Подборка статей о русском компьютеростроении

Целью составления этой подборки является напоминание читателю о том, что Россия до последнего времени не уступала Западу в создании вычислительной техники. Лишь предательство власти погубило вместе с государством и высокотехнологичную промышленность страны.

Предлагаем Вашему вниманию следующие статьи и отрывки статей:

  • Советские компьютеры: преданные и забытые (авторы - Владимир Сосновский и Антон Орлов) - весьма подробный разбор истории нашего компьютеростроения, причин его гибели, перспектив возрождения и другое;
  • Вырезка из статьи "Воображариум науки" (автор - Максон (отсюда)) - описание некоторых из лучших отечественных ЭВМ в сравнении с зарубежными;
  • Силиконовая долина и Зеленоград (автор - Сергей Брезкун (Кремлёв)) - заметка о значении и нынешнем состоянии одного из важнейших научных центров СССР, расположенного в г. Зеленограде;
  • Куда исчезла советская компьютерная отрасль? (автор - Юрий Ревич) - краткое описание эволюции отечественного компьютеростроения за последние десятилетия.
  • Миф о сталинских преследованиях кибернетики (автор - А.Трубицын) - рассказ о роли Сталина в становлении новой отрасли науки и техники.
  • Советские компьютеры. Преданные и забытые (автор - не установлен, взято отсюда) - ещё одна заметка о трагической судьбе русских ЭВМ.
  • Блеск и нищета отечественных электронно-вычислительных машин (автор - Юрий Попов) - рассмотрение вкратце истории появления советского компьютеростроения и текущего состояния того, что от него осталось.
  • Первая и единственная троичная ЭВМ (автор - Наталия Дубова) - статья об уникальной электронной вычислительной машине Сетунь, использовавшей троичную систему счисления для представления информации. Весьма интересный проект, в котором рассматриваются преимущества и недостатки троичной логики и троичной системы счисления в компьютеростроении.
  • Система управления орбитального корабля «Буран» (автор - не установлен, взято с сайта buran.ru) - описание системы управления орбитального корабля Буран - самого грандиозного проекта отечественной космической промышленности, являющегося венцом научно-технического прогресса всего человечества. В нашем контексте особенно примечательно то, что для него был создан бортовой компьютер, позволявший осуществлять автоматические (в беспилотном режиме) полёты.

    Разумеется, что это лишь малая часть того материала, который можно привести для оправдания положения о том, что русская высокотехнологичная промышленность не уступала иностранной и в области вычислительной техники. Возможно, это и не самые лучшие статьи, которые можно привести по теме. Сюда включены лишь те из них, которые попадаются подруку при первом обзоре Интернета. Поэтому заинтересованным читателям предлагаем ознакомиться с вопросом более подробно посредством посещения библиотек, использования Интернет-поисковиков и т.д.

    Также рекомендуем к ознакомлению материалы представленных ниже сайтов (некоторые из них уже упомянуты в приведённых статьях):

  • по советским компьютерам: http://www.computer-museum.ru/histussr/0.htm;
  • а также тут: http://uic.bashedu.ru/konkurs/tarhov/russian/index_r.htm;
  • и тут: http://schools.keldysh.ru/sch444/museum/1_17_4.htm;
  • по советским калькуляторам и арифмометрам (тоже важно, ведь калькулятор - своеобразная разновидность компьютера): http://www.leningrad.su/museum/main.php?lang=1;
  • статья о советских калькуляторах: http://www.enlight.ru/ib/also/calcs/calcs1.htm.

  • Мультфильм «Кошечка» - первая отечественная компьютерная анимация. Замечательный пример творчества русских программистов, своеобразный символ свободы программистских идей и творческого подхода в процессе их выработки.
    Советские компьютеры: преданные и забытые
    Владимир Сосновский, Антон Орлов (10.12.02)

    Советские компьютеры... Для большинства читателей это словосочетание наверняка звучит довольно странно, - на протяжении последнего десятка лет найти хотя бы какое-нибудь "железо" российского производства было неразрешимой задачей. Но такая ситуация сложилась именно в последнее десятилетие, - в предыдущие годы компьютеростроение в нашей стране развивалось, и довольно успешно.

    Однако в истории советских компьютеров случались и вершины успеха, и пропасть предательства. Да-да - и предательства, приведшего к очень серьезным последствиям.

    Обо всем этом и пойдет дальше рассказ.

    Сколько критических стрел было выпущено за последние годы по поводу состояния нашей вычислительной техники! И что была она безнадежно отсталой (при этом обязательно ввернут про "органические пороки социализма и плановой экономики"), и что сейчас развивать ее бессмысленно, потому что "мы отстали навсегда". И почти в каждом случае рассуждения будут сопровождаться выводом, что "западная техника всегда была лучше", что "русские компьютеры делать не умеют"...

    Обычно, критикуя советские компьютеры, акцентируется внимание на их ненадежности, трудности в эксплуатации, малых возможностях. Да, многие программисты "со стажем" наверняка помнят те "зависающие" без конца "Е-Эс-ки" 70-80-х годов, могут рассказать о том, как выглядели "Искры", "Агаты", "Роботроны", "Электроники" на фоне только начавших появляться в Союзе IBM PC (даже и не последних моделей) в конце 80-х - начале 90-х, упомянув о том, что такое сравнение оканчивается отнюдь не в пользу отечественных компьютеров. И это так - указанные модели действительно уступали западным аналогам по своим характеристикам.

    Но стоит заметить, что эти перечисленные марки компьютеров отнюдь не являлись лучшими отечественными разработками, - несмотря на то, что были наиболее распространенными. И на самом деле советская электроника не только развивалась на мировом уровне, но и иной раз опережала аналогичную западную отрасль промышленности!

    Но почему же тогда сейчас мы используем исключительно иностранное "железо", а в советское время даже с трудом "добытый" отечественный компьютер казался грудой металла по сравнению с западным аналогом? Не является ли утверждение о превосходстве советской электроники голословным?

    Нет, не является! Почему? Ответ - в этой статье.

    Слава наших отцов

    Официальной "датой рождения" советской вычислительной техники следует считать, видимо, конец 1948 года. Именно тогда в секретной лаборатории в местечке Феофания под Киевом под руководством Сергея Александровича Лебедева (в то время - директора Института электротехники АН Украины и по совместительству руководителя лаборатории Института точной механики и вычислительной техники АН СССР) начались работы по созданию Малой Электронной Счетной Машины (МЭСМ). Лебедевым были выдвинуты, обоснованы и реализованы (независимо от Джона фон Неймана) принципы ЭВМ с хранимой в памяти программой.

    В своей первой машине Лебедев реализовал основополагающие принципы построения компьютеров, такие как:

    · наличие арифметических устройств, памяти, устройств ввода/вывода и управления;

    · кодирование и хранение программы в памяти, подобно числам;

    · двоичная система счисления для кодирования чисел и команд;

    · автоматическое выполнение вычислений на основе хранимой программы;

    · наличие как арифметических, так и логических операций;

    · иерархический принцип построения памяти;

    · использование численных методов для реализации вычислений.

    Проектирование, монтаж и отладка МЭСМ были выполнены в рекордно короткие сроки (примерно 2 года) и проведены силами всего 17 человек (12 научных сотрудников и 5 техников). Пробный пуск машины МЭСМ состоялся 6 ноября 1950 года, а регулярная эксплуатация - 25 декабря 1951 года.

    В 1953 году коллективом, возглавляемым С.А.Лебедевым, была создана первая большая ЭВМ - БЭСМ-1 (от Большая Электронная Счетная Машина), выпущенная в одном экземпляре. Она создавалась уже в Москве, в Институте точной механики (сокращенно - ИТМ) и Вычислительном центре АН СССР, директором которого и стал С.А.Лебедев, а собрана была на Московском заводе счетно-аналитических машин (сокращенно - САМ). После комплектации оперативной памяти БЭСМ-1 усовершенствованной элементной базой ее быстродействие достигло 10000 операций в секунду - на уровне лучших в США и лучшее в Европе. В 1958 году после еще одной модернизации оперативной памяти БЭСМ, уже получившая название БЭСМ-2, была подготовлена к серийному производству на одном из заводов Союза, которое и было осуществлено в количестве нескольких десятков.

    Параллельно шла работа в подмосковном Специальном конструкторском бюро № 245, которым руководил М.А.Лесечко, основанном также в декабре 1948 года приказом И.В.Сталина. В 1950-1953 гг. коллектив этого конструкторского бюро, но уже под руководством Базилевского Ю.Я. разработал цифровую вычислительную машину общего назначения "Стрела" с быстродействием в 2 тысячи операций в секунду. Эта машина выпускалась до 1956 года, а всего было сделано 7 экземпляров. Таким образом, "Стрела" была первой промышленной ЭВМ, - МЭСМ, БЭСМ существовали в то время всего в одном экземпляре.

    Вообще, конец 1948 года был крайне продуктивным временем для создателей первых советских компьютеров. Несмотря на то, что обе упомянутые выше ЭВМ были одними из лучших в мире, опять-таки параллельно с ними развивалась еще одна ветвь советского компьютеростроения - М-1, "Автоматическая цифровая вычислительная машина", которой руководил И.С.Брук. М-1 была запущена в декабре 1951 года - одновременно с МЭСМ и почти два года была единственной в Российской Федерации действующей ЭВМ (МЭСМ территориально располагалась на Украине, под Киевом). Однако быстродействие М-1 оказалось крайне низким - всего 20 операций в секунду, что, впрочем, не помешало решать на ней задачи ядерных исследований в институте И. В. Курчатова. Вместе с тем М-1 занимала довольно мало места - всего 9 квадратных метров (сравните со 100 кв.м. у БЭСМ-1) и потребляла значительно меньше энергии, чем детище Лебедева. М-1 стала родоначальником целого класса "малых ЭВМ", сторонником которых был ее создатель И.С.Брук. Такие машины, по мысли Брука, должны были предназначаться для небольших конструкторских бюро и научных организаций, не имеющих средств и помещений для приобретения машин типа БЭСМ.

    В скором времени М-1 была серьезно усовершенствована, и ее быстродействие достигло уровня "Стрелы" - 2 тысячи операций в секунду, в то же время размеры и энергопотребление выросли незначительно. Новая машина получила закономерное название М-2 и введена в эксплуатацию в 1953 году. По соотношению стоимости, размеров и производительности М-2 стала наилучшим компьютером Союза. Именно М-2 победила в первом международном шахматном турнире между компьютерами.

    В результате в 1953 году серьезные вычислительные задачи для нужд обороны страны, науки и народного хозяйства можно было решать на трех типах вычислительных машин - БЭСМ, "Стрела" и М-2. Все эти ЭВМ - это вычислительная техника первого поколения. Элементная база - электронные лампы - определяла их большие габариты, значительное энергопотребление, низкую надежность и, как следствие, небольшие объемы производства и узкий круг пользователей, главным образом, из мира науки. В таких машинах практически не было средств совмещения операций выполняемой программы и распараллеливания работы различных устройств; команды выполнялись одна за другой, АЛУ ("арифметико-логическое устройство", блок, непосредственно выполняющий преобразования данных) простаивало в процессе обмена данными с внешними устройствами, набор которых был очень ограниченным. Объем оперативной памяти БЭСМ-2, например, составлял 2048 39-разрядных слов, в качестве внешней памяти использовались магнитные барабаны и накопители на магнитной ленте.

    На Западе дело в то время обстояло не слишком лучше. Вот пример из воспоминаний академика Н.Н.Моисеева, ознакомившегося с опытом своих коллег из США: "Я увидел, что в технике мы практически не проигрываем: те же самые ламповые вычислительные монстры, те же бесконечные сбои, те же маги-инженеры в белых халатах, которые исправляют поломки, и мудрые математики, которые пытаются выйти из трудных положений." Напомним, что в 1953 г. в США был выпущен компьютер IBM 701 с быстродействием до 15 тысяч операций в секунду, построенный на электронно-вакуумных лампах, бывший наиболее производительным в мире.

    Более производительной была следующая разработка Лебедева - ЭВМ М-20, серийный выпуск которой начался в 1959 году. Число 20 в названии означает быстродействие - 20 тысяч операций в секунду, объем оперативной памяти в два раза превышал ОП БЭСМ, предусматривалось также некоторое совмещение выполняемых команд. В то время это была одна из наиболее мощных и надежных машин в мире, и на ней решалось немало важнейших теоретических и прикладных задач науки и техники того времени. В машине М20 были реализованы возможности написания программ в мнемокодах. Это значительно расширило круг специалистов, которые смогли воспользоваться преимуществами вычислительной техники. По иронии судьбы компьютеров М-20 было выпущено ровно 20 штук.

    ЭВМ первого поколения выпускались в СССР довольно долго. Даже в 1964 году в Пензе еще продолжала производиться ЭВМ "Урал-4", служившая для экономических расчетов.

    Победной поступью

    В 1948 году в США был изобретен полупроводниковый транзистор, который стал использоваться в качестве элементной базы ЭВМ. Это позволило разработать ЭВМ с существенно меньших габаритов, энергопотребления, при существенно более высокой (по сравнению с ламповыми компьютерами) надежности и производительности. Чрезвычайно актуальной стала задача автоматизации программирования, так как разрыв между временем на разработку программ и временем собственно расчета увеличивался.

    Второй этап развития вычислительной техники конца 50-х - начала 60-х годов характеризуется созданием развитых языков программирования (Алгол, Фортран, Кобол) и освоением процесса автоматизации управления потоком задач с помощью самой ЭВМ, то есть разработкой операционных систем. Первые ОС автоматизировали работу пользователя по выполнению задания, а затем были созданы средства ввода нескольких заданий сразу (пакета заданий) и распределения между ними вычислительных ресурсов. Появился мультипрограммный режим обработки данных. Наиболее характерные черты этих ЭВМ, обычно называемых "ЭВМ второго поколения":

    · совмещение операций ввода/вывода с вычислениями в центральном процессоре;

    · увеличение объема оперативной и внешней памяти;

    · использование алфавитно-цифровых устройств для ввода/вывода данных;

    · "закрытый" режим для пользователей: программист уже не допускался в машинный зал, а сдавал программу на алгоритмическом языке (языке высокого уровня) оператору для ее дальнейшего пропуска на машине.

    В конце 50-х годов в СССР было также налажено серийное производство транзисторов. Это позволило приступить к созданию ЭВМ второго поколения с большей производительностью, но меньшими занимаемой площадью и энергопотреблением. Развитие вычислительной техники в Союзе пошло едва ли не "взрывными" темпами: в короткий срок число различных моделей ЭВМ, пущенных в разработку, стало исчисляться десятками: это и М-220 - наследница лебедевской М-20, и "Минск-2" с последующими версиями, и ереванская "Наири", и множество ЭВМ военного назначения - М-40 с быстродействием 40 тысяч операций в секунду и М-50 (еще имевшие в себе ламповые компоненты). Именно благодаря последним в 1961 году удалось создать полностью работоспособную систему противоракетной обороны (во время испытаний неоднократно удалось сбить реальные баллистические ракеты прямым попаданием в боеголовку обьемом в половину кубического метра). Но в первую очередь хотелось бы упомянуть серию "БЭСМ", разрабатываемую коллективом разработчиков ИТМ и ВТ АН СССР под общим руководством С.А.Лебедева, вершиной труда которых стала ЭВМ БЭСМ-6 созданная в 1967 году. Это была первая советская ЭВМ, достигшая быстродействия в 1 миллион операций в секунду (показатель, превзойденный отечественными ЭВМ последующих выпусков только в начале 80-х годов при значительно более низкой, чем у БЭСМ-6, надежности в эксплуатации).

    Кроме высокого быстродействия (лучший показатель в Европе и один из лучших в мире), структурная организация БЭСМ-6 отличалась целым рядом особенностей, революционных для своего времени и предвосхитивших архитектурные особенности ЭВМ следующего поколения (элементную базу которых составляли интегральные схемы). Так, впервые в отечественной практике и полностью независимо от зарубежных ЭВМ был широко использован принцип совмещения выполнения команд (до 14 машинных команд могли одновременно находиться в процессоре на разных стадиях выполнения). Этот принцип, названный главным конструктором БЭСМ-6 академиком С.А.Лебедевым принципом "водопровода", стал впоследствии широко использоваться для повышения производительности универсальных ЭВМ, получив в современной терминологии название "конвейера команд".

    БЭСМ-6 выпускалась серийно на московском заводе САМ с 1968 по 1987 год (всего было выпущено 355 машин) - своего рода рекорд! Последняя БЭСМ-6 была демонтирована уже в наши дни - в 1995 году на московском вертолетном заводе Миля. БЭСМ-6 были оснащены крупнейшие академические (например, Вычислительный Центр АН СССР, Обьединенный Институт Ядерных Исследований) и отраслевые (Центральный Институт Авиационного Машиностроения - ЦИАМ) научно-исследовательские институты, заводы и конструкторские бюро.

    Интересна в этой связи статья куратора Музея вычислительной техники в Великобритании Дорона Свейда о том, как он покупал в Новосибирске одну из последних работающих БЭСМ-6. Заголовок статьи говорит сам за себя: "Российская серия суперкомпьютеров БЭСМ, разрабатывавшаяся более чем 40 лет тому назад, может свидетельствовать о лжи Соединенных Штатов, объявлявших технологическое превосходство в течение лет холодной войны". Полный ее текст (на ангийском языке) доступен по адресу http://www.inc.com/incmagazine/ archives/16960811.html

    В 1966 году над Москвой была развернута система противоракетной обороны на базе созданной группами С.А.Лебедева и его коллеги В.С.Бурцева ЭВМ 5Э92б с производительностью 500 тысяч операций в секунду, просуществовавшая до настоящего времени (в 2002 году должна быть демонтирована в связи с сокращением РВСН). Была также создана материальная база для развертывания ПРО над всей территорией Советского Союза, однако впоследствии согласно условиям договора ПРО-1 работы в этом направлении были свернуты.

