Самый 1 в мире. Самый первый компьютер в мире — кто создал? История проекта ENIAC

Технический и технологический прогресс уже окончательно поселился в повседневной жизнь людей, одним из самых ярких явлений которого являются компьютеры, ставшие приметой сегодняшних дней. Но так было не всегда.

Как люди обходились без компьютеров

Было время (между прочим, не так и давно!), когда даже изобретатели и ученые обходились в своей работе только тем, что было всегда «под рукой»: собственными знаниями, навыками, справочной литературой и умелыми руками. Даже сложнейшие расчеты баллистических траекторий выполнялись вручную. Понятно, что вероятность ошибок была огромной, а сами вычисления занимали очень много времени. Нет ничего удивительного в том, что умные люди изобрели первые механические счетные устройства – арифмометры. Они могли выполнять только простейшие действия, управлялись вручную, но сам вычислительный процесс сильно ускорялся.

Сегодня арифмометры можно встретить только в музеях и частных коллекциях. А когда-то они были непременной принадлежностью любой бухгалтерии. Сегодня даже не верится, что без компьютера талантливые инженеры смогли создать много замечательных вещей – летательные аппараты, автомобили, электронные приборы, построили выдающиеся памятники архитектуры, скоростные дороги и многое другое. Тем не менее, история только подтверждает, что главное в прогрессе – умения, знания и огромный энтузиазм, с которым талантливые люди подходили к своей работе. И ее результатом стало создание сложнейших приборов, исследования атомного ядра и многие другие достижения.

Да и сейчас компьютер вряд ли способен заменить голову человека. Это всего лишь умный и надежный помощник, без которого выполнение многих задач почти невозможно, затруднительно или занимает кучу времени.

Кто изобрел первый компьютер?

Изобрел самый первый компьютер в мире, по мнению многих исследователей, Чарльз Бэббидж. Этот человек был увлечен идеей создания механической машины, способной производить сложные вычисления. В 1822 году была спроектирована и построена малая разностная машина, состоявшая из огромного количества рычагов и шестеренок. Она уже тогда могла оперировать с 18-разрядными числами. Точность вычислений достигала восьмого знака после запятой.

В этом же году ученый начал работу над большой и более совершенной машиной но технологии того времени сделать это не позволили. Только в 1854 году швейцарец Шойц смог по чертежам Чарльза построить несколько таких устройств, а весило оно 14 тонн.

Так что же, машина Бэббиджа – это самый первый компьютер? Вовсе нет – это был всего лишь прообраз, хотя идея первого в мире программируемого компьютера тоже принадлежит Бэббиджу. Свое детище он назвал Аналитической машиной. По замыслу изобретателя машина была программируемой, а значит, именно Аналитическую машину Чарльза Бэббиджа можно было бы считать самым первым компьютером в мире – если бы она была построена. Кстати, самым первым программистом в мире принято считать Аду Лавлейс – соратницу Бэббиджа и близкого друга.

Идеи Чарльза Бэббиджа не давали покоя изобретателям и ученым по всему миру. Самый первый компьютер, уже более или менее близкий к современному, разработал и построил Говард Эйксон по заказу компании IBM, при содействии четырех ее инженеров. Компьютер был назван «Марк 1», а официальный его запуск в Гарвардском университете (после продолжительного тестирования) был осуществлен 7 августа 1944 года. Аппарат весом в 4 с половиной тонны состоял из 765 тысяч электромеханических переключателей, реле и других деталей. «Марк 1» был сконструирован исключительно на идеях Аналитической машины, но представлял собой усовершенствованный арифмометр.

По-настоящему первым программируемым электронным компьютером стал ENIAC. Этот компьютер появился в 1946 году и предназначался для расчета баллистических траекторий, то есть для использования в военных и научных целях. Полное название этого аппарата, требовавшего огромной площади (85 кв.м.), весившего 28 тонн и потреблявшего 150 кВт электричества – Electronic Numerical Integrator And Computer (электронный цифровой интегратор и компьютер). Именно этого сказочного зверя в 30 метров длиной, содержащего в своем составе 18 000 электронных ламп, считают первым настоящим программируемым электронным компьютером в мире, ставшим подлинным предком всей вычислительной техники.

