Российские разработчики вычислительной техники

В 1967 г. Рамеев переходит работать  начальником  отдела в Научно-исследовательский  институт  электронных математических машин (НИЭМ), созданный в 1958 г. на базе СКБ-245.

За период 1958-1968 гг. в НИЭМ был разработан ряд  ЭВМ как универсальных, так и  специализированных для министерства обороны СССР. Заметной вехой в  деятельности НИЭМ была разработка в  период 1967-69 годов полупроводниковой  ЭВМ М-222 коллективом под руководством Вениамина Степановича Антонова вместе с СКБ Казанского завода электронных  вычислительных машин.

В.С.Антонов   (1925-2004) - участник Великой отечественной войны, по окончании которой защитил диплом инженера в МАТИ. С 1950 г. работал в СКБ-245. После образования НИЦЭВТ В.С.Антонов активно участвовал в разработке ЕС ЭВМ. В 1973 г. под руководством главного конструктора В. С. Антонова была создана ЭВМ ЕС-1050,  в 1977 г - ЕС-1060, при его участии отрабатывались ЭВМ ЕС-1066, двухмашинный   комплекс ЕС-1068, операционные системы ОС-6 и ОС-7.

Одним из главных  конструкторов ЭВМ в НИЭМ был  директор института Сергей Аркадьевич Крутовских  (1928-1981).   В 1964 г. в НИЭМ впервые в СССР были развернуты работы по проектированию и производству    бортовых ЭВМ, получивших название "Аргон". Первые образцы ЭВМ "Аргон" появились в 1968 г. В частности,  ЦВМ «Аргон-11С»  работала на борту космического аппарата   «Зонд», облетевшего   Луну и сфотографировавших ее обратную сторону.

В 1968 г. НИЭМ входит в Научно-исследовательский  центр электронной вычислительной техники (НИЦЭВТ), созданный для проектирования ЕС ЭВМ.    Директором НИЦЭВТ становится С.А.Крутовских, его заместителем - В.К.Левин, разрабатывавший аван-проект ЕС ЭВМ.

Дискуссии о  концепции и прототипах ЕС ЭВМ  ведутся  на протяжении 1967-69 годов  и  в конце концов побеждают  сторонники (С.А.Крутовских, В.К.Левин, В.В.Пржиялковскй, М.Р.Шура-Бура) построения ЕС ЭВМ на базе IBM-360. Против такого варианта активно выступали В.М.Глушков, С.А.Лебедев, Б.И.Рамеев. М.К.Сулим, но безуспешно. Дискуссии  о правильности принятых в то время  решений продолжаются до сих пор. Противники ориентации на IBM-360 эти решения   считают  роковыми, затормозившими развитие отечественной вычислительной техники на многие годы. Б.И.Рамеев в  знак протеста покинул НИЦЭВТ и в  дальнейшем работал в ГКНТ.

В СКБ-245 и  далее в НИИсчетмаш, руководимом  М.К.Сулимом,   совместно с ИТМиВТ разрабатывается машина М-20, а затем  ее вариант на транзисторной элементной базе М-222.

Михаил Кириллович Сулим   -  один из видных разработчиков и организатор производства вычислительной техники в СССР.

Участник  Великой отечественной войны   М.К.Сулим окончил Киевский политехнический  институт в 1951 г. Работал в СКБ-245, в НИИсчетмаш.   Участвовал в  создании  М-20.   После М-20 разрабатывались  М-220 и М-222, главным конструктором  этих машин был М.К.Сулим.

С 1959 г. Михаил Кириллович занимается руководящей  работой в Госкомитете по радиоэлектронике, и далее в Министерстве радиопромышленности, где он дошел до должности заместителя  министра. Курировал работу НИИ, КБ и заводов, проектировавших и  выпускавших вычислительную технику.