    Группа В.С.Бурцева приняла активное участие в разработке легендарного противосамолетного зенитного комплекса С-300, создав в 1968 году для нее ЭВМ 5Э26, отличавшуюся малыми размерами (2 кубических метра) и тщательнейшим аппаратным контролем, отслеживавшим любую неверную информацию. Производительность ЭВМ 5Э26 была равна аналогичной у БЭСМ-6 - 1 миллион операций в секунду.

    Информация для специалистов

    Работа модулей оперативной памяти, устройства управления и арифметико-логического устройства в БЭСМ-6 осуществлялась параллельно и асинхронно, благодаря наличию буферных устройств промежуточного хранения команд и данных. Для ускорения конвейерного выполнения команд в устройстве управления были предусмотрены отдельная регистровая память хранения индексов, отдельный модуль адресной арифметики, обеспечивающий быструю модификацию адресов с помощью индекс-регистров, включая режим стекового обращения.

    Ассоциативная память на быстрых регистрах (типа cache) позволяла автоматически сохранять в ней наиболее часто используемые операнды и тем самым сократить число обращений к оперативной памяти. "Расслоение" оперативной памяти обеспечивало возможность одновременного обращения к разным ее модулям из разных устройств машины. Механизмы прерывания, защиты памяти, преобразования виртуальных адресов в физические и привилегированный режим работы для ОС позволили использовать БЭСМ-6 в мультипрограммном режиме и режиме разделения времени. В арифметико-логическом устройстве были реализованы ускоренные алгоритмы умножения и деления (умножение на четыре цифры множителя, вычисление четырех цифр частного за один такт синхронизации), а также сумматор без цепей сквозного переноса, представляющий результат операции в виде двухрядного кода (поразрядных сумм и переносов) и оперирующий с входным трехрядным кодом (новый операнд и двухрядный результат предыдущей операции).

    ЭВМ БЭСМ-6 имела оперативную память на ферритовых сердечниках - 32 Кб 50-разрядных слов, объем оперативной памяти увеличивался при последующих модификациях до 128 Кб.

    Обмен данными с внешней памятью на магнитных барабанах (в дальнейшем и на магнитных дисках) и магнитных лентах осуществлялся параллельно по семи высокоскоростным каналам (прообраз будущих селекторных каналов). Работа с остальными периферийными устройствами (поэлементный ввод/вывод данных) осуществлялась программами-драйверами операционной системы при возникновении соответствующих прерываний от устройств.

    Технико-эксплуатационные характеристики:

    · Среднее быстродействие - до 1 млн. одноадресных команд/с

    · Длина слова - 48 двоичных разрядов и два контрольных разряда (четность всего слова должна была быть "нечет". Таким образом, можно было отличать команды от данных - у одних четность полуслов была "чет-нечет", а у других - "нечет-чет". Переход на данные или затирание кода ловилось элементарно, как только происходила попытка выполнить слово с данными)

    · Представление чисел - с плавающей запятой

    · Рабочая частота - 10 МГц

    · Занимаемая площадь - 150-200 кв. м

    · Потребляемая мощность от сети 220 В/50Гц - 30 КВт (без системы воздушного охлаждения)

    БЭСМ-6 имела оригинальную систему элементов с парафазной синхронизацией. Высокая тактовая частота элементов потребовала от разработчиков новых оригинальных конструктивных решений для сокращения длин соединений элементов и уменьшения паразитных емкостей.

    Использование этих элементов в сочетании с оригинальными структурными решениями позволило обеспечить уровень производительности до 1 млн. операций в секудну при работе в 48-разрядном режиме с плавающей запятой, что является рекордным по отношению к сравнительно небольшому количеству полупроводниковых элементов и их быстродействию (около 60 тыс. транзисторов и 180 тыс. диодов и частоте 10 МГц ).

    Архитектура БЭСМ-6 характеризуется оптимальным набором арифметических и логических операций, быстрой модификацией адресов с помощью индекс-регистров (включая режим стекового обращения), механизмом расширения кода операций (экстракоды).

    При создании БЭСМ-6 были заложены основные принципы системы автоматизации проектирования ЭВМ (САПР). Компактная запись схем машины формулами булевой алгебры явилась основой ее эксплуатационной и наладочной документации. Документация для монтажа выдавалась на завод в виде таблиц, полученных на инструментальной ЭВМ.

    Создателями БЭСМ-6 были В.А.Мельников, Л.Н.Королев, В.С.Петров, Л.А.Теплицкий - руководители; А.А.Соколов, В.Н.Лаут, М.В.Тяпкин, В.Л.Ли, Л.А.Зак, В.И.Смирнов, А.С.Федоров, О.К.Щербаков, А.В.Аваев, В.Я.Алексеев, О.А.Большаков, В.Ф.Жиров, В.А.Жуковский, Ю.И.Митропольский, Ю.Н.Знаменский, В.С.Чехлов, общее руководство осуществлял С.А.Лебедев.

    Предательство

    Вероятно, самым звездным периодом в истории советской вычислительной техники была середина шестидесятых годов. В СССР тогда действовало множество творческих коллективов. Институты С.А.Лебедева, И.С.Брука, В.М.Глушкова - только крупнейшие из них. Иногда они конкурировали, иногда дополняли друг друга. Одновременно выпускалось множество различных типов машин, чаще всего несовместимых друг с другом (разве что за исключением машин, разработанных в одном и том же институте), самого разнообразного назначения. Все они были спроектированы и сделаны на мировом уровне и не уступали своим западным конкурентам.

    Многообразие выпускавшихся ЭВМ и их несовместимость друг с другом на программном и аппаратном уровнях не удовлетворяло их создателей. Необходимо было навести мало-мальский порядок во всем множестве производимых компьютеров, например, взяв какой-либо из них за некий стандарт. Но...

    В конце 60-х руководством страны было принято решение, имевшее, как показал ход дальнейших событий, катастрофические последствия: о замене всех разнокалиберных отечественных разработок среднего класса (их насчитывалось с полдесятка - "Мински", "Уралы", разные варианты архитектуры М-20 и пр.) - на Единое Семейство ЭВМ на базе архитектуры IBM 360, - американского аналога. На уровне Минприбора не так громко было принято аналогичное решение в отношении мини-ЭВМ. Потом, во второй половине 70-х годов, в качестве генеральной линии для мини- и микро-ЭВМ была утверждена архитектура PDP-11 также иностранной фирмы DEC. В результате производители отечественных ЭВМ были принуждены копировать устаревшие образцы IBM-вской вычислительной техники. Это было начало конца.

    Вот оценка члена-корреспондента РАН Бориса Арташесовича Бабаяна (полный текст статьи доступен с адреса http://www.znanie-sila.ru/online/issue_741.htm):

    "Потом наступил второй период, когда был организован ВНИИЦЭВТ. Я считаю, что это критический этап развития отечественной вычислительной техники. Были расформированы все творческие коллективы, закрыты конкурентные разработки и принято решение всех загнать в одно "стойло". Отныне все должны были копировать американскую технику, причем отнюдь не самую совершенную. Гигантский коллектив ВНИИЦЭВТ копировал IBM, а коллектив ИНЭУМ - DEC."

    Никоим образом не стоит думать, что коллективы разработчиков ЕС ЭВМ выполняли свою работу плохо. Напротив, создавая вполне работоспособные компьютеры (хоть и не очень надежные и мощные), подобные западным аналогам, они справились с этой задачей блестяще, - учитывая то, что производственная база в СССР отставала от западной. Ошибочной была именно ориентация всей отрасли на "подражание Западу", а не на развитие оригинальных технологий.

    К сожалению, сейчас неизвестно, кто конкретно в руководстве страны принял преступное решение о сворачивании оригинальных отечественных разработок и развитии электроники в направлении копирования западных аналогов. Возможно, им был либо недостаточно умный человек, не способный компетентно оценить ситуацию в своей отрасли, либо лоббист западных корпораций или правительств, умело внедренный в правительство СССР. Обьективных причин для такого решения не было никаких.

    Так или иначе, но с начала 70-х годов разработка малых и средних средств вычислительной техники в СССР начала деградировать. Вместо дальнейшего развития проработанных и испытанных концепций компьютеростроения огромные силы институтов вычислительной техники страны стали заниматься "тупым", да к тому же еще и полузаконным копированием западных компьютеров. Впрочем, законным оно быть не могло - шла "холодная война", и экспорт современных технологий "компьютеростроения" в СССР в большинстве западных стран был попросту законодательно запрещен.

    Вот еще одно свидетельство Б.А.Бабаяна :

    "Расчет был на то, что можно будет наворовать много матобеспечения - и наступит расцвет вычислительной техники. Этого, конечно, не произошло. Потому что после того, как все были согнаны в одно место, творчество кончилось. Образно говоря, мозги начали сохнуть от совершенно нетворческой работы. Нужно было просто угадать, как сделаны западные, в действительности устаревшие, вычислительные машины. Передовой уровень известен не был, передовыми разработками не занимались, была надежда на то, что хлынет матобеспечение… Вскоре стало ясно, что матобеспечение не хлынуло, уворованные куски не подходили друг к другу, программы не работали. Все приходилось переписывать, а то, что доставали, было древнее, плохо работало. Это был оглушительный провал. Машины, которые делались в этот период, были хуже, чем машины, разрабатывавшиеся до организации ВНИИЦЭВТа..."

    Cамое главное - путь копирования заокеанских решений оказался гораздо сложнее, чем это предполагалось ранее. Для совместимости архитектур требовалась совместимость на уровне элементной базы, а ее-то у нас и не было. В те времена отечественная электронная промышленность также вынужденно встала на путь клонирования американских компонентов, - для обеспечения возможности создания аналогов западных ЭВМ. Но это было очень непросто.

    Можно было достать и скопировать топологию микросхем, узнать все параметры электронных схем. Однако это не давало ответа на главный вопрос - как их сделать. По сведениям одного из экспертов российского МЭП, работавшего в свое время генеральным директором крупного НПО, преимущество американцев всегда заключалось в огромных инвестициях в электронное машиностроение. В США были и остаются совершенно секретными не столько технологические линии производства электронных компонентов, сколько оборудование по созданию этих самых линий. Результатом такой ситуации стало то, что созданные в начале 70-х годов советские микросхемы - аналоги западных были похожи на американо-японские в функциональном плане, но не дотягивали до них по техническим параметрам. Поэтому платы, собранные по американским топологиям, но с нашими компонентами, оказывались неработоспособными. Приходилось разрабатывать собственные схемные решения.

    В цитированной выше статье Свейда делается вывод: "БЭСМ-6 была, по общему мнению, последним оригинальным русским компьютером, что был спроектирован наравне со своим западным аналогом". Это не совсем верно: после БЭСМ-6 была серия "Эльбрус": первая из машин этой серии "Эльбрус-Б" была микроэлектронной копией БЭСМ-6, предоставляла возможность работать в системе команд БЭСМ-6 и использовать программное обеспечение, написанное для нее. Однако общий смысл вывода верен: из-за приказа некомпетентных или сознательно вредящих деятелей правящей верхушки Советского Союза того времени советской вычислительной технике был закрыт путь на вершину мирового Олимпа. Которой она вполне могла достичь - научный, творческий и материальный потенциал вполне позволяли это сделать.

    Вот, к примеру, немного из личных впечатлений одного из авторов статьи:

    "В период моей работы в ЦИАМ (1983 - 1986 гг.) уже происходил переход смежников - заводов и КБ авиапрома - на ЕС-овскую технику. В связи с этим руководство института начало заставлять руководителей подразделений переходить на только что установленную в институте ЕС-1060 - клон западного IBM PC. Разработчики устроили саботаж этого решения, пассивный, а кое-кто и активный, предпочитая использовать старую добрую БЭСМ-6 пятнадцатилетней давности. Дело в том, что работать на ЕС-1060 в дневное время было практически невозможно - постоянные "зависы", скорость прохождения заданий крайне медленная; в то же время любое зависание БЭСМ-6 рассматривалось как ЧП, настолько они были редки."

    Однако отнюдь не все оригинальные отечественные разработки были свернуты. Как уже говорилось, коллектив В.С.Бурцева продолжал работу над серией ЭВМ "Эльбрус", и в 1980 году ЭВМ "Эльбрус-1" с быстродействием до 15 миллионов операций в секунду был запущен в серийное производство. Симметричная многопроцессорная архитектура с общей памятью, реализация защищенного программирования с аппаратными типами данных, суперскалярность процессорной обработки, единая операционная система для многопроцессорных комплексов - все эти возможности, реализованные в серии "Эльбрус", появились раньше, чем на Западе. В 1985 году следующая модель этой серии, "Эльбрус-2", выполнял уже 125 миллионов операций в секунду. "Эльбрусы" работали в целом ряде важных систем, связанных с обработкой радиолокационной информации, на них считали в номерных Арзамасе и Челябинске, а многие компьютеры этой модели до сих пор обеспечивают функционирование систем противоракетной обороны и космических войск.

    Весьма интересной особенностью "Эльбрусов" являлся тот факт, что системное программное обеспечение для них создавалось на языке высокого уровня - Эль-76, а не традиционном ассемблере. Перед исполнением код на языке Эль-76 переводился в машинные команды с помощью аппаратного, а не программного обеспечения.

    С 1990 года выпускался также "Эльбрус 3-1", отличавшийся модульностью конструкции и предназначавшийся для решения больших научных и экономических задач, в том числе моделирования физических процессов. Его быстродействие достигло 500 миллионов операций в секунду (на некоторых командах). Всего было произведено 4 экземпляра этой машины.

    С 1975 года группой И.В.Прангишвили и В.В.Резанова в научно-производственном обьединении "Импульс" начал разрабатываться вычислительный комплекс ПС-2000 с быстродействием в 200 миллионов операций в секунду, пущенный в производство в 1980 году и применявшийся в основном для обработки геофизических данных, - поиска новых месторождений полезных ископаемых. В этом комплексе максимально использовались возможности параллельного исполнения команд программы, что достигалось хитроумно спроектированной архитектурой. Вплоть до 1997 года в Центре Управления Полетами в Звездном городке использовалась система предварительной обработки телеметрической информации на базе ПС-2000, связанная в единый комплекс с центральной системой обработки данных на базе "Эльбруса-2".

    Большие советские компьютеры, вроде того же ПС-2000, во многом даже превосходили своих зарубежных конкурентов, но стоили гораздо дешевле - так, на разработку ПС-2000 было затрачено всего 10 миллионов рублей (а его использование позволило получить прибыль в 200 миллионов рублей). Однако их сферой применения были "крупномасштабные" задачи - та же противоракетная оборона или обработка космических данных. Развитие средних и малых ЭВМ в Союзе предательством кремлевской верхушки было заторможено всерьез и надолго. И именно поэтому тот прибор, что стоит у вас на столе и о котором рассказывается в нашем журнале, сделан в Юго-Восточной Азии, а не в России.

    Катастрофа

    С 1991 года для российской науки настали тяжелые времена. Новая власть России взяла курс на уничтожение российской науки и оригинальных технологий. Прекратилось финансирование подавляющего большинства научных проектов, вследствие разрушения Союза прервались взаимосвязи заводов-производителей ЭВМ, оказавшихся в разных государствах, и эффективное производство стало невозможным. Многие разработчики отечественной вычислительной техники были вынуждены работать не по специальности, теряя квалификацию и время. Единственный экземпляр разработанного еще в советское время компьютера "Эльбрус-3", в два раза более быстрого, чем самая производительная американская супермашина того времени Cray Y-MP, в 1994 году был разобран и пущен под пресс.

    Некоторые их создателей советских компьютеров уехали за границу. Так, в настоящее время ведущим разработчиком микропроцессоров фирмы Intel является Владимир Пентковский, получивший образование в СССР и работавший в ИТМиВТ - Институте Точной Механики и Вычислительной Техники имени С.А.Лебедева. Пентковский принимал участие в разработке упоминавшихся выше компьютеров "Эльбрус-1" и "Эльбрус-2", а затем возглавил разработку процессора для "Эльбруса-3" - Эль-90. Вследствие целенаправленной политики уничтожения российской науки, ведущейся правящими кругами РФ под влиянием Запада, финансирование проекта "Эльбрус" прекратилось, и Владимир Пентковский был вынужден эмигрировать в США и устроиться на работу в корпорацию Intel. Вскоре он стал ведущим инженером корпорации и под его руководством в 1993 году в Intel разработали процессор Pentium, по слухам, названный так именно в честь Пентковского. Пентковский воплощал в Intel'овских процессорах те советские ноу-хау, которые знал сам, многое додумывая в процессе разработки, и к 1995 году фирма Intel выпустила более совершенный процессор Pentium Pro, который уже вплотную приблизился по своим возможностям к российскому микропроцессору 1990 года Эль-90, хоть и не догнал его. В настоящее время Пентковский разрабатывает следующие поколения процессоров Intel. Так что процессор, на котором, возможно, работает ваш компьютер, сделан именно нашим соотечественником и мог бы быть российского производства, если бы не события после 1991 года.

    Еще теплится жизнь в оборонном комплексе, однако новых разработок в этой области практически не ведется. Выпускаются военные ЭВМ, например, ЭВМ 40У6 или бортовая ЭВМ А-40, однако все они были разработаны в 70-80-е годы.

    Несмотря на трудности, продолжаются разработки над наследником "Эльбрусов" - процессором E2k ("Эльбрус-2000"), которыми занимается фирма "Эльбрус" (созданная на базе ИТМиВТ имени С.А.Лебедева, сайт - www.elbrus.ru). Руководитель фирмы - уже упоминавшийся выше Б.А.Бабаян. Уже опытные образцы E2k в 1999 году по многим параметрам превосходили Intel'овский Merced. Для окончательной реализации проекта в настоящее время финансирования не хватает, однако по заказу Министерства Обороны проектируются урезанные версии E2k для использования в военных технологиях. Вместе с тем работы Б.А.Бабаяна зачастую подвергаются справедливой критике, - например, со стороны В.С.Бурцева (http://www.electronics.ru/showArticle.phtml?id=4900511), что показывает наличие некоторых проблем в развитии данного проекта.