Правда, он умел только складывать и вычитать числа (за 3 секунды), умножать за 6 секунд и делить за 15 секунд, но это было только начало. Зато теперь вычислительная техника способна выполнять огромное количество разнообразнейших задач, сильно уменьшившись в размерах, при этом поместившись в кармане. Персональный компьютер сегодня есть в каждом доме. И используют его отнюдь не для военных нужд, но и просто для развлечений, связи и работы в сугубо мирных целях.

Вот такая история.

Сегодня мы уже не можем представить жизнь без компьютеров. Каждый шаг в современном мире связан с компьютерами: на работе, в государственных учреждениях и дома. Как и когда появился самый первый компьютер?

История началась ещё в далёких сороковых годах. Какой бы плохой ни была Вторая мировая война, но именно она дала мощный толчок для развития техники, и именно в те годы родились и реализовались первые идеи компьютеров (compute – вычислять, англ.).

Поначалу компьютеры занимали огромное пространство, потребляли много энергии и имели очень ограниченную функциональность. Мониторов ещё не было, а для отображения информации или обратной связи использовали ламповые панели.

Какими были первые прототипы компьютеров

Первая вычислительная машина, которая обладала всеми свойствами компьютера, была изобретена немецким учёным Конрадом Цузе в 1941 году. Называлась она Z3, и представляла собой двоичный вычислитель, работающий на основе телефонных реле с тактовой частотой 5.33 Гц. Этот компьютер также имел устройство хранения данных на телефонных реле, с 2200 ячейками памяти. Ранее у этого учёного были ещё экспериментальные модели Z1 и Z2, но именно Z3 считается более похожим на компьютер.

Z3 использовался немецким институтом аэродинамики для расчёта конструкций самолётов и управляемых ракет. Но, к сожалению, прототип компьютера в единственном экземпляре был уничтожен во время налёта в 1943 году (потом в 60 году была выполнена реконструкция). А ведь Z3 был намного меньше, чем более поздние американские модели. И, к тому же, он был двоичным, как современные компьютеры, а не десятичным.

Самый первый в мире программируемый компьютер был разработан и построен в 1941 году математиком из Гарварда Говардом Эйксоном совместно с инженерами компании IBM. Но Официальный запуск произошёл 7 августа 1944 года. Компьютер «Марк 1» был расположен в Гарвардском университете.

Компьютер обошёлся в 500 000 долларов. Он был собран из нержавеющей стали и стекла, был 2,5 метров в высоту и 17 в длину. Компьютер весил 4,5 тонны и занимал площадь в несколько десятков квадратных метров. Он работал на электромеханических реле и имел общее количество деталей около 765 000 штук.

Первый компьютер имел провода, общей протяжённостью почти 800 километров. Он мог оперировать 72 числами по 23 десятичных разряда. На каждую операцию вычитания или сложения компьютер затрачивал по 3 секунды, а на операции умножения и деления 6 и 15,3 секунд соответственно. Программирование и ввод данных производились посредством перфорированных карт.

«Марк 1» был самой первой автоматической вычислительной машиной, для завершения программы которой не требовалось вмешательства человека.

Намного более мощным, уже после Второй мировой, был американский компьютер «ENIAC».

Он весил 28 тонн и потреблял более 140 кВт энергии, а для его охлаждения использовались авиационные двигатели Chrysler.

А вот так появился первый компьютер в деревне 🙂

IBM PC стал точкой отсчета для современных персональных компьютеров в том виде, к какому мы все привыкли, но он вовсе не был первым в мире ПК. Кому же принадлежит первенство?

Вопрос этот до сих пор вызывает массу дебатов, однако чаще всего пальму первенства отдают микрокомпьютеру Altair-8800, выпущенному в 1975 году небольшой американской компании MITS из города Альбукерке, штат Нью-Мексико.