Нельзя не упомянуть специализированные ЭВМ, разработанные   в ЦНИИ «Агат» под руководством Я.А.Хетагурова. Ярослав Афанасьевич родился в 1926 г., окончил МВТУ им. Н.Э.Баумана. В 1962 г. появляется первая отечественная подвижная (в автоприцепе) полупроводниковая машина "Курс-1", предназначенная для работы в системе противовоздушной обороны страны. Эта машина серийно изготавливалась на заводах Минрадиопрома вплоть до 1987 г. В интересах Военно-морского флота страны в «Агат» был создан ряд корабельных цифровых вычислительных систем, в том числе обеспечивавших стрельбу стратегического ракетного комплекса с подводной лодки.

Начиная с 1969 г., радиоэлектронная промышленность СССР переключилась на производство преимущественно  машин ЕС и СМ ЭВМ.

Уже после  появления первых ЭВМ стала очевидной  целесообразность перехода к построению единого ряда машин разной производительности (ЕС ЭВМ),  но согласованных по системе  команд, операционным системам и требованиям  к определенным характеристикам  внешних устройств. С этой целью  в 1967 г. в Москве был создан Научно-исследовательский  центр электронной вычислительной техники (НИЦЭВТ).

Аван-проект ЕС ЭВМ разрабатывало Конструкторское  бюро промышленной автоматики (КБПА) во главе с В.К.Левиным, а головной организацией по вопросам математического  обеспечения стал Институт прикладной математики, где эти работы возглавляли  М. Р. Шура-Бура и В. С. Штаркман.

Михаил Романович Шура-Бура  родился в 1918 г., известен  как крупнейший специалист в области вычислительной техники и программирования.

В начале 1974 г. в СССР было принято решение  о создании семейств не только больших, но и малых ЭВМ с ориентацией  на архитектуру машин PDP-11 американской компании DEC. Семейство малых машин  получило название СМ ЭВМ. В развитии СМ ЭВМ значительную роль сыграл Институт электронных управляющих машин  под руководством Б.Н.Наумова.

Борис Николаевич Наумов  (1927-1988)  в 1950 г. окончил МЭИ по специальности "Автоматическое управление".   В 1950-1967 гг. Б.Н.Наумов работал в Институте автоматики и телемеханики (ИАТ). В 1958—1959 г. был в командировке   в Массачусетском технологическом институте (США), где встречался с Н.Винером. В 1967 г. возглавил ИНЭУМ (институт электронных управляющих машин) и стал главным конструктором АСВТ-М (Агрегатная система средств вычислительной техники на микроэлектронной базе). Уже в 1970 г. были созданы первые в стране управляющие вычислительные комплексы третьего поколения. При этом начали использоваться методы совмещенного (параллельного) проектирования.

В период 1974-1984 гг.    Б. Н. Наумов    руководил  разработкой  системы малых ЭВМ (СМ ЭВМ) в качестве Генерального конструктора.

Одной машиной  из серии СМ ЭВМ был компьютер  СМ-1420,   предназначенный  для  работы в составе АСУТП, систем сбора, подготовки и обработки данных, систем автоматизации научных экспериментов  и т.п.   Среднее быстродействие   этой машины 0,30  Mips или   0,23 Mflops. Оперативная память   248 К.

Для СМ ЭВМ  были приняты стандарты «де-факто» архитектур малых ЭВМ, наиболее распространенных в мире, предложены  интерфейсы, обеспечивающие использование общей для всех моделей   номенклатуры периферийных устройств и устройств связи  с объектом. Разработанные под  руководством Б.Н.Наумова принципы и стандарты СМ ЭВМ, охватывающие в комплексе все аспекты унификации элементов, узлов и устройств, конструкций, рядов моделей ЭВМ, средств программирования, учитывали технологию и производственные возможности отечественной промышленности и обеспечили возможность организации  крупносерийного производства.