    Для иллюстрации сказанного можно привести слова Б.А.Бабаяна:

    "Сейчас в послесуперскалярном мире есть всего три места, где разрабатывается архитектура широкого командного слова. Одно место - это Москва, наш коллектив и серия "Эльбрус", второе - это Hewlett-Packard и Intel, и третье место - это Transmeta вместе с IBM и Texas Instruments. Все! Больше никто не владеет этой технологией. Эта технология не появится сама собой из ниоткуда. Для того чтобы ее разработать, нужно 10 лет. Конечно, ее можно заимствовать. Это всегда быстро. Но независимо ее разрабатывать очень долго. Это подчеркивает важность работ нашего коллектива".

    Многие НИИ переключились на создание крупных вычислительных систем на основе импортных компонентов. Так, в НИИ “Квант” под руководством В.К.Левина ведется раззработка вычислительных системы МВС-100 и МВС-1000, основанных на процессорах Alpha 21164 (производства DEC-Compaq). Однако приобретение такого оборудования затруднено действующим эмбарго на экспорт в Россию высоких технологий, возможность же применения подобных комплексов в оборонных системах крайне сомнительна, - никто не знает, сколько в них можно найти "жучков", активирующихся по сигналу и выводящих систему из строя.

    На рынке же персональных ЭВМ отечественные компьютеры отсутствуют полностью. Максимум, на что идут российские разработчики - это сборка компьютеров из комплектующих и создание отдельных устройств, например, материнских плат, - опять-таки из готовых компонентов, при этом размещая заказы на производство на заводах Юго-Восточной Азии. Однако и таких разработок весьма мало (можно назвать фирмы "Аквариус", "Формоза"). Развитие же линии "ЕС" практически остановилось, - зачем создавать свои аналоги, когда проще и дешевле купить оригиналы? Хотя стоит сказать, что компьютеры этой серии в малом количестве производятся и сейчас (например, ВМ2500, ВМ3500), но уже с широким использованием импортных комплектующих, и применяются в специализированных системах МВД, ГИБДД, СМП.

    Разумеется, не все еще потеряно. Остались и описания технологий, иной раз даже по прошествии десяти лет превосходящих западные, и действующие образцы. К счастью, не все разработчики отечественной вычислительной техники уехали за границу или умерли. Так что шанс еще есть.

    А будет ли он реализован - зависит уже от нас.

    История советских компьютеров

    Если вы интересуетесь историей компьютерной техники и имеете доступ в Интернет, то обязательно посетите Виртуальный Компьютерный Музей (www.computer-museum.ru). Там, на странице www.computer-museum.ru/histussr/0.htm представлена информация почти обо всех компьютерах, разрабатывавшихся в Советском Союзе с момента начала развития отечественной компьютерной отрасли вплоть до настоящего времени. В Музее приводятся фотографии разработчиков и самих машин, рассказывается о технических характеристиках и принципах работы ЭВМ, об истории разработки и производства каждой из них, уделяется немало места повествованиям о наиболее заметных коллективах разработчиков.

    Даже тем, кому тема истории отечественного компьютеростроения не так интересна, не стоит игнорировать данную информацию. Например, именно в разделе истории отечественной вычислительной техники, в подразделе "Сетунь и Сетунь-70" вы можете узнать о так называемой "троичной логике", о принципах построения компьютера, работающего не в двоичной, а в троичной системе счисления, - на основе элементов, могущих принимать не два, а три разных значения.

    К сожалению, в настоящее время на сервере Компьютерного Музея есть информация не о всех советских ЭВМ. Но Музей развивается, и скоро можно ждать его пополнения.

    Сайт "История отечественных компьютеров", расположенный по адресу http://bashedu.ru/konkurs/tarhov/russian/index_r.htm, также посвящен советской вычислительной технике. Информации там несколько меньше, чем в Виртуальном Компьютерном Музее, однако она весьма удобно расположена в хронологическом порядке.

    Лирическое отступление

    Вспоминая историю советского компьютеростроения, стоит помнить, что СССР и, скажем, США находились в несколько неравных условиях. Почти треть национального богатства Союза было утрачено в разрушительнейшей войне, - в то время как американская промышленность даже развивалась за счет военных заказов. Американцы вывезли к себе цвет германской науки, например, Конрада Цузе, создателя первого немецкого компьютера, - советским войскам достались лишь разрушенные заводы и города. Климат СССР, его огромные размеры обуславливали значительно большие затраты на строительство заводов, зданий, да и на простое выживание, чем в США. Несравнимы людские потери в войне... Но, несмотря на такую разницу в средствах и условиях, как вы теперь знаете, советская вычислительная техника в послевоенное время развивалась наравне с американской, а иной раз ее даже и превосходила! Как же это могло быть?

    Прежде всего, разумеется, имел значение героизм советских людей, их бескорыстие, трудолюбие, мировоззрение. Но немалый вклад в становление советской электроники внесло и устройство экономики СССР, позволившее концентрировать силы и средства целой страны в каких-либо областях и обеспечивать их ресурсами, - ее плановость и централизованность.

    Можно возразить - но разве не плановость и централизованность экономики через 20 лет привели к возможности "задавливания" отечественных оригинальных разработок? Ведь плановое хозяйство крайне чувствительно к "качеству" людей, занимающихся управлением, - один или несколько деятелей в правительстве СССР сумели фактически привести к поражению в соперничестве Западом целую отрасль! Но это вполне естественно укладывается в общефилософскую концепцию развития - более развитые системы обычно и более уязвимы, так, чтобы убить человека, достаточно уничтожить весьма малую долю его клеток, а для убийства колонии амеб придется ликвидировать всех входящих в нее одноклеточных. Плановое хозяйство, предоставляя огромные возможности развития, одновременно и значительно более уязвимо к предательским, да и просто ошибочным действиям тех, кто находится у власти в нем.

    С уязвимостью планового хозяйства от тех, кто им управляет, можно бороться разными способами (например, "финансированием снизу" - если установить оклад руководителя как процент, вычитаемый из заработка его подчиненных), однако про нее всегда следует помнить и понимать, что это - неизбежная расплата за совершенствование экономики.

    Воспоминания о будущем

    "...В неблагоприятном для оборонной промышленности 1990 году, в период безоглядной кампании всеобщей конверсии, люди, причастные к военному космосу, решили поделиться малой толикой своих разработок с народным, как тогда говорили, хозяйством. Был задуман и в кратчайший срок осуществлен проект "Гонец"...
    ...Совершенно случайно я оказался рядом с кейсом-"дипломатом", навеявшим давние воспоминания о посещении разведподразделения ГРУ. Было это за многие тысячи километров от Москвы. Спросил, можно ли связаться со столицей? Без проблем, ответили мне и раскрыли "черный чемоданчик". Компьютерная клавиатура, большой экран на жидких кристаллах, миниатюрная антенна. "Набирайте любой текст, хоть целую статью, нажимайте на клавишу передачи, и вся ваша информация мгновенно окажется в памяти "Гонца". Через 20 минут спутник будет в зоне видимости Москвы и сбросит текст на абонента. Конфиденциальность гарантируем". Это звучало завораживающе и маловероятно, но так и вышло. Телеграмму в столице получили без малейших ошибок и очень четко распечатанную. По факсу было бы быстрее, но качество и, главное, секретность передачи остались бы под большим вопросом. Да, было от чего ощутить себя в Сибири резидентом...
    ...Новая система гражданской спутниковой связи очень нужна сегодня всем гражданам России. Так и хочется призвать "Гонца" в каждый дом! Уже сейчас, при шести ретрансляционных спутниках, она позволяет работать в режиме электронной почты на всей территории России. Позволяет определять точку своих координат. Система очень демократична, доступна самым широким слоям населения. Она в десятки раз дешевле западных аналогов и уже сегодня может обеспечить самые необходимые житейские потребности.
    Если же будут выведены на орбиты все 45 спутников, то Россия получит глобальную систему связи, дающую среди прочих следующие возможности: передача факсимильных сообщений, электронная почта, доступ в сеть Интернет... Любой гражданин России получил бы возможность послать письмо в любую точку Земли и через час получить ответ. В принципе, диалог на экране можно вести и в реальном масштабе времени. Отправляясь в дальнюю поездку, было бы полезно прихватить "шпионскую радиостанцию". Она всегда покажет местонахождение хозяина, даже в незнакомом районе, в случае чего подаст сигнал бедствия, опять же с выдачей точных координат..." (Максим Калашников, "Битва за небеса")


    Воображариум науки (даётся в сокращении)
    Максон (http://malchish.org/index.php?option=com_content&task=view&id=332&Itemid=1) (08.07.10)

    ...Поскольку я работал в научном институте начиная с 1985, сразу после окончания физического факультета университета, то всё это мне знакомо на собственном опыте. Я занимался именно электроникой и мне, как молодому стажёру-исследователю, было совершенно не понятна идеология копирования, утвердившаяся в ней. Копировали каждую микросхему! Старательно добивались сходства характеристик, причём иногда даже делали их лучше. Всё это диктовалось необходимостью копирования конечного продукта - компьютеров, процессорных плат, где эти микросхемы служили элементами. И это при том, что в 60-е годы мы совершенно не отставали в собственных разработках! Моя мама работала программистом на вычислительном центре, где стояла советская ЭВМ "Минск-22". Пятиклассником я приходил к ней на работу и с восхищением смотрел на шкафы, сверкающие разноцветными лампочками, на перфокарты и перфоленты с программами. Огромный пульт управления напоминал мне кабину звездолёта. По нынешним меркам вычислительная мощность той машины не превышала мощности современного калькулятора, но и на западе тогда не было лучше! Потом были Минск-32, М-5000...

    Последним по настоящему серийным и самостоятельным продуктом отечественной электроники была наверное ЭВМ "БЭСМ-6".

    Разработка машины БЭСМ-6, главный конструктором которой был академик С.А.Лебедев, была закончена в конце 1966 г. Это была первая в мире ЭВМ с конвейерной архитектурой процессора. Машина вступила в строй в 1967 г. Выполняющая около 1 млн. арифметических операций в секунду, она была выполнена на полупроводниках, на элементной базе, допускающей высокую частоту переключений (основная тактовая частота - 10 Мгц). По своим характеристикам и архитектуре машина БЭСМ-6 вполне может быть отнесена к машинам уже 3-го поколения (то есть на микросхемах), хотя она и была на дискретных "навесных" деталях - транзисторах, т. е. на технологической основе машин второго поколения. Эта машина имела рекордное быстродействие на момент своего создания! На ней считали всё. От школьных "2х2" до взрывов ядерных бомб. Она не зависала никогда. Она работала и днём, и ночью. Двадцать лет. Её выпуск был прекращён лишь в 1986 году, когда весь потенциал производительности был наконец исчерпан и не мог идти в сравнение с новичками, сделанными на интегральных схемах. Всего было произведено 355 машин.

    В современных справочниках часто указывают, что БЭСМ-6 уступала американской CDC-6600, созданной почти одновременно с ней в 1966 году известным американским изобретателем суперкомпьютеров Сеймуром Креем (Seymour Cray) и имевшей производительность якобы до 3 млн операций в секунду. Однако данное первенство американцев весьма спорное - при равных тактовых частотах процессоров в 10 МГц машины значительно отличались архитектурно и БЭСМ-6 тут вовсе не была аутсайдером. Центральный процессор БЭСМ-6 имел конвейер, позволяющий совмещать выполнение различных стадий операций на одном такте процессора. Это увеличивало производительность системы в число стадий конвейера. Американская же CDC-6600 не имела конвейер, зато некоторые логические элементы процессора были выполнены независимо и теоретически могли выполнять операции одновременно. Этих элементов было 10 и потому в характеристиках указывалась пиковая производительность в 10 раз выше, чем это было достижимо на практике. Более честно американцы указывают производительность машины CDC-6400 - более дешёвого варианта 6600 без параллельных модулей в центральном процессоре - 200 kFLOPS (200 тысяч операций с плавающей точкой в секунду).

    Американцы очень энергично отстаивают своё первенство в вычислительной технике и не стесняются привирать. Даже Википедия транслирует их враньё по поводу того, что БЭСМ-6 повторяла архитектуру CDC-1604, более старой разработки Сеймура Крея. Основой вранья послужило лишь то, что у БЭСМ-6 и CDC-1604 совпадала разрядность данных и команд и то, что некоторые прикладные программы, разработанные в международном исследовательском ядерном центре ЦЕРН, были перенесены с CDC-1604 на БЭСМ-6 специалистами советского института ядерных исследований ОИЯИ. Это враньё особенно смешно сейчас, когда 32-разрядный формат команд и данных стал де-факто стандартом, а процессоры разных фирм AMD и Intel, имея различные архитектуры, являются при этом совместимыми даже по системе команд. Гораздо более правдоподобным будет утверждение, что Сеймур Крей заимствовал принцип конвейера у БЭСМ-6, когда разрабатывал свою следующую машину - CDC-7600. Именно эта машина, созданная двумя годами позже БЭСМ-6, обладала аналогичной БЭСМ-6 конвейерной организацией процессора и могла соперничать с БЭСМ-6 по производительности.

    БЭСМ-6, непризнанный историей лидер компьютерной индустрии, имела рекордное быстродействие и обладала совершенно оригинальной архитектурой. Однако в год выхода БЭСМ-6 в эксплуатацию, 30 декабря 1967 года, ЦК и Совмин выпустили совместное постановление о разработке Единой Серии Электронных Вычислительных Машин. Это было уникальное постановление – впервые на таком высоком уровне решалась судьба дальнейшего развития вычислительной техники в стране. Был создан Научно-исследовательский центр электронной вычислительной техники (НИЦЭВТ), под его началом объединились и другие организации. И вопрос о том, какой должна быть единая серия программно-совместимых машин различного быстродействия решился вдруг в пользу копирования американских компьютеров. В 1968 году Минрадиопром начал работы по воспроизведению архитектуры программно совместимого семейства IBM 360. В декабре 1969 года этот вариант был утверждён окончательно. Интересно, что это произошло почти сразу после финала лунной гонки - "Аполлон-11"стартовал с космодрома НАСА на мысе Кеннеди 16 июля 1969 года.

    То что вместо линейки БЭСМ начали выпускать IBM-360 было шагом назад - ни один из компьютеров IBM тогда не превосходил БЭСМ по производительности. Одним из аргументов служило тогда мнение, что вместе с копированием компьютеров мы получим бесплатно его программное обеспечение, которое у IBM было довольно богатым. Однако и программное обеспечение БЭСМ не слишком ему уступало - имелись компиляторы Фортран, Алгол, Автокод МАДЛЕН, интерпретатор Лисп. Можно было использовать языки Симула, Аналитик, Аква, Сибэсм-6, метаязык R-грамматик. Кто сейчас вспомнит о таких языках? Мы поставили крест не только на разработке оригинальной вычислительной техники, но и на собственных языках программирования, на своих операционных системах. Мы сдали всю отрасль целиком. Мнение известного теоретика программирования Э.Дейкстры о данном решении советского правительства звучало так - "это величайшая победа Запада в холодной войне".

    После введения системы копирования американских образцов и появления серии машин ЕС - копий американской IBM360/IBM370, собственные разработки СССР в области вычислительной техники всё же не прекратились. Однако они почти полностью ушли в рамки военных проектов - военные не желали использовать лишь копии, да ещё хуже собственных разработок. Импорт же их не устраивал по причине возможных "закладок" - недокументированных особенностей электроники, способных вывести электронику из строя в интересах вероятного противника. ИТМ и ВТ, директором которого был академик Лебедев, хотя и продолжал числится академическим институтом, стал по существу военным ведомством и там продолжались работы в направлении совершенствования БЭСМ-6 и военных М-40, М-50. Результатом таких работ стала линейка "Эльбрусов", основными задачами которой были задачи для системы противоракетной обороны. Сначала на элементной базе от военных ЭВМ 5Э261 и 5Э262 был создан многопроцессорный вычислительный комплекс «Эльбрус-1» производительностью 15 млн. операций/с. На втором этапе был создан МВК "Эльбрус-2" производительностью 120 млн. операций/с. "Эльбрус-3", разработка которого завершилась к концу 80-х годов имел производительность уже 500 MFLOPS (миллионов операций с плавающей точкой в секунду).

    Показатели производительности для ЭВМ - вещь очень относительная, зависящая как от архитектурных особенностей, так и от эффективности компиляторов с языков программирования. Поэтому для сравнения реальных показателей производительности часто используются тестовые программы. В 1988 г. С. В. Калин измерил производительность ЦП МВК “Эльбрус-2” на 24 "ливерморских циклах" и по результатам этих тестов среднее гармоническое значение производительности составило 2,7 MFLOPS. Для сравнения аналогичный показатель у процессора Cray-X МР (наиболее известная разработка Сеймура Крея 1982 года) — 9,3 MFLOPS (при тактовой частоте, в 5 раз превышающей тактовую частоту МВК “Эльбрус-2”). Такое соотношение говорит о высокой эффективности архитектуры "Эльбрусов", позволяющей делать больше операций за один такт процессора.

