Відмінності між версіями «Велика електронна обчислювальна машина (ВЕОМ)»

Версія за 08:42, 29 березня 2017

БЭСМ-1

Загальний опис (принцип дії)

Була найшвидкодіючою машиною в Європі і однією з найбільш швидкодіючих ЕОМ в світі.

БЕСМ-1 мала оперативну пам'ять (ОЗУ) на феритових сердечниках ємністю 1024 числа (до цього була випробувана оперативна пам'ять на ртутних трубках і потенціалоскопах), довгострокове пристрій на напівпровідникових діодах (ДЗУ) ємністю до 1024 чисел.

У ДЗУ постійно зберігалися деякі найбільш часто зустрічаються константи і підпрограми. Вміст ДЗУ нічого не змінено під час роботи машини. Крім того, машина мала зовнішній накопичувач на магнітних стрічках (НМЛ) - чотири блоки по 30 тисяч чисел в кожному, а також проміжний накопичувач на магнітному барабані (НМБ) ємністю 5120 чисел зі швидкістю вибірки до 800 чисел в секунду.

Введення інформації в машину з фотозчитующого пристрою на перфоленті. Висновок результатів на електромеханічне принтер.

БЕСМ-1 була машиною паралельної дії, мала розвинену структуру і організацію зв'язків пристроїв і збалансованість їх характеристик. Принципи її організації та конструкції втілилися і удосконалювалися в наступних ЕОМ, розроблених в СРСР.

Важливою особливістю БЕСМ-1 стало введення операцій над числами з плавучую комою з забезпеченням великого діапазону використовуваних чисел (від 10 - 9 to 1 010). На БЕСМ-1 забезпечувалася висока точність обчислень (близько 10 десяткових знаків), виконувалися операції з подвоєною точністю при меншому швидкодії.

Для машини БЕСМ-1 була розроблена система контрольних завдань-тестів, що дозволяють швидко знаходити несправності в машині, а також система профілактичних випробувань для виявлення місць можливих несправностей.

Були отримані патент на машину і патенти на окремі складові БЕСМ-1. Є велика кількість публікацій.

БЕСМ-1 була машиною, здатною вирішувати складні математичні завдання, замінюючи тисячі обчислень. Машина безперечно внесла величезний внесок у розвиток атомної енергетики і дослідження космосу. У 1950 роках було створено ще багато радянських ЕОМ, таких як Мінськ, Урал, Дніпро, Мир і т. Д, але вони значно поступалися в продуктивності БЕСМ-1.

Історична довідка

Лебедев Сергей Алексеевич

Лебедєв працював в інституті електротехніки АН УРСР, де створювався макет електронної лічильної машини (МЕСМ), який згодом був розвинений і перетворений в малу електронну лічильну машину. Робота над МЕСМ добігала кінця: в 1949 році була завершена розробка пристрою, що запам'ятовує і інших основних елементів машини. У Москві Лебедєву було поставлено завдання в найкоротші терміни створити не макет, а повноцінну обчислювальну машину для проведення розрахунків, необхідних для проектування і виробництва ядерної зброї. Такою машиною повинна була стати БЕСМ - швидкодіюча електронна лічильна машина.

Лебедєв біля однієї зі стійок БЭСМ-1

Для роботи над БЕСМ Лебедєв планував взяти з собою з Києва всіх розробників МЕСМ і навіть домігся надання їм житла в Москві на Піщаної вулиці, але в останній момент керівництво дозволило переїзд до Москви тільки його самого. В результаті довелося терміново формувати абсолютно новий колектив, так як робота над МЕСМ в Києві тривала, і Лебедєв одночасно керував двома колективами.

МЕСМ в зв'язку з початком робіт над БЕСМ стала називатися малої електронної лічильної машиною, а з Києва Лебедєв привіз власноруч виконаний проект БЕСМ, який незабаром став іменуватися як велика електронна лічильна машина. Один з провідних розробників ІТМіВТ Петро Петрович Головистиков згадував: «Існує легенда, що вся схема БЕСМ у Сергія Олексійовича була записана на цигаркових коробках «Казбек» або окремих аркушах. Це не вірно. Вона полягала в товстих зошитах, в яких найскрупульознішим чином були зображені всі структурні схеми машини, наведені часові діаграми роботи блоків, докладно розписані всі варіанти виконання окремих операцій». Серед документації ІТМіВТ була виявлена ​​одна з таких зошитів, що складається з 100 розлінованих сторінок, заповнених особистими записами Лебедєва.

Читання зошитів дозволяє простежити весь процес поступового розуміння структури майбутньої обчислювальної машини. Перша дата в зошиті відноситься до 7 липня 1950 року, коли Лебедєв вже працював над двома проектами - доведенням до робочого стану МЕСМ і розробкою БЕСМ. Остання дата (12 серпня 1950 роки) позначена на сторінці 46, а всі подальші записи слідують без вказівки дат. Мабуть, друга половина зошити заповнилася до кінця літа 1950 року. За цей час були спроектовані основні вузли майбутньої машини і розроблені алгоритми виконання (виробництва, як написано в зошиті) основних операцій: складання, множення, ділення.

Необхідно було розраховувати все, навіть довжину магнітних стрічок, які передбачалося використовувати в якості зовнішньої пам'яті. Подібний розрахунок також є в зошиті - була обчислена сумарна довжина стрічки (200 метрів) і визначено повний час передачі інформації з стрічки на магнітний барабан (20 хвилин). І тут же позначено: «Час прийнятне».

