название по первым буквам соответствующих английских слов означает «электронно-числовой интегратор и вычислитель».

Руководили её созданием Джон Моучли и Преспер Эккерт, продолжившие начатую в конце \(30\)-х годов работу Джорджа Атанасова.

Весил ENIAC почти \(30\) тонн, разместив на своем теле \(17 468\) ламп, \(70 000\) резисторов и \(10 000\) конденсаторов. Сейчас, конечно, вычислительная мощность ENIAC, в сравнении даже с нашими домашними ПК, смешная: около \(5000\) операций сложения в секунду. Энергопотребление машины равнялось \(150\) кВт, что вполне достаточно для обеспечения небольшого завода.

Практически одновременно велись работы над созданием ЭВМ в Великобритании. С ними связано прежде всего имя Аллана Тьюринга — математика, внесшего также большой вклад в теорию алгоритмов и теорию кодирования. В \(1944\) г. в Великобритании была запущена машина «Колосс».

Эти и ряд других первых ЭВМ не имели важнейшего с точки зрения конструкторов последующих компьютеров качества: программа не хранилась в памяти машины, а набиралась достаточно сложным образом с помощью внешних коммутирующих устройств.

Огромный вклад в теорию и практику создания электронной вычислительной техники на начальном этапе её развития внёс один из крупнейших американских математиков Джон фон Нейман.

Джон фон Нейман

В историю науки навсегда вошли «принципы фон Неймана».

Совокупность этих принципов породила классическую архитектуру ЭВМ. Один из важнейших принципов — принцип хранимой программы — требует, чтобы программа закладывалась в память машины так же, как в неё закладывается исходная информация. Первая ЭВМ с хранимой программой EDSAC была построена в Великобритании в \(1949\) г.

Первая отечественная ЭВМ – МЭСМ («малая электронно-счётная машина»).

Была создана в \(1951\) г. под руководством Сергея Александровича Лебедева, крупнейшего советского конструктора вычислительной техники, впоследствии академика, лауреата государственных премий, руководившего созданием многих отечественных ЭВМ.

Сергей Лебедев

Рекордной среди них и одной из лучших в мире для своего времени была БЭСМ-6 («большая электронно-счетная машина, \(6\)-я модель»), созданная в середине \(60-х\) годов и долгое время бывшая базовой машиной в обороне, космических исследованиях, научно-технических исследованиях в СССР.

Кроме машин серии БЭСМ выпускались и ЭВМ других серий — «Минск», «Урал», М-20, «Мир» и другие, созданные под руководством И.С.Брука и М.А.Карцева, Б.И.Рамеева, В.М.Глушкова, Ю.А.Базилевского и других отечественных конструкторов и теоретиков информатики.

История развития вычислительной техники

§ 6. История развития вычислительной техники.

Информатика. 10 класса. Босова Л.Л. Оглавление

6.1. Этапы информационных преобразований в обществе

Веками люди совершенствовали способы и методы передачи, накопления, обработки и хранения информации. При этом средства обработки информации, как и сама информация, видоизменялись и расширяли свои возможности настолько, что это приводило к переменам в общественных отношениях. Появился термин «информационная революция», которым принято обозначать кардинальные изменения инструментальной основы, способа передачи и хранения информации, а также объёма информации, доступной активной части населения.

Информационная революция — кардинальное изменение инструментальной основы, способов передачи и хранения информации, а также объёма информации, доступной активной части населения.

Принято выделять пять информационных революций, определяющих, по сути, пять этапов информационных преобразований в обществе (табл. 2.1).

Содержание первой информационной революции составляет распространение и внедрение в деятельность и сознание человека языка. Вторая информационная революция была связана с изобретением письменности. Сущность третьей информационной революции состоит в изобретении книгопечатания, сделавшего любую информацию, и особенно научные знания, продукцией массового потребления. Четвёртая информационная революция состояла в применении электрической аппаратуры для скоростного и массового распространения всех видов информации и знаний.

Таблица 2.1

Этапы информационных преобразований в обществе

Пятая, последняя, информационная революция связана с созданием сверхскоростных вычислительных устройств — компьютеров. С появлением и массовым распространением компьютеров человек впервые за всю историю развития цивилизации получил мощное средство для эффективного использования информационных ресурсов, для усиления своей интеллектуальной деятельности.

Возможность использования членами общества полной, своевременной и достоверной информации в значительной мере зависит от степени развития и освоения новых информационных технологий, основой которых является вычислительная техника.

6.2. История развития устройств для вычислений

В развитии устройств для вычислений можно выделить несколько этапов:

• «домеханический» этап — изобретение счётов, таблиц Непера и логарифмической линейки;
• «мех

Из истории компьютеров. —

Образованному человеку 200 лет назад не нужно было ничего знать о науке. Образованному человеку 25-30 лет назад не нужно было ничего знать о компьютерах. Но современный образованный человек должен обладать некоторыми значительными научными знаниями и немного значительными знаниями о компьютерах.