    Архитектура процессоров "Эльбрус" уже значительно отличалась от старой БЭСМ-6 и сильно отличалась от традиционной. Ядром "Эльбруса 3-1" был модульный конвейерный процессор (МКП), сконструированный Андреем Андреевичем Соколовым. Соколов был участником всех наиболее значимых проектов лебедевского института, от БЭСМ-1 до АС-6. И именно инженерный талант Соколова коллеги часто сравнивали с талантом Сеймура Крея - постоянным соперником Лебедева в соревновании по сверхскоростным вычислениям. "МКП представлял собой мощный процессор, способный обрабатывать два независимых потока команд. Конвейерные устройства процессора работали с двумя типами объектов — векторами и скалярами. Скаляры как бы вклинивались в векторный конвейер и обрабатывались между двумя соседними компонентами вектора. Несколько каналов доступа обеспечивали до 8 параллельных обращений к памяти за один такт." Практически все архитектурные черты "Эльбрусов" были абсолютно оригинальны, но и их часто называют заимствованием принципов от фирм CDC и Burroughs, что является очевидным враньём. Как конвейер, так и принципы параллельных вычислений Лебедев начал использовать раньше.

    Лебедевский институт и сейчас остаётся на высоте, пройдя эпоху ельцинизма хоть и со значительными потерями, но не утратив творческого потенциала. Правда в новой ипостаси - в апреле 1992 года на базе отделений Института точной механики и вычислительной техники имени С.А.Лебедева был создан ЗАО "МЦСТ", продолживший развитие архитектуры "Эльбрусов". В том году один из ведущих сотрудников института Б.А. Бабаян и большая часть специалистов МЦСТ были наняты гигантской корпорацией Intel для работы в её российском филиале. Это может показаться смешным, но именно корпорация Intel тогда позволила сохранить отечественные кадры в электронике, позаимствовав, конечно, и значительные наработки института вместе с частью персонала. На основе архитектуры МВК "Эльбрус" специалистами новой фирмы в 2007 году создан микропроцессор "Эльбрус", который послужил основой вычислительных комплексов «Эльбрус-3М1», с тактовой частотой 300 МГц и производительностью 4.8 GFLOPS (для сравнения - у Intel Core2Duo 2.4ГГц всего 1.3 гигафлопса). При этом российский микропроцессор даже не требует радиатора для охлаждения. Двухпроцессорный вариант вычислительного комплекса, названный УВК/С имеет пиковую производительность 19 GFLOPS (для 32-разрядных данных). Это ответ тем, кто думает, что нашим военным приходится сегодня использовать персоналки от IBM c микропроцессорами от Intel. К счастью это не так. Хотя для этого и пришлось закупать импортное оборудование для производства микросхем.

    Системный модуль с двумя микропроцессорами "Эльбрус" и вычислительный комплекс «Эльбрус-3М1»:

    Микропроцессор выполнен по технологии 0,13 мкм, что не является на сегодня технологическим рекордом, но и не сильно отстаёт от них (технология считалась новинкой около 5 лет назад). Сейчас ведётся разработка микропроцессора "Эльбрус-S" на технологии 0,09 мкм, который представляет собой уже "систему на кристалле", то есть включает в себя контроллеры периферийного оборудования. Он предназначен для создания высокопроизводительных одноплатных ЭВМ для "носимых и встроенных" применений, что означает, что наши самолёты и ракеты не будут оснащаться импортными компонентами.

    Но вернёмся в 60-е годы. СССР тогда был первым по очень многим техническим разработкам в области электроники, большинство из которых проводились в рамках военных проектов и потому были секретными. И ввиду секретности эти достижения остались за пределами внимания историков. Создатель БЭСМ-6, выдающийся советский конструктор вычислительной техники Сергей Алексеевич Лебедев, конструировал и сугубо военные ЭВМ — для первой, ещё экспериментальной системы противоракетной обороны (ПРО):

    "Специализированные ЭВМ, созданные под руководством С.А. Лебедева для системы противоракетной обороны, стали основой достижения стратегического паритета СССР и США в период "холодной войны". В 1952-1955 гг. учеником С.А. Лебедева В.С. Бурцевым были разработаны специализированные ЭВМ "Диана-1" и "Диана-2" для автоматического съёма данных с радиолокатора и автоматического слежения за целями. Затем для системы ПРО, генеральным конструктором которой был Г.В. Кисунько, в 1958 г. была предложена ламповая ЭВМ М-40, а немного позднее М-50 (с плавающей точкой). Возможность поражения баллистических ракет, обеспеченная ПРО, заставила США искать пути заключения договора с СССР об ограничении ПРО, который появился в 1972 г. "

    Достижения СССР в вычислительной технике имели серьёзнейшее значение для обороны и послужили важным аргументом для заключения договора по ограничению ПРО. Причём именно тогда, когда мы имели в этом значительное преимущество. СССР практически уже имел свою противоракетную оборону к середине 60-х годов, когда США могли об этом только мечтать. Договор ограничивал прежде всего СССР, а не США - в результате договора система ПРО была развёрнута только вокруг Москвы. Когда США наконец смогли что-то сделать в этой области (это спустя 30 лет!), они тут же вышли из договора. Спрашивается - а был ли вообще смысл для СССР подписывать такой договор? Мы отказались от щита ПРО ничего не получив взамен! США просто не могли тогда создать свой. Знало ли об этом руководство СССР? Если знало, то договор по ПРО уже можно считать актом предательства интересов страны. Ситуация очень напоминает 1987 год, когда Советский Союз был готов вывести на орбиту компоненты уже космической ПРО - спутники с лазерным оружием "СКИФ". Тогда Горбачёв, убедившись в возможном успехе программы, тут же наложил на неё односторонний мораторий, объявив с трибуны ООН об отказе СССР от "гонки вооружений в космосе". США планирует вывод аналогичных спутников на орбиту только в 2012 году, спустя 25 лет после закрытия советской аналогичной программы. Не потому, что у них вдруг появилось такое желание. Потому что их технологии, не без помощи российских специалистов, только сейчас это позволили. Почему руководство СССР шло на односторонние уступки? Официальной версии ответа на такой вопрос не существует.

    Ещё в начале 60-х наши компьютеры успевали рассчитывать траектории баллистических ракет при том, что первоначально наша система ПРО работала на довольно медленных ЭВМ. Машины М-40 и М-50 имели производительность лишь 40 тысяч и 50 тысяч операций в секунду соответственно. Однако 5Э92б - военная модификация М-50, имела производительность уже 500 тыс операций в секунду, что для 1966 года, с которого началось её производство, было близко к мировому рекорду, если не являлось им. И тут есть ещё одна малоизвестная деталь.

    Среди множества часто упоминавшихся советских моделей ЭВМ редко встречаются названия очень важной серии компьютеров, выпускавшихся во второй половине 60-х - начале 70-х годов и целиком уходившей на комплектование ВС СССР. Это машины серии "5Э" (5Э51, 5Э92б и т.д.), разработанные КБ Лебедева. БЭСМ-6 широко известна, но мало кто знает, что БЭСМ-6 стала известной только потому, что проиграла тендер на поставки для Вооружённых сил СССР, - тендер, на котором победила "5Э". Военные, остановив свой выбор на "5Э", как бы "забраковали" БЭСМ-6 и последняя пошла в открытое распространение для гражданских отраслей. А серия "5Э" была засекречена и отгружалась только военным. Машины серии "5Э" объединялись каналами "межмашобмена" в локальные сети, которые в первой половине 70-х годов составляли многопроцессорную вычислительную среду, как основу систем контроля космического пространства и управления космическими объектами. Собранные вместе в такую вычислительную среду несколько ЭВМ составляли единый вычислительный комплекс, который имел в разы большую производительность, чем БЭСМ-6. Этот же принцип сейчас служит основой создания современных суперкомпьютеров - это отдельные процессоры, собранные в единую сеть каналами быстрой связи. А для этого необходимы специальные средства. Ещё машины серии «М» (М-40, М-50) имели развитую систему прерываний, могли осуществлять приём и передачу данных по семи дуплексным асинхронно работающим каналам с общей пропускной способностью в 1 Мбит/с. Модификация М-50 - 5Э92 была специально рассчитана на применение в подобных комплексах обработки данных.

    Впервые в мире в вычислительной сети использовались мультиплексные каналы и осуществлялась параллельная работа устройств управления, оперативного запоминающего устройства, внешних устройств и каналов связи. По структуре и принципу работы это была первая в мире многопроцессорная система... В 1959 году была построена вычислительная сеть из ЭВМ, отстоящих друг от друга на сотни километров— аналогичных комплексов за рубежом тогда не было. Главный командно-вычислительный центр системы «А» строился на базе ЭВМ 5Э92. Сама вычислительная сеть носила уникальный характер, именно она послужила отправной точкой исследований, приведших впоследствии к созданию других глобальных информационно-вычислительных сетей. Конечно, сама эта сеть ещё мало напоминала, например, современную Internet, но как совокупность независимых машин, решающих независимые фрагменты общей задачи и обменивающихся информацией по унифицированным протоколам, её можно считать предтечей нынешних глобальных сетей. Первая аналогичная сеть, связавшая два компьютера TX-2 в Массачусетсе и Q-32 в Калифорнии по телефонной линии, была опробована лишь в 1965 году... 4 марта 1961 года состоялись успешные испытания противоракеты экспериментального комплекса ПРО — был уничтожен боевой блок ракеты Р-12. Эксперимент показал, что задача борьбы с парными баллистическими целями, состоящими из корпуса баллистической ракеты и отделявшегося от неё боевого блока с ядерным зарядом, технически решена. Аналогичные испытания в США прошли на 21 год позже.

    "Система А" - это система противо-ракетной обороны. Работы по теме ПРО (системе «А») сыграли огромную роль в развитии вычислительной техники в СССР: по заказам военных, используя относительно медленную элементную базу, специалисты КБ Лебедева (ИТМиВТ) создали вычислительные средства, превосходящие по своим параметрам зарубежные. Ими были созданы и мобильные варианты подобных систем, например 5Э261 - мобильная многопроцессорная высокопроизводительная управляющая система, построенная по модульному принципу. Именно она была использована в составе систем ПВО С-300ПТ сухопутного и морского базирования:

    Но что самое важное - были созданы средства сопряжения отдельных компьютеров в вычислительную среду - быстрые асинхронные мультиплексные каналы связи и соответствующее программное обеспечение.


    Силиконовая долина и Зеленоград (даётся в сокращении)
    Сергей Брезкун (Кремлёв)

    Не так давно мне пришлось говорить с человеком, побывавшим по своей профессиональной надобности в Калифорнии. И он вдруг заявил: «Да в этой Силиконовой долине работают одни русские (великоросы), хохлы и немного белорусов». Сказано было, конечно, с перехлёстом, но ведь никто не станет спорить, что одно время Соединённые Штаты до 90% своей потребности в программистах обеспечивали за счёт, мягко говоря, утечки, а если прямо – воровства мозгов у СССР, у России.

    Давайте спросим: куда перетекли за последние 20 лет лучшие кадры из того же советского аналога Силиконовой долины – подмосковного Зеленограда?

    В своё время Сообщение ТАСС о запуске в Советском Союзе 4 октября 1957 года первого искусственного спутника Земли заставило редакции всех ведущих газет мира срочно рассыпать готовые наборы свежих номеров и дать на первых полосах новую ошеломляющую шапку: «Русские в космосе!». Первый в мире спутник, запущенный русскими, стал тогда причиной коренного пересмотра в Соединённых Штатах системы народного образования с учётом опыта СССР. В Америке улучшали свою национальную систему образования, подтягивая её к советской, делали это в целях усиления Америки.

    В 1958 году Совет Министров СССР принял решение о строительстве нового научного центра – города-спутника Москвы. И вскоре на месте подмосковного посёлка Крюково возник закрытый для иностранцев город Зеленоград – советский, повторяю, аналог американской Кремниевой долины в Калифорнии.

    Когда-то, ещё недавно, в мире было два ведущих центра по электронике и микроэлектронике - Калифорния и Зеленоград. К началу семидесятых годов в Зеленограде располагались 8 крупных институтов, с 1965 года там открылся Московский институт электронной техники (МИЭТ), готовивший молодые кадры для молодой советской микроэлектроники.

    К 1985 году, к началу горбачёвской «перезагрузки» советских общественных отношений, в Зеленограде жили 142 тысячи человек, 35 тысяч из них работали в 26-ти научно-исследовательских институтах. Город утопал в зелени, был прекрасно спланирован в архитектурном отношении. Сегодня зеленоградские микроэлектронщики работают преимущественно в той самой американской Силиконовой долине или вообще не занимаются новыми исследованиями.


    Куда исчезла советская компьютерная отрасль? (даётся в сокращении)
    Юрий Ревич

    В 1996 году куратор Музея вычислительной техники в Великобритании Дорон Свейд написал статью, которая имела сенсационное заглавие: «Российская серия суперкомпьютеров БЭСМ, разрабатывавшаяся более чем 40 лет тому назад, может свидетельствовать о лжи Соединенных Штатов, объявлявших технологическое превосходство в течение лет холодной войны». В статье Свейд рассказывает, как покупал в Новосибирске одну из последних работающих БЭСМ-6 для английского музея (а заодно к ней — всякие мелочи, вроде советского Эппла — «Агата»). Он довольно основательно подготовился к акции приобретения, прочитав все, что мог про советскую компьютерную технику, и с удивлением констатировал, что западное сообщество практически ничего не знает про этот огромный, но, в силу секретностей времен холодной войны, практически совершенно автономный мир.

    Вообще статья довольно живая — автор с юмором описывает реалии российского быта (1992 года), рассказывая о том, как он с помощью сотрудников Института информационных систем покупал на барахолке самодеятельный аналог персонального компьютера «Синклер» (за целых 19 долларов! и даже с гарантией в виде телефонного номера подростка-продавца — знакомо, не правда ли?), как он выспрашивал причину повсеместного распространения доисторических счетов у кассиров и продавцов — в стране, создавшей БЭСМ и «Эльбрус»!

    И довольно беспощадно констатирует: БЭСМ-6, созданная в 1965 году и выпущенная впервые в 1967 году (Свейд допускает ошибку, называя 1966 год), была, «по общему мнению, последним оригинальным русским компьютером, что был спроектирован наравне со своим западным аналогом».

    И, тем не менее, признает, что пресловутое технологическое превосходство США в период холодной войны было в значительной степени мифом.

    Конечно, это неправда — в 1967 году развитие советской вычислительной техники не остановилось. Был знаменитый «Эльбрус», было развитие БЭСМ («Эльбрус-Б»). Была замечательная МИР-2 В.М.Глушкова (Машина Инженерных Расчетов), прообраз ПК, вообще не имевшая и до сих пор не имеющая никаких западных аналогов (по собственному опыту автора — значительно более отвечающая своему назначению, чем первые ПК фирмы ИБМ и Эппл, если отвлечься, конечно, от размеров). Вот что рассказывает про те времена (конец 60-х годов) научный руководитель группы «Эльбрус», профессор, член-корреспондент РАН Борис Арташесович Бабаян: «В это время появилось много результатов, была конкуренция, были творческие соревнования, направление успешно развивалось. Отставание от Запада уже намечалось, но драматическим не было, мы еще шли буквально шаг в шаг».

    Вероятно, самым звездным периодом в истории советской ВТ была середина шестидесятых годов. В СССР тогда действовало множество творческих коллективов — институты С.А.Лебедева, И.С.Брука, В.М.Глушкова только крупнейшие из них. Иногда они конкурировали, иногда дополняли друг друга. Одновременно выпускалось множество различных типов машин, чаще всего несовместимых друг с другом, самого разнообразного назначения. Вероятно, в этом надо было наводить порядок, хотя бы для того, чтобы иметь возможность обмена программами. И разве плановое социалистическое государство по самой своей природе не предназначено для решения таких проблем?

    Однако над сообществом конструкторов ВТ начинают сгущаться тучи. Первой ласточкой, возможно, было смещение И.С.Брука, автора концепции «малых машин» (в противоположность «большим», то есть суперкомпьютерам, в современной терминологии), с поста директора Института электронных управляющих машин АН СССР (ИНЭУМ) в знаменательном 1964 году. Повод для него был в современном контексте весьма любопытный.

    Тогда вовсю прорабатывался вопрос реформирования экономики с введением в нее элементов рынка («косыгинская реформа»). Зная о результатах Л.В.Канторовича по методам линейного программирования, В.Леонтьева по классическим динамическим моделям экономики, методам межотраслевых балансов, И.С.Брук развернул в ИНЭУМ работы по применению математических методов и вычислительной техники для решения экономических задач на государственном уровне. Причем И.С.Брук ставил задачу о достоверности исходной базы для экономико-математических моделей, которую составляли соотношения цен. Он говорил о том, что в нормальной экономике не может быть планово-убыточных отраслей, что экономическая реформа должна учитывать пересмотр цен. Конечно, такой ереси терпеть было невозможно (чем закончилось «реформирование», мы знаем). В 1967 году пост директора ИНЭУМ занял М.В.Наумов, и институту под его руководством было уже суждено сыграть не самую прогрессивную роль в нашей истории…

    Другой важнейшей вехой в деле деградации советской компьютерной отрасли стало создание в 1968 году Научно-исследовательского центра электронной вычислительной техники (НИЦЭВТ). Вот как комментирует это событие Б.А.Бабаян: «Потом наступил второй период, когда был организован ВНИИЦЭВТ. Я считаю, что это критический этап развития отечественной вычислительной техники. Были расформированы все творческие коллективы, закрыты конкурентные разработки и принято решение всех загнать в одно «стойло». Отныне все должны были копировать американскую технику, причем отнюдь не самую совершенную. Гигантский коллектив ВНИИЦЭВТ копировал IBM, а коллектив ИНЭУМ — DEC».

    Вероятно, это преувеличение. Вот точка зрения противоположной стороны. «Бытует мнение, — говорил директор ИНЭУМ Б.Н.Наумов, — что ЕС ЭВМ и СМ ЭВМ представляли собой копии зарубежных образцов. Это мнение является ошибочным. ЭВМ Единой системы, так же, как и СМ ЭВМ, существенно отличаются от аналогичных зарубежных ЭВМ, хотя бы уже потому, что они созданы на базе нашей отечественной технологии, а она неадекватна зарубежной. При разработке моделей Единой системы и СМ ЭВМ была поставлена цель обеспечить в максимальной мере их совместимость с ЭВМ, разработанными в других странах. Такая цель вполне оправданна, поскольку в противном случае наша вычислительная техника была бы изолирована от мировых достижений в области компьютерной технологии и, в частности, принципиально не имела бы доступа к накопленному в мире программному обеспечению».