Лебедєв розписував операції і одночасно обчислював час їх виконання, з'ясовуючи для себе основні питання початкового етапу проектування - чи має сенс вводити ту чи іншу операцію, яка буде продуктивність нової машини? Наприклад, після обчислення часу, необхідного для виконання операції отримання зворотної величини з точністю до 2-30, виписаний результат: 1,5 мілісекунди, і в зошити поставлена резолюція: «Задовільно».

Один тільки перелік заголовків цьому зошиті показує, що Лебедєв вів свою розробку дуже ретельно, вникаючи в усі тонкощі роботи машини, багато хто з яких відкривалися вперше, не забуваючи про важливість правильної організації праці і плануванні. Лебедєв особисто склав план робіт зі створення БЕСМ і постійно контролював хід його виконання. Робота за цим планом проводилася співробітниками ІТМіВТ, які складали так звану «московську групу». Відповідно до нього завершення розробки ескізного проекту намічалося на I квартал 1951 роки (практично одночасно із завершенням роботи над макетом МЕСМ).

Як результат спільної праці по реалізації розробленого Лебедєвим плану 21 квітня 1951 року почала роботу Державна комісія з приймання ескізного проекту БЕСМ, а влітку 1952 року було завершено виготовлення БЕСМ, яка заробила до осені 1952 року. У підсумку в квітні 1953 року Державна комісія під головуванням М. В. Келдиша прийняла до роботи БЕСМ, в червні 1953 р Лебедєв був призначений директором ІТМіВТ і обраний дійсним членом Академії наук СРСР по Відділенню фiзико-математичних наук, ставши першим академіком за спеціальністю «рахункові пристрою ».

БЭСМ АН

БЕСМ АН була встановлена на першому поверсі будівлі ІТМіВТ на Ленінському проспекті, і довгий час на ній вирішувалися як наукові, так і прикладні завдання, зокрема було проведено розрахунок траєкторії ракети, що доставила вимпел Радянського Союзу на Місяць. При експлуатації машини за довгі роки виникали різні складні ситуації, адже до складу машини входили 4 тис. Електронних ламп, але інженери і техніки завжди знаходили оригінальні рішення по підтримці її працездатності.

Після створення в лютому 1955 року Обчислювального центру АН СРСР перед ІТМіВТ була поставлена ​​задача підготувати БЕСМ до серійного випуску, що і було зроблено до кінця 1957 року, коли Ульяновський завод почав випускати цю машину під найменуванням БЕСМ-2. Цими машинами були оснащені практично всі великі обчислювальні центри країни. На БЕСМ-2 здійснювалися розрахунки запусків штучних супутників Землі і перших космічних кораблів з людиною на борту. БЕСМ-2 була відтворена в Китаї, куди виїжджала група співробітників ІТМіВТ. До моменту закінчення роботи над БЕСМ АН Лебедєв вже продумав принципи і архітектуру нової машини М-20, яка повинна була стати найшвидкодіючою в світі.

Технічні характеристики

Структура команд триадресна. Система числення двійкова. Спосіб представлення чисел - з плавуючою комою. Розрядність - 39 двійкових розрядів: мантиса - 32 розряду, знак числа - 1 розряд, порядок - 5 розрядів, знак порядку - 1 розряд. Діапазон подаються чисел: 10-9 ÷ 10 + 10. Швидкодія - 8000 операцій в секунду.

Характеристики ЗУ:

   ● ємність ферритового ОЗУ - 1024 числа;
   ● ємність ДЗУ - 1024 числа;
   ● ємність зовнішнього НМЛ - чотири блоки по 30 000 чисел в кожному;
   ● швидкість обміну з НМЛ - 350 чисел в секунду;
   ● ємність зовнішнього НМБ - 5120 чисел;
   ● швидкість обміну з НМБ - 800 чисел в секунду.

Введення інформації в машину з фотозчитующого пристрою на перфоленті зі швидкістю введення 20 чисел в секунду. Висновок результатів на електромеханічне принтер зі швидкістю 1,5 числа в секунду і на фотодруковному пристрою зі швидкістю 200 чисел в секунду.

Машина побудована на стандартних дво- і чотирьохлампових осередках. Кількість електронних ламп близько 5000. Харчування машини від мережі трифазного змінного струму напругою 220 В ± 10%, частотою 50 Гц. Споживана потужність близько 30 кВт (без системи охолодження).

Займана площа - до 100 м2. Для машини БЕСМ розроблена система контрольних завдань-тестів, що дозволяють швидко знаходити несправності в машині, а також система профілактичних випробувань, що дозволяють заздалегідь виявляти місця можливих несправностей.

Сфера застосування

Багато задач, що здавалися до цього нерозв'язними через великий обсяг обчислень, легко вирішувалися на БЕСМ, що отримала найменування БЕСМ Академії наук. Сам Лебедєв любив наводити як приклад розрахунок на БЕСМ траєкторії польоту снаряда, який здійснювався на БЕСМ швидше, ніж летів сам снаряд.

У 1955 році на основі архітектури БЕСМ-1 почалася розробка М-20, яка випускалася з 1959 року за участю СКБ-245 Міністерства машинобудування і приладобудування (дослідний зразок і технічна документація).

Фото, відео-матеріали

Тут розмістіть власні фото або фото з відкритих джерел, а також посилання на відео

Список використаних джерел

• Характеристики вычислительных машин, разработанных под руководством Сергея Алексеевича Лебедева
• Первая БЭСМ: начало пути
• Заглядывая в прошлое: История БЭСМ
• ЭВМ «БЭСМ-1»

Автор проекта

Лаврук Станіслав