Что же представлял собой первый в мире микрокомпьютер? По сути, это был комплект типа "Сделай сам" - ящик для корпуса и набор деталей, включавших новейший по тем временам процессор 8080 фирмы Intel. Комплект распространялся по почте всего за 397 долларов. (Для сравнения: один только процессор Intel 8080 продавался за 360 долларов, правда, MITS покупала его у Intel по себестоимости - за 75 долларов.) Счастливым обладателям приходилось самостоятельно паять и тестировать собранные узлы, а если сборка завершалась успешно, то для работы с микрокомпьютером надо было еще освоить программирование - научиться писать программы на машинном языке, то есть с помощью нулей и единиц. К тому же Altair-8800 не предусматривал ни монитора, ни клавиатуры, ни дисководов или винчестеров. Все это стало непременной принадлежностью ПК гораздо позднее, а пока что для ввода программ в компьютер приходилось щелкать тумблерами на передней панели корпуса, а для считывания результатов следить за показаниями светодиодных индикаторов. Объем оперативной памяти составлял всего лишь 256 байт. Современным пользователям ПК, привыкшим кликать мышкой по красивым иконкам и панелям на экране, трудно представить себе радость обладания подобным устройством. Однако "Альтаир" был любим пользователями - ведь люди впервые получили действительно ПЕРСОНАЛЬНЫЙ компьютер!

Создатель Altair-8800 Эд Робертс надеялся продать 200 комплектов своего детища в течение одного года, однако уже к концу первого дня продаж число заявок превысило эту цифру. А через несколько месяцев фирма была буквально завалена заказами. Дела шли настолько хорошо, что Робертс не только быстро окупил первоначальную банковскую ссуду в 20 тысяч долларов, но и смог в 1977 году продать свою компанию за 6,5 миллиона долларов. "Альтаир" разошелся по всей Америке в десятках тысяч экземпляров.

Однако, как и в случае с любым другим серьезным изобретением, первенство "Альтаира" может быть оспорено. Ведь, например, далеко не все согласны с утверждениями, что автомобиль изобрел Карл Бенц, самолет - братья Райт, кинематограф - братья Люмьер, а радио - Александр Попов. То же самое и с персональным компьютером: здесь на звание первых претендуют еще по крайней мере две модели: Scelbi-8H и Mark 8, появившиеся в 1974 году. Оба эти компьютера строились на базе первого 8-разрядного микропроцессора Intel 8008 и, подобно "Альтаиру", представляли собой просто наборы деталей для самостоятельной сборки. Однако Scelbi-8H и Mark 8 так и остались во многом экспериментальными моделями, не нашедшими коммерческого применения. Настоящий коммерческий успех и широкое распространение получил именно Altair-8080 фирмы MITS - видимо, поэтому его и считают первым персональным компьютером.

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

Сергей Алексеевич Лебедев - основоположник вычислительной техники в СССР

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

Первый компьютер СССР

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

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

Параметры МЭСМ:

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

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

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

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

ЭВМ серии «М»

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

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

«Малютка» ЭВМ М-2

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

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

«Стрела»

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

ЭВМ «Стрела»

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

БЭСМ

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

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

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

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

Большая электронная счетная машина (БЭСМ)

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

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

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

«Киев»

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

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

Виктор Михайлович Глушков

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

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

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

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

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

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

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

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

«Сетунь»

«Днепр»

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

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

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

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

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

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

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

«Днепр» отвечал следующим техническим характеристикам:

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

«Промінь» и ЭВМ серии «МИР»

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

Украинский компьютер «Промінь» («Луч»)

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

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

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

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

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

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

Технические параметры МИР:

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

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

Супермашины серии «Эльбрус»

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

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

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

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

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

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

В 1970 году началось плановое строительство комплекса.

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

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

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

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

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

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

Вместо заключения

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

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

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

4.7 (93.53%) 337 votes

Сидел я как-то за компьютером, работал себе спокойно, и тут, вдруг, меня посетила мысль, а с чего все началось и каким был самый первый компьютер в мире? Конечно же я решил найти ответ на этот вопрос, уж сильно он меня зацепил. И ответ был найден! Естественно, он и стал темой следующего поста в блоге обо всем самом интересном в мире, что не оставляет равнодушным. Как всегда с определением первенства оказалось все не просто, но к этому уже можно привыкнуть…

Самый первый компьютер в мире был создан и построен в США математиком из Гарвардского университета Говардом Эйксном еще в 1941 году. Вместе с четырьмя специалистами из компании IBM, которая и заказала ему его, они создали компьютер на базе идей Чарльза Бэббиджа. После всех испытаний, состоялся его запуск седьмого августа 1944. Он получил название от своих создателей «Марк 1», и его поставили работать в Гарварде.