    И все же факт остается фактом — с начала семидесятых конструкторская мысль в СССР постепенно стагнировала. Борис Арташесович вспоминает происходившее довольно зло: «Расчет был на то, что можно будет наворовать много матобеспечения — и наступит расцвет вычислительной техники. Этого, конечно, не произошло. Потому что после того, как все были согнаны в одно место, творчество кончилось. Образно говоря, мозги начали сохнуть от совершенно нетворческой работы. Нужно было просто угадать, как сделаны западные, в действительности устаревшие, вычислительные машины. Передовой уровень известен не был, передовыми разработками не занимались, была надежда на то, что хлынет матобеспечение… Вскоре стало ясно, что матобеспечение не хлынуло, уворованные куски не подходили друг к другу, программы не работали. Все приходилось переписывать, а то, что доставали, было древнее, плохо работало. Это был оглушительный провал. Машины, которые делались в этот период, были хуже, чем машины, разрабатывавшиеся до организации ВНИИЦЭВТа».

    Что можно возразить на это? Представляется, что Б.А.Бабаян в целом прав. Стандартизация и совместимость, конечно, замечательная штука — если они применяются творчески. В условиях, когда существовало множество разных коллективов, некоему координирующему органу следовало бы взять на себя функции посредника по выработке важнейших направлений, стандартов совместимости повторяющихся узлов, разработке протоколов взаимодействия различных систем с учетом интересов всех сторон. В общем, действовать так, как действуют сейчас во всем мире, когда даже злейшие конкуренты объединяются, чтобы выработать единые стандарты. А тупое и незаконное (или полузаконное) копирование ведет только к безнадежному, притом запланированному, отставанию, как это и случилось. Точно та же история наблюдалась позднее и в производстве микросхем, в том числе и микропроцессоров.

    И не должны никого обманывать оправдания Б.Н.Наумова, что ЕС и СМ не являются копией, так как, мол, созданы на базе отечественной технологии, а не зарубежной. А что касается совместимости… Ведь и на Западе компьютеры разных фирм несовместимы между собой. Классический пример — Apple и IBM. Но при необходимости фирмы вполне договариваются об общих стандартах. Так производители программного обеспечения обеспечивают версии своих программ для самых распространенных платформ. Скажем, знаменитая программа для обработки изображений Photoshop существует и для РС, и для Макинтоша, и для многих других распространенных платформ.

    Лучом света в темном царстве этого упадка стали те коллективы, которые сумели не припасть к зарубежному источнику, а остались на отечественной почве. Вспоминает Б.А.Бабаян: «Коллектив «Эльбрус» испытывал сильнейшее давление со стороны правительства и промышленности, нас хотели загнать в те же стойла. Происходили многодневные заседания с министрами и их заместителями. Сергей Алексеевич Лебедев был мягкий, интеллигентный человек, человек науки, но у него хватило воли и упорства, и он категорически отверг идею участия нашего коллектива в копировании западной техники».

    Коллектив «Эльбрус» первым разработал суперскалярную архитектуру, построив основанную на ней машину «Эльбрус-1» на много лет раньше Запада. В этом коллективе на пару лет раньше, чем в фирме Gray (являвшейся признанным лидером в производстве суперкомпьютеров), были реализованы идеи многопроцессорного компьютера.

    Наконец… Впрочем, сам Б.А.Бабаян скажет лучше: «Наконец, наиболее существенное наше достижение — архитектура супермашины «Эльбрус-3». Логическая скорость этой машины значительно выше, чем у всех существующих, то есть на том же оборудовании эта архитектура позволяет в несколько раз ускорить выполнение задачи. Аппаратную поддержку защищенного программирования мы реализовали впервые, на Западе ее еще даже и не пробовали. «Эльбрус-3» был построен в 1991 году. Он уже стоял у нас в институте готовый, мы начали его отладку. Западные фирмы только говорили о возможности создания такой архитектуры». Добавим, что принципы защищенного программирования в настоящее время реализуются в концепции языка Java, а на идеях, аналогичных идеям «Эльбруса», в настоящее время фирмой Intel совместно с НР ведется разработка процессора нового поколения — Merced3: «Если вы посмотрите Merced, это практически та же архитектура, что и в «Эльбрус-3». Может быть, какие-то детали Merced отличаются, и не в лучшую сторону».

    Можно констатировать, что, несмотря на всеобщую стагнацию, мы все еще МОГЛИ. Ну а дальше? А дальше случилось то же самое, что вообще в российской промышленности.


    Миф о сталинских преследованиях кибернетики
    А.Трубицын

    Обычно, говоря о преимуществах капиталистической организации науки, наши классовые оппоненты используют «факты» о «преследовании Сталиным кибернетики» и других отраслей научного знания, начиная с теории относительности и кончая формальной генетикой. Как показывает исторический анализ, данные обвинения несостоятельны, по крайней мере, потому, что именно на годы Сталинского ренессанса приходятся основные достижения этих наук в СССР.

    «Определимся в дефинициях»

    Едва ли сотая часть дураков, рыдающих о «преследовании кибернетики», хотя бы смутно догадывается о том, что же такое кибернетика и уверена, что это если не система бухгалтерского учета в кибуцах, то наверняка супруга невинно репрессированного выдающегося еврейского профессора Кибера, которого уже нет - из-за преследования Сталиным, конечно. Сотая от сотой части, доползшая до диплома о высшем образовании, уверена, что научным «отцом кибернетики» является американец Винер. Извините, ошибочка вышла. От отношений Винера с наукой она ничего не родила, а если родила, то нечто совершенно иное. Потому что кибернетика, как открытие, научная идея, родилась за две тысячи лет до рождения Винера.

    Термин «кибернетика» ввел древнегреческий ученый Платон как науку управления особыми объектами, имеющими в своем составе людей - эти объекты он называл «гиберно». Это могла быть и административная единица - земля, заселенная людьми, и корабль. По Платону, построенный и снаряженный корабль - это просто вещь, а вот корабль с экипажем - это уже «гиберно», которым должен управлять специалист - «кибернет», кормчий, по-русски. Если исходить из того, что человек - биологически, по крайней мере, то же животное, то становится ясным, откуда взялось название книги Винера «Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине». Новое, как говорится, это хорошо забытое старое.

    Кстати, обрусевшие слова «губернатор», «губерния», «гувернер» - все происходят от термина, который ввел Платон. Да и английское government - правительство, имеет тот же генезис.

    Напомним, что кибернетикой - в исходном, платоновском смысле, в начале XIX века занимался Ампер, поместивший ее на третье место в своей классификации наук, а чуть позже него - блестящий польский ученый Болеслав Трентовский.

    И если мы говорим о Сталине, то надо помнить, что он был совершенный, полный, идеальный кибернет - в платоновской формулировке. Потому что еще в те времена шел спор между Платоном и Аристотелем о форме правления: Аристотель считал, что управление государством должно строиться на основе законов, Платон оптимальным считал управление на основе решений кибернета (правителя). И теория, и опыт показали, кстати, что платоновский подход более эффективен. Сталин был энциклопедически образованным человеком, работы Платона (в отличие от нынешних полуграмотных демиков), изучал, систему управления строил как кибернетическую, поэтому говорить о «преследовании Сталиным кибернетики» - просто абсурд.

    Определяясь в том, что же такое кибернетика, хотелось бы сослаться на мнение академика Глушкова, блестящего ученого, математика, инженера, эрудита и интеллектуала, глубочайшего знатока не только технических и математических дисциплин, но трудов Гегеля и Ленина. Он не выдавал себя за «отца кибернетики», но его вклад в кибернетику - не винеровская медная лепта, а полновесная золотая литра. Так вот, Глушков трактовал кибернетику, как науку об общих закономерностях, принципах и методах обработки информации и управления сложными системами, при этом ЭВМ трактовалась как основное техническое средство кибернетики.

    На определении Глушкова и остановимся. Напомню только, что созданное им семейство ЭВМ «МИР» опередило на двадцать лет американцев - это были прообразы персональных компьютеров. В 1967 году фирма IBM купила «МИР-1» на выставке в Лондоне: у IBM был спор о приоритете с конкурентами, и машина была куплена для того, чтобы доказать, что принцип ступенчатого микропрограммирования, запатентованный конкурентами в 1963 году, давным-давно известен русским и применяется в серийных машинах. Кто понимает кибернетику лучше Глушкова и сделал для кибернетики больше - пусть дает свое определение этой науке.

    Как Сталин "преследовал" кибернетику.

    Если проехать от метро «Ленинский проспект» несколько остановок на троллейбусе, то по адресу Ленинский проспект, 51 можно увидеть утопающий в зелени деревьев типичный сталинский «дворец науки» - огромное здание с колоннами на фасаде. Это ИТМВТ, Институт точной механики и вычислительной техники имени С.А. Лебедева. Он создан в 1948 году для разработки электронных вычислительных машин - основного технического средства кибернетики, по определению Глушкова.

    Директор Института математики и, по совместительству, вице-президент АН УССР Лаврентьев написал товарищу Сталину письмо о необходимости ускорения исследований в области вычислительной техники, о перспективах использования ЭВМ. Сталин, прекрасно ориентирующийся в перспективных направлениях науки, отреагировал немедленно: по его распоряжению был создан ИТМВТ и его директором был назначен М.А. Лаврентьев. Кстати, вот эту, сталинскую школу воспитания кадров широко использовал Королев. У него была чеканная, воистину сталинская формула: «Не согласен - критикуй, критикуешь - предлагай, предлагаешь - делай, делаешь - отвечай!». Так формировались кадры. Такое вот было «преследование кибернетики». А ведь страна еще не оправилась от тяжелейшей войны.

    В том же 1948 году под началом доктора физико-математических наук С.А. Лебедева начинаются работы по созданию МЭСМ (малой электронной счетной машины) в Киеве.

    В конце 1948 года сотрудники Энергетического института им. Крижижановского Брук и Рамеев получают авторское свидетельство на ЭВМ с общей шиной, а в 1950-1951 гг. создают ее. В этой машине впервые в мире вместо электронных ламп используются полупроводниковые (купроксные) диоды.

    В начале 1949 года в Москве на базе завода САМ были созданы СКБ-245 и НИИ Счетмаш. В начале 50-х в Алма-Ате была создана лаборатория машинной и вычислительной математики.

    Можно не сомневаться, что на самом деле делалось Сталиным для развития кибернетики намного больше - многое было засекречено, многое было забыто с годами и в соответствии указаниями "кукурузника" Хрущева, но и по этим фрагментам можно понять, что был запущен единый мощный кибернетический проект, охватывающий различные республики и научные учреждения.

    И это речь идет только о цифровых ЭВМ - а ведь работа над аналоговыми машинами была начата еще до войны и в 1945 году первая в СССР аналоговая машина уже работала. До войны же были начаты исследования и разработки быстродействующих триггеров - основных элементов цифровых ЭВМ. Для русофобов и антисоветчиков с особым удовольствием сообщаю, что триггер в 1918 году изобрел советский ученый М.А. Бонч-Бруевич. Тот самый Михаил Александрович Бонч-Бруевич, который возглавил созданную по указанию В.И. Ленина Нижегородскую радиолабораторию (НРЛ). Это Бонч-Бруевичу направил В.И. Ленин свою знаменитую телеграмму: «Пользуюсь случаем, чтобы выразить Вам глубокую благодарность и сочувствие по поводу большой работы радиоизобретений, которую Вы делаете. Газета без бумаги и «без расстояний», которую Вы создаете, будет великим делом. Всяческое и всемерное содействие обещаю вам оказывать этой и подобным работам. С лучшими пожеланиями В. Ульянов (Ленин)».

    Всяческое и всемерное содействие было оказано, и в условиях экономической и информационной блокады, которую организовали капиталисты, в Нижегородской радиолаборатории создавались приборы, опережавшие на годы западную техническую мысль. Кстати, именно там, в НРЛ, в самом начале 20-х годов советским специалистом Олегом Владимировичем Лосевым был создан «кристадин» - прообраз современного транзистора и открыто свечение полупроводниковых кристаллов - светодиодов.

    Возвращаясь к теме «преследования Сталиным кибернетики» хотелось бы привести еще пару примеров.

    Министром машиностроения и приборостроения СССР Сталин назначил П.И. Паршина, прекрасного специалиста и знатока своего дела. И вот, когда на совещании в ИТМВТ один из руководителей лабораторий, Л.И. Гутенмахер, предложил строить ЭВМ на электромагнитных бесконтактных реле (они намного надежнее электронных ламп, хотя работают медленнее), Паршин тут же придумал увеличить силу тока в питающей обмотке реле - а это позволило сократить число витков в обмотке до одного, значит, сделать реле технологичным, приспособленным для массового производства. Вот так, в процессе совещания, делается важнейшее, принципиальное изобретение. Вот какие кадры занимались у Сталина кибернетикой. Можно ли вообразить, что какой-нибудь путинский министр настолько знает свое дело, что способен предложить революционное техническое решение? А у Сталина министры дело знали.

    А второй пример - из секретного протокола закрытого ученого совета института электротехники и теплоэнергетики АН УССР от 8 января 1950 года, где с докладом о ходе работ над ЭВМ выступил создатель МЭСМ С.А. Лебедев. Доклад был встречен с интересом, доброжелательно, вопросы задавались толковые, все старались помочь и поддержать. Но среди присутствующих был и некий бдительный академик Швец. По сути проекта он не высказался - наверное, так ничего и не понял. Но «со всей остротой» поставил вопросы о том, Лебедев «не борется за приоритет АН УССР по этой работе», «комплексирование работы проводится недостаточно». А самое главное, указал, что «не следует использовать в применении к машине термин «логические операции», машина не может производить логических операций; лучше заменить этот термин другим».

    Вот и вся история «преследования кибернетики». Обычные склоки и интриги среди ученой братии. Технари делали машины, двигали прогресс, а «философы», которые ничего не умели делать, бдительно бдили, чтобы кто не подумал, что машина может думать или хотя бы производить логические операции.

    Результаты "преследования" кибернетики.

    В результате «преследования кибернетики», в котором обвиняют Сталина, в СССР была создана новая мощная отрасль науки и техники, созданы научно-исследовательские институты и заводы, производящие кибернетические устройства. Созданы научные школы, подготовлены кадры, написаны учебники, в вузах начали читать новые дисциплины, готовить специалистов по кибернетике.

    В СССР МЭСМ была запущена в то время, когда в Европе была только одна ЭВМ - английская ЭДСАК, запущенная на год раньше. Но процессор МЭСМ был намного мощнее за счет распараллеливания вычислительного процесса. Аналогичная ЭДСАК машина - ЦЭМ-1 - была принята в эксплуатацию в Институте атомной энергии в 1953 году - но также превосходила ЭДСАК по ряду параметров.

    Разработанный лауреатом Сталинской премии, Героем социалистического труда С.А. Лебедевым принцип конвейерной обработки, когда потоки команд и операндов обрабатываются параллельно, применяется сейчас во всех ЭВМ в мире.

    Построенная, как развитие МЭСМ новая ЭВМ БЭСМ в 1956 году стала лучшей в Европе. Созданный в Швейцарии Международный центр ядерных исследований пользовался для расчетов машинами БЭСМ. Во время советско-американского космического полета «Союз-Аполлон» советская сторона, пользующаяся БЭСМ-6, получала обработанные результаты телеметрической информации за минуту - на полчаса раньше, чем американская сторона.

    В 1958 году была запущена в серию машина М-20, которая стала самой быстродействующей ЭВМ в мире, а также М-40 и М-50, ставшие «кибернетическим мозгом» советской противоракетной системы, созданной под руководством В.Г. Кисунько и сбившей в 1961 году реальную ракету - американцы смогли повторить это только через 23 года.

    Специалисты-кибернетики сталинского призыва создавали мощнейшую вычислительную технику, все высшие достижения СССР в этой области связаны с их именами. Работали они по сталинским идеям - с опорой на собственные силы, свои идеи, свои ресурсы.

    Катастрофой стало принятое в 1967 году решение руководства СССР перейти на «обезьянью политику» - копировать американскую вычислительную технику, запустить в производство машины IBM-360 под названием Единая Система «Ряд».

    «А мы сделаем что-нибудь из «Ряда» вон выходящее!» - горько шутил С.А. Лебедев, один из первых руководителей сталинского ИТМВТ. И как он ни боролся за самобытный, лучший путь развития нашей вычислительной техники, то самое низкопоклонство перед западом, с которым упорно боролся Сталин одержало верх. Это подорвало силы ученого, в 1974 году он умер. А ИТМВТ было присвоено его имя, имя лауреата Сталинской премии Сергея Алексеевича Лебедева.


    Советские компьютеры. преданные и забытые.
    Взято с: http://uznaipravdu.org/viewtopic.php?p=287#p287

    1951 г. В Киеве построен первый в континентальной Европе компьютер МЭСМ (малая электронная счетная машина), имеющий 600 электронных ламп. Создатель С.А. Лебедев.

    1951-1955 гг. Благодаря деятельности российских ученых С.А. Лебедева, М.В. Келдыша, М.А. Лаврентьева, И.С. Брука, М.А. Карцева, Б.И. Рамеева, В.С. Антонова, А.Н. Невского, Б.И. Буркова и руководимых ими коллективов Советский Союз вырвался в число лидеров вычислительной техники, что позволило в короткие сроки решить важные научно-технические задачи овладения ядерной энергией и исследования Космоса.

    1952 г. Под руководством С.А. Лебедева в Москве построен компьютер БЭСМ-1 (большая электронная счетная машина) — на то время самая производительная машина в Европе и одна из лучших в мире.