На базе СМ ЭВМ был  реализован  ряд специализированных комплексов. Например,  комплекс СМ-4 вместе с Фурье-процессором  использовался  для обработки радиолокационных изображений поверхности Венеры, что позволило справиться с уникальной по сложности задачей с помощью  мини-ЭВМ вместо суперЭВМ.

Отечественные суперкомпьютеры.    Исследования по многопроцессорным вычислительным системам в СССР были начаты в начале 60-х.  Возможность построения суперкомпьютеров на принципах параллельного выполнения операций в однородных вычислительных средах была показана Э. В. Евреиновым и Ю. Г. Косаревым в Новосибирске в 1962 г.  Работы, проводимые в Таганрогском радиотехническом институте под руководством А.В.Каляева (1922-2004), впоследствии ставшего академиком РАН,  привели к созданию ряда  многопроцессорных специализированных ЭВМ, первой из них в 1964 г. была создана цифровая интегрирующая машина  Метеор-3.

Работы по использованию параллелизма в универсальных  ЭВМ после принятия решения о  построении ЕС ЭВМ на базе IBM-360  были продолжены в Москве. Над созданием  суперЭВМ   трудились  ученики  С.А.Лебедева – В.А.Мельников, В.С.Бурцев, Б.А.Бабаян.

Владимир Андреевич Мельников (1928-1993), выпускник МЭИ, участвовал в разработке БЭСМ, БЭСМ-2, БЭСМ-6, АС-6.  В 80-е годы В. А. Мельников создает Институт проблем кибернетики АН СССР и становится его директором. Здесь он руководит разработкой векторно-конвейерной суперЭВМ «Электроника ССБИС», близкой по своей архитектуре к американской суперЭВМ  Cray-1.   Изготовление этой ЭВМ происходит на Калининградском заводе вычислительных машин.

Всеволод Сергеевич Бурцев родился в 1927 г.  Окончил Московский Энергетический Институт в 1951 г., в 1973-1984 годах возглавлял Институт  Точной Механики и Вычислительной Техники АН СССР, в дальнейшем был директором ВЦКП РАН и Института Высокопроизводительных Вычислительных Систем. В 1992 г. стал действительным членом РАН.

В 1979 г. появляется Эльбрус-1   - компьютер на основе суперскалярного RISC-процессора, разработанный  в    ИТМиВТ, генеральный конструктор  В.С.Бурцев. В 1984 гг. под его руководством создан 10-процессорный суперкомпьютер Эльбрус-2, который использовался  в Российской противоракетной системе,  ЦУПе, Арзамасе-16 и Челябинске-70.  .

Проект 16-процессорного  компьютера Эльбрус-3  производительностью 125 млн операций в секунду с  большой локальной оперативной  памятью для каждого процессора (16 Мбайт) и глобальной  общей для  всех процессоров  памятью (2 Гбайт) появился в 1985 г.   Ключевой фигурой  в его создании   был Борис Арташесович Бабаян, окончивший   Московский физико-технический институт  (в 1957 г.). Параллельно с развитием Эльбрусов в 80-е годы разрабатывались    матричные процессоры ПС-2000 и ПС-3000.   Однако громоздкие Эльбрусы, несмотря на использование в них ряда интересных архитектурных решений, проигрывали зарубежным суперкомпьютерам из-за несовершенной элементной базы.

В 2002 г.  в  список 500 наиболее производительных компьютеров  мира (Тор500) впервые вошел   российский суперкомпьютер, заняв  74-е место.    Это суперкомпьютер МВС1000М, установленный  в Межведомственном суперкомпьютерном  центре (создан в 1996 году совместным решением Российской академии наук, Министерством  науки и технологии, Министерством  образования   и Российским фондом фундаментальных исследований)  и имеющий производительность 735 Gflops.    Его разработка велась под руководством В.К.Левина.