Тогда этот компьютер стоил пятьсот тысяч долларов, баснословная по тем временам сумма. Его собрали в специальный корпус, который был сделан из стекла и стали, не поддающейся коррозии. Сам корпус в длину был не менее семнадцати метров, высота была более 2.5 м. Его масса была около 5-ти тонн и занимал он пространство объемом в несколько десятков кубических метров.
«Марк 1» состоял из множества переключателей и прочих механизмов, общая численность которых составляла 765 тысяч.
Его провода составляли общую длину около восьмисот километров!

Возможности самого первого компьютера в мире сейчас нам кажутся смешными, но на тот момент мощнее не было ни одного вычислительного устройств на планете.

Машина могла:

• оперировать семьюдесятью двумя числами, которые в свою очередь состояли из двадцати трех десятичных разрядов
• компьютер мог вычитать, складывать и на каждую из операций у него уходило по три секунды.
• кроме этого, он также умножал и делил, тратя на эти операции по шесть и пятнадцать секунд.

Для ввода информации в этот аппарат, который по сути был всего лишь более быстрым арифмометром применяли специальную перфорированная ленту из бумаги. Это был первый ЭВМ, которому не нужно было вмешательство людей для своих вычислительных процессов.

Еще в 1942 разработка Джона Маучли послужила толчком к созданию первого компьютера, но в тот момент на него мало кто обратил внимание. После того, как к нему присмотрелись военные инженеры американской армии в 1943 были предприняты попытки создать аппарат, получивший тогда имя «ENIAC». Финансами занимались военные и она выделили около пятисот тысяч долларов на этот проект, так как они хотели конструировать новые типы вооружений.
«ENIAC» потреблял столько энергии, что во время его работы, рядом расположенный город все время испытывал нехватку электричества и люди сидели без света иногда по несколько часов.

Технические характеристики Eniac

Посмотрите на некоторые очень интересные характеристики самого первого компьютера в мире, по второй версии. Впечатляет не правда ли?

• Вес у него был 27 т.
• В нем было 18000 ламп и прочих деталей.
• Память была 4 КБ.
• Занимал площадь 135 кв. м. и весь был опутан множеством проводов.

Программировали его вручную, и операторы просто меняли сотни переключателей, и нужно было каждый раз его выключать и включать из-за того, что на нем не было жесткого диска. Клавиатуры не было и монитора тоже. Стоял ряд десятков шкафов с лампами, машина часто выходила из строя, так как часто перегревалась. Потом он использовался еще для проектирования водородного атомного оружия. Проработала эта машина больше десяти лет, и в 1950 году, когда создали транзистор, компьютеры стали уже меньше в размерах.

Где и когда продали самый первый ПК?

За два десятка лет в концепции компьютеров мало что изменилось. Благодаря тому, что был внедрен микропроцессор, само создание компьютера пошло более быстрыми темпами. Еще в 1974 IBM хотела выпустить на рынок первый компьютер, однако продаж почти не было. IBM5100 использовал кассеты, где хранилась информация, и стоил он по тем временам очень дорого – десять тысяч долларов. Поэтому мало кто мог себе позволить тогда купить такой аппарат.
Он мог сам исполнять программы, которые были написаны на языках BASIC и APL, созданные в недрах IBM. Монитор мог отображать шестнадцать линий по шестьдесят четыре знака, память его была шестьдесят четыре КБ. Сами кассеты были очень походи на обычные аудио кассеты. Продаж почти не было из-за высокой цены и из-за непродуманного интерфейса. Но все -таки нашлись люди, которые его приобрели и которые начали новую эру в истории мировых рынков — торговлю компьютерами

Вы думали, какие они будут через десять лет?

Не так давно IBM показала прессе суперкомпьютер «Roadrunner» с 1 квадриллионом операций. Его собрали для Министерства энергетики США. Он включает в себя 6480 двухъядерных процессоров, и 12 960 процессоров Cell 8i. Он состоит из 278 шкафов, 88 километров кабеля. Весит 226 т. Расположен на площади 1100 м², стоит такой 133 000 000 долларов.

Как видите, шкафы для суперкомпьютеров все также в моде, все дело в дизайне…

Смотрите про самый первый компьютер в мире в видеоформате:

Вот такая получилась компьютерная история. А интересно было или нет — пишите в комментариях!