    1955-1959 гг. Российские ученые А.А. Ляпунов, С.С. Камынин, Э.З. Любимский, А.П. Ершов, Л.Н. Королев, В.М. Курочкин, М.Р. Шура-Бура и др. создали "программирующие программы" — прообразы трансляторов. В.В. Мартынюк создал систему символьного кодирования — средство ускорения разработки и отладки программ.

    1955-1959 гг. Заложен фундамент теории программирования (А.А. Ляпунов, Ю.И. Янов, А.А. Марков, Л.А. Калужин) и численных методов (В.М. Глушков, А.А. Самарский, А.Н. Тихонов). Моделируются схемы механизма мышления и процессов генетики, алгоритмы диагностики медицинских заболеваний (А.А. Ляпунов, Б.В. Гнеденко, Н.М. Амосов, А.Г. Ивахненко, В.А. Ковалевский и др.).

    1959 г. Под руководством С.А. Лебедева создана машина БЭСМ-2 производительностью 10 тыс. опер./с. С ее применением связаны расчеты запусков космических ракет и первых в мире искусственных спутников Земли.

    — С.А. Лебедев за работой

    1959 г. Создана машина М-20, главный конструктор С.А. Лебедев. Для своего времени одна из самых быстродействующих в мире (20 тыс. опер./с.). На этой машине было решено большинство теоретических и прикладных задач, связанных с развитием самых передовых областей науки и техники того времени. На основе М-20 была создана уникальная многопроцессорная М-40 — самая быстродействующая ЭВМ того времени в мире (40 тыс. опер./с.). На смену М-20 пришли полупроводниковые БЭСМ-4 и М-220 (200 тыс. опер./с.).

    1964 г. Начат выпуск семейства машин третьего поколения — IBM/360.

    1967 г. Под руководством С.А. Лебедева организован крупно-серийный выпуск шедевра отечественной вычислительной техники — миллионника БЭСМ-6, самой быстродействующей машины в мире. За ним последовал "Эльбрус" — ЭВМ нового типа, производительностью 10 млн. опер./с.

    В период 1970-80гг возобладали «общечеловеческие ценности».

    Очередной раз отечественная вычислительная техника взяла равнение на голубого гиганта - IBM с её убогими конструкциями.

    И это несмотря на раздрай внутри самой фирмы, когда несогласная с технической политикой руководства группа разработчиков покинула IBM, образовав собственную фирму «Burrouse». Она же прославилась своей 64-процессорной ЭВМ «Burrouse-7700», на которой в 70-х годах прошлого столетия держалась вся противовоздушная оборона США.

    Специалисты Burrouse открыто признавали, что им так и не удалось достичь уровня советской БЭСМ-6.

    http://www.mailcom.com/besm6/index_ru.shtml

    "Российская серия суперкомпьютеров БЭСМ, может свидетельствовать о лжи Соединенных Штатов, объявлявших технологическое превосходство в течение лет холодной войны"

    В конце 60-х руководством страны было принято решение, имевшее, как показал ход дальнейших событий, катастрофические последствия: о замене всех разнокалиберных отечественных разработок среднего класса (их насчитывалось с полдесятка - "Мински", "Уралы", разные варианты архитектуры М-20 и пр.) - на Единое Семейство ЭВМ на базе архитектуры IBM 360, - американского аналога. На уровне Минприбора не так громко было принято аналогичное решение в отношении мини-ЭВМ. Потом, во второй половине 70-х годов, в качестве генеральной линии для мини- и микро-ЭВМ была утверждена архитектура PDP-11 также иностранной фирмы DEC. В результате производители отечественных ЭВМ были принуждены копировать устаревшие образцы IBM-вской вычислительной техники. Это было начало конца.

    Вот оценка члена-корреспондента РАН Бориса Арташесовича Бабаяна (полный текст статьи доступен с адреса http://www.znanie-sila.ru/online/issue_741.htm):

    "Я считаю, что это критический этап развития отечественной вычислительной техники. Были расформированы все творческие коллективы, закрыты конкурентные разработки и принято решение всех загнать в одно "стойло". Отныне все должны были копировать американскую технику, причем отнюдь не самую совершенную. Гигантский коллектив ВНИИЦЭВТ копировал IBM, а коллектив ИНЭУМ - DEC."

    Но попытка прямого копирования западных вообще провалилась. К тому же микроЭВМ не предназначалась и не могла стать полноценной заменой больших ЭВМ. В итоге СССР вообще лишился возможности производить собственную вычислительную технику и программное обеспечение.

    Никоим образом не стоит думать, что коллективы разработчиков ЕС ЭВМ выполняли свою работу плохо. Напротив, создавая вполне работоспособные компьютеры (хоть и не очень надежные и мощные), подобные западным аналогам, они справились с этой задачей блестяще, - учитывая то, что производственная база в СССР отставала от западной. Ошибочной была именно ориентация всей отрасли на "подражание Западу", а не на развитие оригинальных технологий.

    К сожалению, сейчас неизвестно, кто конкретно в руководстве страны принял преступное решение о сворачивании оригинальных отечественных разработок и развитии электроники в направлении копирования западных аналогов. Возможно, им был либо недостаточно умный человек, не способный компетентно оценить ситуацию в своей отрасли, либо лоббист западных корпораций или правительств, умело внедренный в правительство СССР. Обьективных причин для такого решения не было никаких.

    Так или иначе, но с начала 70-х годов разработка малых и средних средств вычислительной техники в СССР начала деградировать. Вместо дальнейшего развития проработанных и испытанных концепций компьютеростроения огромные силы институтов вычислительной техники страны стали заниматься "тупым", да к тому же еще и полузаконным копированием западных компьютеров. Впрочем, законным оно быть не могло - шла "холодная война", и экспорт современных технологий "компьютеростроения" в СССР в большинстве западных стран был попросту законодательно запрещен.

    Из-за приказа некомпетентных или сознательно вредящих деятелей правящей верхушки Советского Союза того времени советской вычислительной технике был закрыт путь на вершину мирового Олимпа. Которой она вполне могла достичь - научный, творческий и материальный потенциал вполне позволяли это сделать.

    Еще прекрасная отечественная разработка - «Истра-4816». Разработчикам в этой микроЭВМ удалось совместить 8- и 16-разрядные микропроцессоры, а технологи, в свою очередь отказавшись копировать западную технологию, спроектировали производство под имевшиеся возможности. В результате была создана вполне приличная отечественная микроЭВМ, объявления о продаже работоспособных экземпляров которой доводилось видеть вплоть до 1999 года. Но и это достижение было предано забвению.

    Ещё один пример связан с бортовым вычислителем ритуально казнённой станции «Мир» - детища советской космонавтики. Использовавшийся для управления системой ориентации и энергетикой «Мира» этот вычислитель проработал завидное время и, как сама станция, мог бы проработать дольше при своевременном проведении ремонтно-профилактических работ. Но было навязано решение о свёртывании самостоятельных космических исследований.


    Блеск и нищета отечественных электронно-вычислительных машин
    Юрий Попов

    Слово «компьютер» уже давно и плотно укоренилось в мозгах даже самых «темных» слоев населения. Что это такое, на сегодняшний день хотя бы в общих чертах представляют даже папуасы Новой Гвинеи, что уж говорить о жителях нашей необъятной родины. Однако словосочетания «российский процессор» или «советский компьютер», к сожалению, вызывают ряд специфических ассоциаций. Допотопные устройства, громоздкие, слабые, неудобные, да и вообще, отечественная техника — это всегда повод для сарказма и иронии. К сожалению, мало кто знает, что СССР в определенные моменты истории вычислительной техники был «впереди планеты всей». И еще меньше информации вы найдете о современных отечественных разработках в этой области.

    «Нет пророка в своем Отечестве»

    Советский Союз называют страной, обладавшей одной из самых сильных научных школ в мире, не только «квасные» патриоты. Это объективный факт, основанный на глубоком анализе системы образования экспертами Британской ассоциации педагогов. Исторически в СССР особый упор делался на подготовку специалистов в области естественных наук, инженеров и математиков. В середине XX века в Стране советов существовало несколько школ разработки вычислительной техники, и недостатка квалифицированных кадров для них не наблюдалось. Десятки талантливых ученых и инженеров участвовали в создании различных систем электронных счетных машин.

    Разработки велись сразу в нескольких направлениях, от вычислительной техники высокой производительности до внедрения новых способов хранения данных. Здесь можно отметить и работы выдающегося ученого В. М. Глушкова, впервые выдвинувшего идею создания глобальной информационной инфраструктуры, и проектирование узкоспециализированных ЭВМ Н. Я. Матюхиным и М. А. Карцевым, и создание нетрадиционных архитектур вычислительных машин, в том числе уникального компьютера «Сетунь» на основе троичной логики, разработанного под руководством Н. П. Бруснецова.

    Сергея Алексеевича Лебедева (1902 — 1974 гг.) небезосновательно называют основоположником развития вычислительной техники в Советском Союзе — под его руководством были разработаны 15 типов ЭВМ, от простейших ламповых до суперкомпьютеров на интегральных схемах.

    Заря новой эпохи

    Первые образцы электронных вычислительных машин были созданы примерно в одно и то же время в США и Великобритании. Чуть позже ЭВМ появились и в СССР. Разумеется, советские ученые знали, что на Западе такая техника уже существует, но, как и любая другая информация, просачивавшаяся в Россию во времена холодной войны, эти данные были весьма скудными и невнятными. Основная часть информации поступала от разведчиков, однако у них в те времена приоритетной задачей был военный шпионаж и исследования в области ядерного оружия. ЭВМ их интересовали только потому, что они находились в ведении американского военно-промышленного комплекса и были строго засекречены. Поэтому разговоры о том, что советская вычислительная техника копировалась с западных образцов, — не более чем инсинуации. Да и о каких «образцах» может идти речь, если действующие модели компьютеров в то время занимали два-три этажа и доступ к ним имел лишь весьма ограниченный круг лиц? Максимум, который могли получить отечественные шпионы, — отрывочные сведения из технической документации и стенограммы с научных конференций.

    В конце 40-х годов в СССР сформировались основные научные школы, создававшие ЭВМ первого и второго поколений, появились первые проекты и их практическое воплощение. Это Пензенский НИИ математических машин, под руководством Б. И. Рамеева занимавшийся разработкой универсальной вычислительной техники общего назначения. Это школа И. С. Брука, под руководством которого создавались малые и управляющие ЭВМ. И, конечно, коллектив выдающегося ученого академика С. А. Лебедева, являющегося основоположником центральных вычислительных машин в нашей стране.

    Именно под руководством Лебедева была создана универсальная электронная счетная машина — первая в Европе.

    МЭСМ и БЭСМ

    В СССР было известно о создании американцами в 1946 году машины ENIAC — первой в мире ЭВМ с электронными лампами в качестве элементной базы и автоматическим программным управлением. В конце 1948 года Лебедев начал работу над своей машиной. Через год была разработана архитектура (практически с нуля, без каких-либо заимствований), а также принципиальные схемы отдельных блоков. В 1950 году ЭВМ была в рекордные сроки смонтирована силами всего лишь 12 научных сотрудников и 15 техников.

    Первый компьютер — ЭНИАК (ENIAC, Electronic Numerical Integrator And Computer) — был разработан в США в 1946 году. Отечественный аналог МЭСМ, появившийся четыре года спустя, превосходил американского «первенца» по многим параметрам. В частности, в нем использовались принципы известной нам двоичной логики

    Свое детище Лебедев назвал «Малая электронная счетная машина», или МЭСМ. «Ребеночек», состоявший из шести тысяч электронных ламп, занял целое крыло двухэтажного здания. По сути это был лишь первый пробный шар в создании советских ЭВМ, можно сказать макет (кстати, буква «М» в аббревиатуре «МЭСМ» первоначально и означала «макет»). Однако вычислительные мощности этой машины сразу оказались востребованными — к ней выстраивались целые очереди из математиков с различными задачами, для решения которых требовался быстродействующий вычислитель.

    При создании МЭСМ были использованы все основополагающие принципы создания компьютеров, такие как наличие устройств ввода и вывода, кодирование и хранение программы в памяти, автоматическое выполнение вычислений на основе хранимой в памяти программы и т.д. Наконец, это была ЭВМ на основе использующейся и в настоящее время в вычислительной технике двоичной логики (ENIAC использовал десятичную систему).

    Вслед за малой электронно-счетной машиной последовала и большая — БЭСМ-1. Разработка была завершена осенью 1952 года, после чего Лебедев стал действительным членом Академии наук СССР.

    В новой машине был учтен опыт создания МЭСМ и применена улучшенная элементная база. Компьютер обладал быстродействием в 8-10 тысяч операций в секунду (против всего лишь 50 операций в секунду у МЭСМ), внешние запоминающие устройства были выполнены на основе магнитных лент и магнитных барабанов. Несколько позже ученые экспериментировали с накопителями на ртутных трубках, потенциалоскопах и ферритовых сердечниках.

    Если в СССР о западных ЭВМ знали мало, то в Европе и США о советских компьютерах не знали практически ничего. Поэтому доклад Лебедева на научной конференции в Дармштадте стал настоящей сенсацией: оказалось, что собранная в Советском Союзе БЭСМ-1 является самым производительным компьютером в Европе и одним из самых мощных в мире.

    Первые вычислительные машины в Союзе работали без продыху. Сверхбыстрые вычисления требовались математикам, конструкторам, ученым-термоядерщикам и многим-многим другим специалистам.

    Результатом дальнейшей работы коллектива под руководством Лебедева стало развитие и усовершенствование БЭСМ-1. Был создан серийный образец суперкомпьютера М-20, выполнявший до 20 тысяч операций в секунду. Кроме того, специально для нужд военных, в том числе для Центра контроля космического пространства, было разработано несколько моделей ЭВМ со все большей производительностью.

    1958 год стал еще одной важной, хоть и малоизвестной вехой в развитии вычислительной техники. Под руководством В. С. Бурцева, ученика Лебедева, комплекс, состоявший из нескольких машин М-40 и М-50 (глубокая модернизации М-20), в том числе расположенных на мобильной платформе, был объединен между собой в беспроводную сеть, работавшую на расстояниях до 200 км. При этом официально считается, что первая в мире компьютерная сеть заработала только в 1965 году, когда были соединены компьютеры TX-2 Массачусетского технологического института и Q-32 корпорации SDC в Санта-Монике.

    Второе поколение

    К концу 50-х годов (с серьезным отставанием по времени от США) в СССР был налажен серийный выпуск транзисторов, ставших основой новой элементной базы ЭВМ взамен громоздких и ненадежных ламп. Первыми машинами на полупроводниках были БЭСМ-3М и БЭСМ-4. Правда, они почти полностью копировали архитектуру М-20, разница была лишь в использовании транзисторов вместо ламп.

    Первой же полноценной машиной второго поколения стала БЭСМ-6. Эта машина обладала рекордным для того времени быстродействием — около миллиона операций в секунду. Многие принципы ее архитектуры и структурной организации стали настоящей революцией в вычислительной технике того периода и, по сути, были уже шагом в третье поколение ЭВМ.

    БЭСМ-6, созданная в СССР в 1966 году, обладала рекордным для того времени быстродействием — около миллиона операций в секунду

    В БЭСМ-6 было реализовано расслоение оперативной памяти на блоки, допускающие одновременную выборку информации, что позволило резко увеличить скорость обращений к системе памяти. Был впервые внедрен метод буферизации запросов, создан прообраз современной кэш-памяти, реализована эффективная система многозадачности и обращения к внешним устройствам и многие другие инновации, некоторые из которых применяются до сих пор. БЭСМ-6 оказалась настолько удачной, что серийно выпускалась в течение 20 лет и эффективно работала в различных государственных структурах и институтах.

    Покорение Эльбруса

    Следующим этапом стали работы по созданию супер-ЭВМ, семейство которых получило название «Эльбрус». Этот проект был начат еще Лебедевым, а после его смерти был возглавлен Бурцевым.

    Первый многопроцессорный вычислительный комплекс «Эльбрус-1» был запущен в 1979 году. Он включал в себя 10 процессоров и обладал быстродействием порядка 15 миллионов операций в секунду. Эта машина на несколько лет опередила ведущие западные образцы ЭВМ. В «Эльбрус-1» была впервые в мире реализована так называемая симметричная многопроцессорная система с общей памятью, принцип которой используется по сей день в современных суперкомпьютерах.

    «Эльбрусы» вообще внесли в теорию вычислительных машин ряд революционных новшеств. Это суперскалярность (обработка за один такт более одной инструкции), реализация защищенного программирования с аппаратными типами данных, конвейеризация (параллельная обработка нескольких инструкций) и др. Все эти возможности впервые появились в советских компьютерах. Еще одним основным отличием системы «Эльбрус» от ей подобных, выпускавшихся в Союзе ранее, является ориентация на языки программирования высокого уровня. Базовый язык («Автокод Эльбрус Эль-76») был создан В. М. Пентковским, который впоследствии стал главным архитектором процессоров Pentium.

    Новое время, новые реалии

    Из всего вышесказанного может сложиться впечатление, что история советской вычислительной техники — это череда побед и эпохальных достижений. Однако это не так. Инженеры, ученые и конструкторы, создававшие компьютеры в СССР, безусловно, были фатально недооценены как историей вообще, так и родным государством в частности. Основным заказчиком ЭВМ был военно-промышленный комплекс со своими специфическими задачами, и он дал жизнь множеству гениальных технических решений и поистине выдающимся образцам вычислительной техники. Но, к сожалению, зачастую это были узкоспециализированные машины, а требования, предъявляемые государством к компьютерам, носили декларативный характер.

    Переход страны к новому времени и вовсе превратился в страшный кошмар для научно-исследовательских институтов и ученых. Работа коллективов, занимавшихся разработкой вычислительной техники, фактически остановилась на несколько лет. Многие ученые уехали за границу, где их таланты послужили развитию компьютерных технологий других стран.