Владимир Константинович Левин родился в 1929 г., окончил Московский энергетический институт  в 1950 г. Далее работал в Конструкторском бюро промышленной автоматики (КБПА) Министерства радиопромышленности. Был в 1958–1965 гг.  заместителем главного конструктора первой отечественной полупроводниковой высокопроизводительной вычислительной машины общего назначения «Весна». С 1968 по 1976 гг. работал главным инженером НИЦЭВТ, затем вернулся в КБПА, переименованное в НИИ «Квант», для разработки  высокоскоростных вычислителей. Под его руководством созданы многопроцессорные вычислительные системы (МВС), упоминаемые в списках Top500.

В состав МВС1000М  входят  5 вычислительных узлов,   один управляющий узел,    коммутирующая    сеть  Myrinet.  Суперкомпьютер  построен на  процессорах  Alpha, число процессоров 768.  Объем оперативной памяти системы - 768 Гбайт. Система работает под управлением операционной системы Red Hat Linux 6.2, поддерживающей многопроцессорные системы.

2. дайте характеристику  поколениям компьютеров по элементной  базе.

Выделяют  пять поколений компьютеров. Каждое поколение характеризуется элементной базой - видом элементов, из которых  построена оперативная память и  процессор, и развитием программного обеспечения.

Первое поколение (50 года). Элементной базой компьютеров первого поколения были вакуумные электронные лампы, которые сегодня еще можно увидеть в старых телевизорах и радиоприемниках. Тысячи ламп были в металлических шкафах, которые занимали много места. Весила такая машина десятки тонн. Для ее работы требовалась электростанция. Для охлаждения машины использовали мощные вентиляторы. Программирование выполняли в кодах машины, доступ к которой имели только специалисты-профессионалы.

Быстродействие  составляло несколько тысяч операций за секунду. Эти машины имели небольшую  оперативную память.

Второе поколение (60 года). Элементной базой компьютеров второго поколения были транзисторы, которые заменили электронные лампы. Транзисторы значительно меньше ламп и потребляют значительно меньше энергии. Поэтому размеры компьютера уменьшились. Возможности же увеличились, поскольку появились языка программирования высокого уровня и программное обеспечение. Программирование стало доступным и для не профессионалов в области компьютеров. В программном обеспечении были заранее разработанные программы решения наиболее типичных задач. Быстродействие машин достигла сотен тысяч операций за секунду. Значительно увеличилась оперативная память. Наиболее распространенными были такие марки машин: "Элиот" (Англия), "Сименс" (ФРГ), "Стретч", "CDC" (США), "Раздаи-2", серия "Минск", "Урал", "Найри", "Мир", "Бзсм-б" (в нашей стране).

Третье поколение (70 года). Элементная база компьютеров третьего поколения - интегрированные устройства (интегральные схемы, чипы). Интегрированное устройство - это небольшая пластинка из чистого кремния, на которой являются миниатюрные электронные элементы: транзисторы, резисторы и т.п..

Таких элементов  на квадратном сантиметре сначала было несколько тысяч. Значительно увеличились  быстродействие (до нескольких миллионов  операций за секунду) и объем оперативной  намятые. Развилось программное  обеспечение. Удобство в пользовании  открыло широкий доступ к компьютерам. Такая машина может одновременно решать несколько задач, выполняя несколько  программ.

Пользователям нет потребности работать непосредственно  с внутренностями компьютера не отходя ни на шаг, так- как есть пульт управления. Для работы им предоставлены терминалы (клавиатура, дисплей и устройства введения - выведения), которые могут  быть отдалены от компьютера на немалые  расстояния. Для сохранения информации используют магнитные ленты и  магнитные диски. Магнитные носители информации стали вытеснять перфокарты и перфоленты. Начался переход к информатике. Машины третьего поколения - серия "ІВМ-360", "ІВМ-370" в США, серия ЭС в нашей стране - аналог серии "ІBM". Разработка проекта машины третьего поколения стоила фирме ІBM в 60-х годах 5 миллиардов долларов.