Компьютер — несомненно, самое удивительное достижение человечества. Это система хранения данных, созданная человеком.Человек говорит машине, что делать, когда и как это делать.

Слово компьютер происходит от латинского слова, которое означает считать.

Почти сто пятьдесят лет назад не существовало таких вещей, как компьютеры. Связанные веревки, отметки на глине, счеты — все это методы отслеживания чисел.

В 1833 году английский изобретатель и математик Чарльз Бэббидж, профессор Кембриджского университета, сконструировал первый компьютер.Математическая программа для его машины была составлена ​​дочерью лорда Байрона.

Первый программируемый компьютер, который успешно работал, был построен в 1939 году профессором Гарвардского университета Х. Х. Айкеном.

В нашей стране первая электронно-цифровая вычислительная машина МАСМ была построена украинским академиком С.О. Лебедевым в 1950 году.

В нашей стране созданы такие компьютеры, как БЭСМ, Минск, Урал, Раздан-3, М-20, М-220, Наири-3, Стела, Днепр.

В наши дни компьютеры значительно расширяют возможности мышления человека в области планирования, анализа, вычислений и управления. Сотни компьютеров уже используются ежедневно. Они проникают почти во все сферы нашего современного общества, от производства ядерной энергии и разработки ракет до обработки банковских чеков, прогнозов погоды, производства, исследований и медицинских диагнозов.

Есть три вида компьютеров: цифровые, аналоговые и гибридные. Аналоговый компьютер вычисляет физический аналог числовых измерений.Цифровой компьютер выполняет вычисления с помощью чисел или цифр. Гибридный компьютер — это машина, в которой сочетаются некоторые свойства цифровых и аналоговых компьютеров.

Изобретение электронных вычислительных машин — одно из величайших достижений человечества. Его значение можно сравнить с изобретением паровой машины и использованием атомной энергии.

Упражнение 16. Выделите слова синонимами жирным шрифтом.

1.Компьютер проникает практически во все сферы нашего современного общества. 2. BASIC считается одним из самых простых языков программирования для изучения . 3. Цифровой компьютер выполняет вычисления с использованием чисел или цифр. 4. Гибридный компьютер — это машина, которая сочетает в себе некоторые свойства цифровых и аналоговых компьютеров. 5. Компьютер — это система хранения данных , созданная человеком. 6. Компьютер в раз быстрее человека в при выполнении вычислительных операций.

Упражнение 17. Составляйте предложения.

Задача IV . Перескажите текст.

СЛОВАРНЫЕ ПРИМЕЧАНИЯ

Задание V. Выучите следующие слова и словосочетания.

1. широко распространенное

2. поселок

3. прежде всего

4. рост

5. стоячая

6. родной язык / родной язык

7. в основном

8. двуязычный

9. принудительно

10. целиком ,

11. принадлежать

12. по всему континенту

13. использование

14. темп ,

15. статистика

16. удивительно

17. кабель

18. к поставке ,

19. в магазин

20. превалирует

21. авиадиспетчер

22. телекомпания

23. для передачи

24. спутниковое ТВ

25. почти ,

26. коммерческая сделка

27. заменить

Задание V. Прочтите и переведите тему.

:

1. Краткая история одежды
2. Из истории заметок
3. ИЗ ИСТОРИИ ЗАПАДНЫХ САПОГ
4. История
5. История
6. История одежды
7. История одежды
8. ИСТОРИЯ ОБУВИ
9. ИСТОРИЯ ОБУВИ
10. ИСТОРИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
11. История языка как науки.

Учебная программа | Первый год

В течение первого года бакалавриата технических компьютерных наук вы познакомитесь с принципами информатики и технологий. Основные области этой области охватываются уже в первом модуле, так что вскоре вы будете абсолютно уверены, что выбрали правильную программу.

Модуль 1: Жемчужины информатики

В первом модуле вы узнаете, насколько обширна эта область, познакомившись с восемью «жемчужинами» информатики: компьютерная инженерия, алгоритмы программирования, проектирование больших систем, шифрование данных , базы данных, Интернет как компьютерная сеть, функциональное программирование и искусственный интеллект.В проекте этого модуля вы и ваша команда создадите систему, которая автоматически анализирует и визуализирует твиты.

Модуль 2: Системы программного обеспечения

В этом модуле вы узнаете, как проектировать и создавать программное обеспечение: от анализа требований до доставки работающей программы. Для финального проекта вы запрограммируете многопользовательскую игру в соответствии с фиксированной структурой.