    По словам Кейта Диффендорфа, редактора бюллетеня Microprocessor Report, вместе с Пентковским в Intel переехал огромный опыт и совершенные технологии, разработанные в Советском Союзе, в том числе основополагающие принципы современных архитектур, такие как SMP (симметричная мультипроцессорная обработка), суперскалярная и EPIC (Explicitly Parallel Instruction Code — код с явным параллелизмом инструкций) архитектуры. На основе этих принципов в Союзе уже выпускались компьютеры, в то время как в США эти технологии только «витали в умах ученых».

    Но история не терпит сослагательного наклонения, так что случилось так, как случилось, и сегодня мир пользуется не «Эльбрусами», а Pentium’ами.

    Тем не менее, не все еще потеряно. В России по-прежнему ведутся разработки компьютерной техники. Информация о них отрывочна и противоречива. Так, немало уже копий сломано вокруг продолжающего свою историю «Эльбруса».

    Взбудоражила общественность вышедшая в 1999 году статья все того же Кейта Диффендорфа «Русские идут» («The Russians Are Coming»), в которой он дал высокую оценку разработке российской компании МЦСТ (Московский центр SPARC-технологий), созданной на базе отделений Института точной механики и вычислительной техники имени С. А. Лебедева. Речь идет о микропроцессоре «Эльбрус-2000».

    Основной отличительной чертой этого изделия является наиболее глубокое на сегодняшний день распараллеливание ресурсов для одновременно выполняющихся инструкций. В целом с этой разработкой есть множество неясностей и противоречий. Официальная версия гласит, что на реализацию проекта у МЦСТ не хватило средств. В то же время интригующие характеристики нереализованного процессора взбудоражили умы совета директоров компании Intel. Так, еще в 2002 году Борис Бабаян (руководитель группы разработчиков) в интервью ExtremeTech сообщил что «при технологических нормах 0,1 мкм процессор будет иметь тактовую частоту 3 ГГц и обеспечит производительность порядка 500 SPECint95 и 1200 SPECfp95». Согласитесь, в 2002 году тактовая частота в 3 ГГц не могла не привлечь внимания. Да и заявленные показатели производительности поражают воображение. Насколько эта информация верна — неизвестно, однако вскоре корпорация Intel заключила договор с компанией «Эльбрус МЦСТ» и объявила о зачислении их сотрудников в свой штат.

    Однако история «Эльбруса» на этом не закончилась. 27 октября 2007 года появилась официальная информация о том, что российский микропроцессор «Эльбрус Е3М» прошел государственные испытания. Наиболее интригующая часть звучит следующим образом: «По архитектурно-логическим и программным решениям вычислительный комплекс «Эльбрус-3М1» находится на современном мировом уровне, а по ряду решений превосходит его». Заявлено, что по абсолютному быстродействию новый процессор ЕЗМ в среднем аналогичен Pentium 4 с частотой 2 ГГц. Что же касается архитектурного быстродействия, то новая разработка превосходит знаменитый Itanium в 2,5 раза, а Pentium 4 и Xeon — в 6,5 раз.

    Какова будет дальнейшая судьба «Эльбруса», как обычно, покажет время.


    Первая и единственная троичная ЭВМ
    Наталия Дубова

    В 1959 году завершилась разработка в стенах МГУ уникальной троичной ЭВМ «Сетунь»

    Всем известно, что в компьютерах для вычислений и представления информации используется двоичная система, в соответствии с которой единица данных, байт, представляет собой последовательность нулей и единиц. Но многие ли знают о том, что в Советском Союзе была создана и несколько лет успешно работала троичная машина. Речь идет об ЭВМ «Сетунь», разработка которой завершилась в 1959 году в стенах МГУ. Ее главный конструктор — Николай Петрович Брусенцов.

    — Опытный образец ЭВМ «Сетунь и ее создатель Николай Петрович Брусенцов, 1959 год.

    Брусенцов начал работу в Московском университете в 1953 году, сразу после окончания МЭИ. Вначале занимался разовыми работами в только что созданном СКБ при МГУ. Благодаря знакомству с сотрудником Брука, Николай Петрович смог увидеть работающую машину М-2, недавно законченную в этой лаборатории. Это предопределило его дальнейшую научную судьбу.

    Возглавлявший в те годы кафедру вычислительной математики мехмата МГУ Сергей Львович Соболев намеревался заполучить М-2 в университет. Но по стечению обстоятельств машина в МГУ не попала. Соболев же загорелся идеей разработки малой ЭВМ специально для использования в учебных заведениях. Для этого при только еще организующемся ВЦ МГУ открывается специальная проблемная лаборатория, а при ней — семинар, где первые университетские программисты — Шура-Бура, Семендяев, Жоголев и, конечно, сам Соболев — искали пути к созданию малогабаритной, надежной, простой в использовании и недорогой машины. Брусенцов, который также по инициативе Соболева был переведен на мехмат, включился в работу семинара.

    Один из основных обсуждавшихся вопросов — на какой элементой базе строить машину. Ламповые машины уже тогда казались чересчур громоздкими и энергоемкими, их эксплуатация и обслуживание требовали значительных усилий. Полупроводниковые транзисторы только начинали появляться и были слишком ненадежны. Остановились на магнитных элементах. 23 апреля 1956 года состоялось заседание семинара, участники которого приняли окончательное решение о разработке малой ЭВМ на магнитных логических элементах (пока речь идет о машине с двоичным представлением данных), сформулированы технические требования и назначен руководитель разработки — Брусенцов. Он же и единственный исполнитель.

    К этому времени уже существовала машина, полностью выполненная на магнитных элементах, — в ИТМиВТ, в лаборатории Гутенмахера. За несколько лет до того именно Гутенмахер должен был стать основным разработчиком ЭВМ в СКБ-245, причем планировалось делать машину на разработанных им феррит-диодных элементах. Однако с приходом в СКБ Рамеева работа была переориентирована на электронные лампы, и в результате появилась ЭВМ «Стрела», о которой мы уже рассказывали. Гутенмахер же закончил свою машину в ИТМиВТ, где она и работала. Машина была низкой производительности, с большим количеством недостатков, особенно в отношении электротехники. Поскольку новую университетскую ЭВМ решено было строить на магнитных элементах, Брусенцова по протекции Соболева допустили в окутанную атмосферой большой секретности лабораторию Гутенмахера на стажировку.

    Размышления о том, как устранить многочисленные проблемы этой машины, неожиданно привели его к мысли об использовании троичной системы счисления. Вот что пишет он сам: «Оказалось, что эти элементы не только весьма удобны для построения троичных цифровых устройств. Троичные устройства получаются существенно более экономными в отношении количества оборудования и потребляемой мощности, более быстрыми и структурно более простыми, чем двоичные устройства, реализованные на тех же элементах».

    Соболев поддержал замысел Брусенцова — создать троичную ЭВМ. Штат лаборатории увеличился до 20 человек, которые собственными руками изготовили опытный образец машины (он эксплуатировался в МГУ 15 лет). Наладка была выполнена очень быстро — за десять дней. Назвать новую ЭВМ решили по имени речки, протекавшей недалеко от университета — «Сетунь».

    Наверно, такая необычная машина могла родиться только в университетских стенах. В троичной цифровой технике используются трехзначные сигналы и трехстабильные элементы памяти (трит). Аналог байта — трайт (шестерка тритов). Очевидно, что по сравнению с двоичной машиной в троичной элементы усложняются, но зато удается упростить создаваемые из них структуры и увеличить скорость обработки данных. Своей простотой и практичностью «Сетунь» обязана представлению чисел и команд в симметричном коде — (-1,0,1). По существу, у университетских разработчиков получился первый RISC-компьютер: длина машинного слова — 9 тритов, всего 24 команды, при этом удавалось с большой эффективностью реализовать разнообразные алгоритмы. На «Сетуни» решались задачи: математического моделирования в физике и химии, оптимизации управления производством, краткосрочных прогнозов погоды, конструкторских расчетов, компьютерного обучения, автоматизированной обработки экспериментальных данных и т. д.

    Еще одной особенностью машины была страничная двухуровневая организация памяти. Магнитный барабан, позаимствованный у ЭВМ «Урал», был связан с быстрой оперативной памятью постраничным обменом. Таким образом получался своего рода кэш, который способствовал повышению производительности машины.

    Брусенцов стремился опровергнуть миф о трудной постижимости, даже некой мистичности трехзначной логики, на которой основывается работа «Сетуни». Миф этот берет начало в средних веках, когда проповедовавшего идеи трехзначной логики Уильяма Оккама чуть не сожгли на костре. Себе в союзники Брусенцов берет Аристотеля и Льюиса Кэрролла, также развивавших принципы трехзначной логики. На самом деле в жизни очень многие вопросы предполагают тройственный ответ: да — нет — может быть, поэтому трехзначная логика вполне адекватна действительности, и, может быть, как форма мышления даже более удобна и привычна для людей, чем логика двузначная.

    Однако, несмотря на очевидные плюсы нетрадиционной машины, зеленой улицы ей не дали. «Сетунь» выпускалась серийно в Казани, но небольшими партиями, по 15-20 машин в год без большого энтузиазма со стороны производственников. За пять лет было выпущено 50 машин, 30 из них стояли в высших учебных заведениях. «Сетунь» действительно оказалась надежной — практически без всякого сервиса она работала и в Калининграде, и в Магадане.

    Брусенцов развил свои идеи в новой машине «Сетунь-70», которая была закончена в 1968 году. Убежденный в том, что «истинный RISC может быть только троичным» (хотя в те годы эта терминология еще не употреблялась), он создал машину, в которой объединил принципы эффективной архитектуры на минимальном наборе команд, трехзначную логику, троичный код и идеи структурного программирования. Но после завершения работ над «Сетунью-70» лаборатория Брусенцова была вынуждена прекратить разработки ЭВМ, фактически изгнана из МГУ. Тем не менее на новой машине удалось сделать систему «Наставник», которая использовалась в процессе обучения студентов с помощью компьютера.


    Система управления орбитального корабля «Буран»
    Взято с сайта http://buran.ru/

    "Буран" - советский крылатый орбитальный корабль многоразового использования. Предназначен для решения ряда оборонных задач, выведения на орбиту вокруг Земли различных космических объектов и их обслуживания; доставки модулей и персонала для сборки на орбите крупногабаритных сооружений и межпланетных комплексов; возврата на Землю неисправных или выработавших свой ресурс спутников; освоения оборудования и технологий космического производства и доставки продукции на Землю; выполнения других грузопассажирских перевозок по маршруту Земля-космос-Земля. Первый и единственный орбитальный полёт "Бурана" состоялся в беспилотном режиме 15-го ноября 1988 года.

    Система управления - центральная система комплекса бортовых систем ОК - обеспечивает функционирование и тесные связи с другими системами ОК, планером, ОДУ, агрегатами и элементами, включающими в свой состав электроприводы, пиротехнические устройства, элементы пневмо- и гидроавтоматики, требующие дистанционного управления и контроля.

    Описание

    Разработка ОК потребовала создания уникальной по построению и характеристикам централизованной системы управления, принципиально отличающейся от систем других КА и выполняющей функции, которые на других КА и орбитальных станциях обеспечивались несколькими самостоятельными системами. Так, для управления системами и приборами существовала отдельная система управления бортовым комплексом, а реализацией логических задач по приему, обработке и выдаче в другие системы команд и установок, поступающих от наземного комплекса управления (НКУ), ведала радиотехническая система и т.п. Естественно, что эти системы были взаимосвязаны, однако существовали на борту и разрабатывались как отдельные.

    В системе управления ОК "Буран" основные функции управления и контроля потребовали использования прогрессивных принципов и решений, что придало комплексу бортовых систем новые качества и возможности. Система управления ОК решает три главные задачи:

    1. управление движением ОК с реализацией программных изменений траектории его движения для переходов с одной орбиты на другую, а также изменение и поддержание необходимой ориентации в процессе полета;

    2. управление бортовыми системами ОК, т.е. реализация программы включения-выключения систем и их элементов, а также изменения режимов их работы в соответствии с требованиями, диктуемыми программой полета;

    3. контроль и диагностика функционирования всего комплекса бортовых систем в целях подтверждения правильности выполнения программы их работы и выявления отклонений для принятия мер по обеспечению безопасности экипажа и выполнению программы полета.

    Эти три классические задачи управления КА решаются при выведении на орбиту, в полете по орбите, при спуске и посадке на ВПП посадочного комплекса (ПК). Для ОК их решение дополнительно усложнено требованием обеспечения максимальной автономности управления полетом, т.е. независимостью бортовых средств управления от наземных, хотя полная автономность при выполнении сложных операций практически невозможна. Это требование вызвало необходимость существенного увеличения потенциальных возможностей бортовых программно-логических устройств, входящих в систему управления, по проведению расчетно-логических операций и увеличению бортового банка данных для решения различных по своему характеру управленческих задач, например для автономного решения задачи по сближению и стыковке ОК с другим КА.

  • Вариант автономного управления процессом сближения предусматривает введение в систему управления ОК еще до его старта с Земли (в составе полетного задания) данных о параметрах движения КА, с которым он должен сблизиться и состыковаться на орбите. При этом все последующие действия, связанные с выбором варианта сближения, расчетом места, времени и настройки режимов работы ОДУ и других бортовых систем, необходимые для маневров и управления при сближении и стыковке, СУ реализует самостоятельно. Такой вариант управления обеспечивает максимальную оперативность решения задачи, а в ряде случаев и оптимизацию энергетических затрат на ее реализацию.
  • Вариант смешанного управления связан с реализацией действий при сближении и стыковке: после выведения ОК на орбиту НКУ определяет параметры его орбиты, зная параметры движения КА, с которым он должен состыковаться, рассчитывает необходимые маневры дальнего сближения и выдает через бортовой радиотехнический комплекс на ОК данные в виде уставок на каждую коррекцию траектории, предусматривающую включение двигательной установки для выдач разгонного или тормозного импульса. Завершающий этап сближения и стыковка проводятся системой управления автоматически либо с участием экипажа. Этот вариант обеспечивает более высокие показатели безопасности, а в некоторых случаях (с учетом особенностей КА, с которым должна быть стыковка) является единственным решением задачи.
  • Ранее разработанные транспортные КК типа "Союз" использовали режим смешанного управления сближением и стыковкой с орбитальной станцией.

    Система управления ОК "Буран" обеспечивает сближение и стыковку как в режиме смешанного, так и в режиме автономного управления полетом.

    Существует еще одно принципиальное отличие, характерное для ОК многоразового использования, заметно влияющее на построение и характеристики его СУ. КК типа "Союз", совершающие полеты по трассе "Земля-орбита-Земля", для схода с орбиты перед включением двигательной установки ориентируются с учетом того, чтобы тормозной импульс был выдан в заданном направлении, а дальнейшее движение спускаемого аппарата КК по траектории приводит его в заданный район посадки, где размещаются поисковые средства. Точность ориентации КК "Союз" перед спуском для сокращения района действия поисковых средств ограничивается 1°, однако, если ошибка ориентации по каким-либо причинам составит порядка 10°, СА все равно вернется на Землю, хотя и совершит посадку в другом районе. Для ОК "Буран" ошибка ориентации перед спуском должна быть не более 20', так как при большем ее значении ОК не сможет выйти в район ВПП ПК и совершить посадку. Для решения задачи посадки к СУ ОК кроме высокой точности углового положения предъявляются повышенные требования по точности решения навигационной задачи, определения и поддержания базовой инерциальной системы координат и по решению других задач, связанных с реализацией самолетной посадки.Система управления включает:

    - программно-логические устройства, центральным звеном которых является бортовой цифровой вычислительный комплекс (БЦВК);

    - датчики (гироскопические, оптико-электронные, радиотехнические, измерения высотно-скоростных параметров и др.);

    - блоки электросилового питания и согласования с исполнительными органами и многочисленными бортовыми системами и агрегатами.

    В состав СУ также входят специализированные комплексы и подсистемы:

    - управления полетом ОК в атмосфере, при маневрировании, заходе на посадку и посадке на ВПП;

    - навигационных средств, обеспечивающих определение вектора состояния ОК с использованием глобальной спутниковой навигационной системы, а также датчиков и средств проведения автономных навигационных измерений как в автоматическом, так и в ручном (с участием экипажа) режиме работы;

    - специализированных средств, обеспечивающих взаимодействие и управление системами, входящими в состав планера ОК (гидросистема, ВСУ, рулевые и другие системы), ОДУ, являющейся одним из видов исполнительных органов СУ и имеющей в своем составе два двигателя орбитального маневрирования большой тяги и значительное число двигателей меньшей тяги, а также взаимодействие с бортовым радиотехническим комплексом для организации радиосвязи с НКУ.

    По конструктивному исполнению СУ представляет собой ряд крупных блоков, установленных для обеспечения теплового режима на охлаждаемые жидкостным контуром системы терморегулирования платы. Основные блоки СУ размещаются в кабине, других отсеках и крупных агрегатах ОК. Многочисленные и многообразные электрокабели связывают всю аппаратуру ОК с СУ.

    Состав

    Система управления (СУ) ОК предназначена для управления движением, ориентацией и навигацией ОК, а также для реализации командно-программного управления всеми его бортовыми системами. Она обеспечивает:

    1. измерение, преобразование и передачу в БЦВК значений углов, угловых скоростей, линейных и угловых ускорений по трем осям связанной системы координат при полете;

    2. хранение базовой инерциальной системы координат и расчет текущих параметров положения ОК;

    3. расчет, формирование, преобразование и выдачу управляющих сигналов на исполнительные органы, обеспечивающие заданную ориентацию ОК в пространстве относительно центра масс и управление его движением для выполнения заданных разворотов и перемещений;

    4. командно-программное управление функционированием бортовых систем при автономной или совместной с наземным комплексом управления (НКУ) работе ОК как в штатной, так и в нештатных ситуациях;

    5. проведение всех видов наземных испытаний ОК;

    6. контроль и диагностику технического состояния бортовых систем;

    7. учет и прогнозирование количества топлива и запасов рабочего тела на всех участках полета;

    8. двусторонний обмен между ОК и НКУ командно-программной информацией (КПИ) на всех участках полета;

    9. расчет, формирование, преобразование и выдачу управляющих сигналов на аэродинамические органы, обеспечивающие заданную ориентацию ОК при спуске и посадке (в том числе и автоматическую посадку).