Модуль 3: Сетевые системы

Интернет — хороший пример компьютерной сети.Как работает такая сеть? В этом модуле вы узнаете больше о том, как информация отправляется и принимается небольшими пакетами — через кабели или беспроводную систему — как найти лучший путь через сеть и как вы можете предотвратить повреждение или потерю пакетов на путь. Другие темы в этом модуле — сетевые приложения, защита от неправомерного использования и масштабируемость больших сетей.

Модуль 4: Данные и информация

В последнем модуле первого года вы узнаете, как разместить соответствующую бизнес-информацию в базе данных.Вы познакомитесь с концепциями управления данными и реляционными базами данных. Вы также будете работать над разработкой программного обеспечения, используя подход, довольно распространенный в мире бизнеса: гибкую разработку программного обеспечения. В двухнедельных «спринтах» вы будете работать над доставкой программного обеспечения, а в так называемых «схватках» вы обсудите с сокурсниками, чем вы занимались, каковы ваши следующие шаги и какие проблемы необходимо решить. Это отличный способ научиться работать над программным обеспечением в команде и структурированно.

Урок аудирования на английском языке на компьютере

УРОК ПО КОМПЬЮТЕРАМ

Попробуйте онлайн-викторину, чтение, аудирование и упражнения по грамматике, орфографии и лексике для этого урока на Computers . Нажмите на ссылки выше или просмотрите действия под этой статьей:

Ваш браузер не поддерживает этот аудиоплеер.

ПРОЧИТАТЬ

МОЯ КНИГА

ПОСМОТРЕТЬ ОБРАЗЕЦ

Отправьте этот урок друзьям и учителям. Щелкните значок @ ниже.

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

ЗАПОЛНИТЬ ПРОЗОР

Трудно поверить, что у ______________________ были компьютеры несколько лет назад.Интересно, как жили люди. Должно быть ______________________ документов. Не могу представить, чтобы все было написано от руки. Я ______________________ все работало без компьютеров. Сегодня компьютеры нужны нам для всего. Больницы, аэропорты, полиция… ничто не может работать без компьютеров. Я ______________________ в десять раз более занят, чем сейчас, если бы у меня не было компьютера. Представьте, ______________________ находит ______________________ бумагу и конверт и потом идёт по улице ______________________ письмо! Я люблю свой компьютер.Делает все ______________________ удобным. Конечно, зависает и иногда вылетает. Конечно ______________________ данные. Но это бывает нечасто. Большинство ______________________ мой компьютер мне как лучший друг.

ИСПРАВИТЬ НАПИСАНИЕ

Для veiebel сложно, что несколько лет назад ни у кого не было компьютеров. Интересно, как жили люди. Там должно было быть много pkwoerrpa . Не могу представить, чтобы все было написано от руки. Еще мне интересно, как все rkodwe без компов.Сегодня компьютеры нужны нам для всего. Больница, , сотрипра, , милиция… без компьютеров ничего не может работать. Я уверен, что был бы в десять раз больше, чем сейчас, если бы у меня не было компьютера. Представьте, что вам нужно найти ipeec из бумаги и oveelnpe , а затем вы идете по улице, чтобы отправить письмо! Я люблю свой компьютер. Это делает все в моей жизни таким образом ncenvotine . Конечно, это zeefsre и sacrhes иногда. Конечно, я теряю некоторые данные.Но это бывает нечасто. Большую часть времени мой компьютер похож на моего лучшего друга.

РАЗБИРАЙТЕ СЛОВА

Трудно пришлось к тому, что компьютеры не верят несколько лет назад. Интересно, как жили люди. Должно быть документов из партии . Не могу представить, чтобы все было написано от руки. удивляюсь, как и все работало без компьютеров. Сегодня компьютеры нужны нам для всего. Больницы, аэропорты, полиция… ничто не может работать без компьютеров., наверняка, в десять раз больше было бы , чем сейчас, если бы у меня не было компьютера. Представьте, что вам нужно набрать бумаги и найти кусок конверта, а затем пройти по электронной почте ! Я люблю свой компьютер. Он составляет во всем, так что жизнь моя . Конечно, зависает и иногда вылетает. Конечно, я теряю некоторые данные. Но это бывает нечасто. больше всего нравится компьютер моего времени мой лучший друг.

ОБСУЖДЕНИЕ (Напишите свои вопросы)

ОБСЛЕДОВАНИЕ СТУДЕНЧЕСКИХ КОМПЬЮТЕРОВ

Напишите в таблице пять ХОРОШИХ вопросов о компьютерах. Делайте это парами. Каждый студент должен написать вопросы на собственном листе бумаги.

Когда вы закончите, опросите других студентов. Запишите их ответы.

• Теперь вернитесь к своему первоначальному партнеру, поделитесь и расскажите о том, что вы узнали.Часто меняйте партнеров.
• Сделайте мини-презентации для других групп о своих выводах.