    Система управления включает в себя командные приборы, вычислительную систему, аппаратуру управления исполнительными органами и системами ориентации и навигации, преобразования и распределения электроэнергии, управления средствами посадки, сопряжения бортовых систем и управления ими, уплотнения сигнальной и аналоговой информации для связи с наземным проверочно-пусковым комплексом.

    Система управления ОК является уникальной системой, не имеющей аналогов в отечественном ракетостроении. Ее структура и приборный состав имеют ряд технических и эксплуатационных особенностей, которые обеспечивают:

    1. работоспособность ОК на участках выведения, орбитального полета, спуска и посадки;

    2. возможность вмешательства экипажа в процесс управления с переходом на ручное управление (это потребовало создания высоконадежной системы контроля и диагностики) в ходе выполнения большинства участков полета;

    3. повышенную надежность и безотказность благодаря способности сохранять работоспособность при двух любых отказах в каждом функционально независимом узле или элементе;

    4. возможность изменения (наращивания) комплектации ОК.

    СУ в качестве функциональных узлов включает в себя двухмашинный вычислительный комплекс с радиальной системой связи с периферийными абонентами и базовой БЦВМ (бортовым вычислителем "Бисер-4") и комплекс командных приборов, основой которого является четырехрамочная гиростабилизированная платформа.

    Систему управления можно представить как совокупность независимых функциональных трактов, решающих определенную локальную функциональную задачу в соответствии с ее логикой. Аппаратура системы, сгруппированная по признаку выполнения функциональной задачи совместно с аппаратурой других подсистем, объединена в функциональные тракты, которые в соответствии с решаемыми ими задачами делятся на три группы: общего пользования, системы управления движением (СУД) и системы управления бортовыми системами (СУБС).

    Функциональные тракты общего пользования участвуют в решении общих задач СУ, обеспечивают функционирование ее аппаратуры и бортовых систем и включают в себя информационный тракт вычислительной системы, тракты системы программно-временных устройств и внешней памяти вычислительной системы, систем единого времени, контроля и диагностики и сбора технологической информации, управления бортовыми системами (выдача команд и прием сигналов) и распределения и коммутации СЭП.

    Функциональные тракты СУД используются в автономном управлении навигацией и стабилизацией ОК и включают в себя тракты гиростабилизированной платформы, датчиков угловых скоростей, жестких акселерометров, построения местной вертикали, звездно-солнечного прибора, посадочных систем и управления исполнительными органами и аэродинамическими плоскостями.

    Функциональные тракты СУБС участвуют в управлении бортовыми системами ОК и по составу аналогичны его бортовым системам.

    БЦВК

    Бортовой цифровой вычислительный комплекс получает информацию от датчиков и бортовых систем, обрабатывает ее в режиме разделения времени между задачами и выдает управляющие воздействия на исполнительные органы и бортовые системы. Для обеспечения работы в реальном масштабе времени каждые 32,8 мс прерывается работа процессора, что создает предпосылки для периодического возвращения к решению одних и тех же задач.

    Облик и структуру БЦВК во многом определяет требование сохранения работоспособности и обеспечения безопасности экипажа при любых двух отказах. В состав БЦВК входят две идентичные по структуре и оборудованию вычислительные системы: центральная (ЦВС) и периферийная (ПВС), каждая из которых включает в себя четыре бортовые цифровые вычислительные машины, работающие синхронно по одинаковым программам, фактически резервирующие друг друга и представляющие четыре параллельных канала, на выходе каждого из которых имеется встроенная резервированная схема сравнения, контролирующая команды, выдаваемые абонентам из всех четырех БЦВМ. При отказе одной из БЦВМ схема сравнения блокирует ее выход и вычислительная система продолжает работать в составе трех каналов, при отказе второй БЦВМ ситуация повторяется: выход отказавшей БЦВМ блокируется и система продолжает работать в составе двух каналов.

    Как известно, программная синхронизация четырех БЦВМ в реальном масштабе времени при любом сочетании допустимых отказов является чрезвычайно сложной и недостаточно надежной. В связи с этим в ЦВС и ПВС используется не программная, а аппаратная синхронизация, для чего в составе БЦВК имеется единый кварцевый генератор, подающий во все восемь БЦВМ единую сетку тактовых импульсов частотой 4 МГц и с периодом прерывания 32,8 мс. Поскольку задающий генератор также должен удовлетворять требованию "надежная работа при двух отказах", он имеет пять каналов резервирования, на выходе каждого из которых установлена схема голосования "три из пяти". Кроме того, в состав БЦВК входит накопитель на магнитной ленте (МЛ) емкостью 819200 32-разрядных слов для хранения программного обеспечения и загрузки его в оперативную память БЦВК в процессе полета. Наряду с бортовыми программами на МЛ накопителя также может храниться служебная информация для бортовых дисплеев, используемых при пилотируемых полетах ОК.

    Основные характеристики БЦВМ

    ПараметрЗначение или характеристика
    Производительность центрального процессора (по Гибсону), оп./с37 • 104
    Число команд центрального процессора74
    Ёмкость запоминающих устройств в 32-разрядных словах:
              оперативного131 072
              постоянного16384
    Число процессоров ввода-вывода4
    Число линий связи подключения абонентов21
    Логический код обмена информацией с абонентамипоследовательный, 36-разрядные кодограммы
    Физический код обмена информацией с абонентамиБоинг—Литтон
    Тактовая частота обмена информацией с абонентами, МГц0,25
    Скорость межгранного обмена информацией с другими БЦВМ 9-разрядным кодом, слов/с61440 36-разрядных
    Энергопотребление, Вт270
    Напряжение литания, В27
    Температурный диапазон, °С-10...+50
    Масса, кг33,6

    ПО

    Программное обеспечение включает в себя программное обеспечение самого ОК, реализованное в БЦВК, а также программное обеспечение наземного автоматизированного испытательного комплекса, обеспечивающего проверку ОК на всех рабочих местах испытаний, в том числе и предстартовую подготовку.

    Программное обеспечение БЦВК не имеет аналогов среди отечественных систем управления летательных аппаратов как по масштабам и объему разработки, так и по многообразию и сложности решаемых задач.

    Объем программного обеспечения для современных РН и КА - десятки тысяч, а для ОК - сотни тысяч слов при одновременном резком увеличении логической сложности решаемых задач, что потребовало нового подхода к самой технологии его создания, а также объединения усилий нескольких крупных коллективов, насчитывающих сотни программистов. Сложность разработки ПО для ОК состояла в том, что наряду с традиционными для КА задачами управления движением впервые все задачи управления и контроля бортовых систем были реализованы с помощью управляющих программ БЦВК. Значительное число (более 50) бортовых систем и разнородность их задач потребовали различных подходов при реализации управляющих программ.

    Создание ПО усложнялось большим числом внешних связей как с цифровыми абонентами (БЦВМ сложных систем и приборы, воспринимающие коды БЦВК), так и с получателями релейных команд, с которыми БЦВК общается через дешифраторы.

    Обеспечение управления движением ОК оказалось весьма трудным делом, что объясняется достаточно сложной динамйческой схемой ОК как объекта управления и принципиально новыми для отечественного и мирового авиа- и ракетостроения задачами: аэродинамическим спуском в плотных слоях атмосферы с гиперзвуковой скоростью, приведением в район ВПП посадочного комплекса и "безмоторной" автоматической посадкой на ВПП. Выполнение этих задач потребовало тесного взаимодействия программ управления движением с программами бортовых систем, причем режимы управления движением, как правило, являются определяющими. Для орбитального управления движением ОК вследствие большого числа нештатных ситуаций характерно многообразие режимов работы с произвольной последовательностью их выполнения. ПО обеспечивает парирование отказов двигателей орбитального маневрирования при выведении, межорбитальных переходах и при сходе с орбиты, ведет учет расхода горючего и окислителя и, при необходимости, регулирование центровки ОК и его номинальной посадочной массы путем слива излишков топлива через тракт двигателей. В случае отказов ракетных блоков I и II ступеней РН СУ ОК обеспечивает в автоматических режимах его аварийное возвращение на ВПП стартового комплекса путем выполнения маневра возврата или выхода на одновитковую траекторию. Высокие требования к точности управления движением обеспечиваются применением усложненных алгоритмов с учетом факторов, которыми ранее пренебрегали.

    Важной особенностью управления бортовыми системами является программное управление их резервированием. Сложная логика управления избыточностью требует проведения коммутации соответствующих схем и элементов строго по циклограммам управления, поэтому БЦВК не только анализирует числовые значения контрольных величин, но и задает и контролирует временные соотношения в ходе выполнения полетных задач.

    Алгоритмы управления бортовыми системами проектируются разработчиками систем автоматического управления и передаются программистам для кодирования в системе команд БЦВК. Программы БЦВК отрабатываются автономно на универсальных ЭВМ, где их коды проверяются на соответствие исходным алгоритмам управления. После этапа автономной отработки программы БЦВК проходят комплексные испытания с реальным БЦВК и аппаратурой бортовых систем. Это сложный и наиболее трудоемкий этап разработки ПО, в ходе которого вскрываются не только программные, но и алгоритмические ошибки, вызванные неверным комплексным проектированием или недопониманием сложных аспектов функционирования реальной аппаратуры. При разработке ПО БЦВК достигнуть корректности алгоритмов столь большого комплекса управления было сложно, поэтому для интеграции отдельных программ в единый комплекс ПО потребовалась строгая дисциплина их написания, выдержанная с помощью специализированного языка высокого уровня, что позволило описать не только бортовые алгоритмы управления, но и поведение реальной аппаратуры для моделирования процесса управления на универсальных ЭВМ.

    Базой математического обеспечения БЦВК является операционная система. Вследствие большого круга задач, решаемых СУ, и большого числа различных программ и связей между ними при разработке операционной системы исходили из таких функций, реализуемых универсальными ЭВМ, как достоверная диагностика ошибок ПО, эффективное использование вычислительных ресурсов, восстановление вычислительного процесса при сбоях и применение вспомогательных программ для отладки.

    Для хранения полетного ПО объемом в сотни тысяч слов используется бортовой магнитофон. Для взаимодействия его с БЦВК разработана специальная методика перезаписи программ в оперативную память БЦВК с МЛ. В ходе полета периодически проводится подгрузка программ для обеспечения различных полетных режимов. Взаимодействие БЦВК с бортовым магнитофоном включает жесткий контроль сохранности записанной информации, а также дублирование записей (каждая зона магнитофонной ленты записывается дважды).

    Большие информационные потоки, циркулирующие между БЦВК и смежной аппаратурой, заставляют каналы ввода-вывода БЦВМ работать с предельной загрузкой. Специальные алгоритмы операционной системы запускают программы процессора только в случае получения правильной информации от абонентов и обеспечивают также параллельную работу отдельных программ, реализацию операций по заявкам на выдачу команд с учетом их приоритетности, разрешение конфликтных ситуаций без потерь выдаваемых команд и пропуска алгоритмов, диагностику правильности работы программ.

    Для предстартовой подготовки (ПСП) ОК впервые в отечественной практике был применен резервированный вычислительный комплекс на базе общепромышленных ЭВМ, которые позволяют на высоком уровне решать вопросы индикации и документирования ПСП, а их универсальные программные средства - существенно облегчить написание и отладку ее программ, сэкономить время и людские ресурсы. Впервые в отечественной практике на базе трех ЭВМ для осуществления пусковых операций был создан трехканальный синхронный вычислительный комплекс, в котором совместная работа каналов резервирования обеспечивалась специально разработанным аппаратно-программным механизмом, использующим метки начала цикла БЦВК.

    Анализ исходных данных для написания программ показал наличие в них большой "информационной загрузки", а опыт предшествующих разработок ПО - неизбежность огромных потерь времени вследствие коррекций в алгоритмах, кабельных связях, адресах абонентов и параметрах признаков. Для автоматизации этого процесса и исключения ручного труда и во избежание внесения дополнительных ошибок была создана информационная система, включающая базу данных с адресами контролируемых параметров и кодовыми конструкциями, принимаемыми или посылаемыми от проверяемой аппаратуры, а также специальный язык описания исходных данных, позволяющий автоматизировать процесс формирования программ на языке универсальной ЭВМ. При таком способе составления программ испытаний при изменениях в электрических схемах или программах БЦВК новые данные вносятся в базу данных информационной системы, которая автоматически определяет новые адреса и кодовые конструкции. Таким образом, коррекция связана лишь с автоматической перетрансляцией программы без изменения текста программы. Такая технология создания ПО позволила в сжатые сроки создать единый бортовой и наземный комплексы ПО общим объемом около 100 Мбайт.

    Отработка ПО

    Комплексная отработка бортового ПО - наиболее сложный этап в создании математического обеспечения ОК - позволяет решать множество задач, некоторые из которых (например, автоматическая посадка на ВПП) впервые встретились в мировой практике, при этом возникновение ошибок на любом этапе разработки ПО грозило потерей дорогостоящего ОК и разрушением стартового комплекса.

    Задача отработки СУ в режиме автоматической посадки была выделена в первый этап так называемых горизонтальных летных испытаний, который начался в 1982 г.

    Система управления испытывалась на летающих лабораториях, созданных на базе самолета Ту-154, и летающем аналоге ОК с системой управления, максимально приближенной к штатной. Разработка велась высококвалифицированными программистами на языке "Ассемблер" по исходным данным разработчиков аппаратуры около 6 лет, при этом наиболее сложным был этап отладки программ. Несмотря на сравнительно малое число бортовых систем (гидравлические, рулевые, парашютная и тормозная), которыми были укомплектованы летающие лаборатории, алгоритмы их управления и соответствующие программы имели наибольшее число ошибок, которые проявлялись на всех этапах испытаний, включая летные. Это объясняется в основном неправильным отражением сущности алгоритмов в исходных данных, недопониманием физики и всевозможных ограничений аппаратуры. Трудоемкая операция исправления ошибок затянула первый этап отработки ПО, поэтому натурные испытания автоматической посадки были завершены с положительным результатом лишь в 1987 г.

    Для штатного ОК число бортовых систем и общий объем ПО увеличились в 4 раза, что потребовало разработки качественно новой методики ее комплексной отработки и создания программных и аппаратных средств поддержки.

    На стендах с реальной аппаратурой традиционно основным видом испытаний являются так называемые комплексные испытания, цель которых по возможности более полно и приближенно к штатным условиям проверить правильность работы реальных систем. Программы, не имеющие штатной информации, либо отключаются, либо в них вводится имитирующая информация, что не позволяет проверить их полностью.

    Некоторая аппаратура в режиме комплексных испытаний вообще не может быть включена (например, ОДУ), а ПО для ее управления, как следствие, в штатной ситуации даже не проверяется.

    Для проверки бортовых программ в условиях реального полета при штатных и нештатных ситуациях был разработан специальный комплексный моделирующий стенд (КМС) в составе реальной БЦВМ (одного канала БЦВК) и бортового магнитофона со штатными программами.

    Для более полного приближения к реальной ситуации бьш разработан специальный адаптер, обеспечивающий связь БЦВК с моделями бортовых систем, имитирующих их поведение в ЭВМ ЕС, либо с реальной аппаратурой.

    Ввиду большого разнообразия решаемых ПО задач к оценке результатов проверок была привлечена большая группа специалистов по отдельным системам из различных организаций со своими уже исторически сложившимися традициями и приемами оценки работоспособности систем. Это обусловило широкие возможности КМС по оценке, проверке и объему вывода информации для последующего анализа, в ходе которого определяются:

    - достаточность ресурсов по быстродействию в критических ситуациях;

    - правильность обработки входной информации и формирования команд управления во всех режимах работы;

    - правильность формирования телеметрической информации в штатных и нештатных ситуациях;

    - штатное полетное задание и правильность его исполнения;

    - правильность передачи командно-программной информации от ЦУП.

    Комплексный моделирующий стенд позволяет получить широкую, практически неограниченную информацию о поведении программ как по командам оператора, проводящего испытания, так и в программируемом режиме.

    Реализация этих требований вызвала необходимость разработки простого и удобного специального языка испытаний, привлекаемого для анализа результатов испытаний и понятного большинству специалистов различного профиля, не знакомых с программированием и не имеющих опыта работы на ЭВМ.

    Основными частями ПО универсальной моделирующей ЭВМ являются:

    - монитор реального времени, обеспечивающий средства взаимодействия с диалоговой системой, обмен информацией с БЦВК и его управление;

    - управляющий диспетчер имитационного программного обеспечения, осуществляющий запуск соответствующих программ, а также подготовку и распределение информации между моделями;

    - математические модели ОК, РН и ее систем, тракта передачи командно-программной информации бортовых систем, а также отдельных приборов;

    - сервисное обеспечение, включающее в себя транслятор и интерпретатор планов испытаний, программное обеспечение сбора и обработки результатов испытаний;

    - планы испытаний на специальном языке испытаний.

    Технология комплексной отработки ПО показала высокую эффективность и в сравнительно короткие сроки позволила отработать ПО практически без невыявленных программных и алгоритмических ошибок. Разработка специализированных языков, позволяющих проектировать алгоритмы в простейшем виде (графические блок-схемы или таблицы), требует дополнительных средств для создания соответствующих трансляторов, которые достаточно быстро окупаются при использовании их для таких сложных комплексов, как ОК "Буран".