ПИСЬМО

Напиши про компьютеры 10 минут. Покажите партнеру свою бумагу. Подправляйте работу друг друга.

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

_____________________________________________

Текст Б.ЯЗЫК КОМПЬЮТЕРОВ

Пятьдесят лет назад люди даже не слышали о компьютерах, а сегодня мы не можем представить жизнь без них.

Компьютерные технологии — самая быстрорастущая отрасль в мире. Первый компьютер был размером с микроавтобус и весил тонну. Сегодня микросхема размером с булавочную головку может делать свою работу. И революция все еще продолжается.

Очень скоро у нас появятся компьютеры, которые мы будем носить на запястьях или даже в очках и сережках.Такие носимые компьютеры разрабатываются в США.

Крупнейшая компания по производству мобильных телефонов в Японии только что выпустила свой самый умный продукт — I-mode — мобильный телефон, который позволяет вам путешествовать по Интернету, а также совершать звонки. Люди уже используют телефон, чтобы проверять заголовки новостей, следить за фондовым рынком и загружать последние анекдоты. Скоро они смогут покупать билеты в кино и управлять своими банковскими счетами.

Компьютеры следующего поколения смогут говорить и даже думать за себя.В них будут электронные «нейронные сети». Конечно, они все равно будут намного проще человеческого мозга, но это будет большой шаг вперед. Такие компьютеры помогут диагностировать болезни, находить полезные ископаемые, понимать и контролировать мировые денежные рынки, выявлять преступников и контролировать космические путешествия.

Компьютерная революция меняет нашу жизнь и наш язык. Мы постоянно придумываем новые слова или придаем новые значения старым. Большинство компьютерных терминов родилось в Кремниевой долине, главном центре компьютерных наук в мире.

I. Прочтите текст «Язык компьютеров» без словаря. Попытайтесь понять это.

II. ВЫ УЧАСТНИК КОМПЬЮТЕРНОЙ РЕВОЛЮЦИИ?

Выполните следующие задачи и узнайте.

A. Выберите ответ — а) или б).

1. Мышь

а) небольшое пушистое животное с длинным хвостом;

б) маленькая коробочка, используемая для работы с компьютером.

2. На серфинг —

а) кататься на доске по морским волнам;

б) перемещаться по Интернету.

3. Ошибка

а) маленькое насекомое;

б) ошибка в компьютерной программе.

4. Пламя

а) красный или желтый горящий газ, видимый, когда что-то горит;

б) недружелюбное или грубое электронное письмо.

5. Для загрузки стоит

а) бить ногой;

б) для запуска компьютера.

6. Компьютерщик [gi: k] —

а) кто-то, кто откусывает головы живым цыплятам в рамках шоу;

б) человек, который знает о компьютерах все.

Б. Выберите ответ — а), б) или в).

1. Для чего вы используете модем?

а) распечатать документ;

б) для воспроизведения музыки на компьютере;

в) для отправки сообщений по телефонной линии.

2. Что вы используете, когда хотите искать сайты во всемирной паутине?

а) браузер;

б) компакт-диск;

в) принтер.

3. Для чего можно использовать Интернет?

а) удалить файл с вашего компьютера;

б) чтобы помочь вам найти информацию и общаться с людьми;

c), чтобы ваш компьютер работал быстрее.

4. Для чего вы используете сканер?

а) для переноса фотографий и текстов на компьютер;

б) найти определенные файлы в Интернете;

c) для очистки компьютера.

5. Сколько стоит гиг?

а) 1000 мегабайт;

б) 100 мегабайт;

c) 1000 байт.

C. Сопоставьте слова (или фразы) с определениями.

1. чат

2. Электронная торговля

3. джойстик

4. киберпространство

5. настольный

6. многозадачность

а) способность компьютера запускать сразу несколько программ;

б) экран, который вы видите после переключения компьютера;

c) область в Интернете, где люди могут общаться друг с другом в «реальном времени»;

d) бизнес по покупке и продаже товаров и услуг в Интернете;

д) палка, помогающая двигаться в компьютерных играх;

е) воображаемое место, где находятся электронные сообщения, информационные изображения и т. Д.существуют, когда они отправляются с одного компьютера на другой.

D. Верно или неверно?

1. Когда вы пользуетесь Интернетом, вам нужен компьютер, радио и телефонная линия.

2. Вы можете использовать Интернет для чтения газет и журналов.

3. Вы не можете использовать Интернет для видеоигр.

4. Интернет может помочь вам делать покупки.

5. Вы можете использовать Интернет, чтобы «общаться» с людьми и заводить новых друзей.

6. Вам нужен компакт-диск для отправки электронной почты.

7. Мультимедийные страницы с картинками, музыкой и видео замедляют загрузку.

E. Решите эту головоломку, и вы прочитаете название одной из самых успешных компьютерных компаний.

.