CS 220 / Рефераты по истории ЭВМ / Бояровски Стефан 661 группа - реферат

Бояровски Стефан, 661 группа История вычислительной техники и программирования

Реферат на тему:

«Исаак Семёнович Брук – ЭВМ М-1, Виктор Михайлович Глушков – ЭВМ МИР-1»

Предисловие

Десятилетие начинающееся с 1940 по 1950 года насыщено важными политическими событиями и научно-техническими достижениями. Первая половина десятилетия ознаменовалась Второй мировой войной, которая оказала колоссальное влияние на большинство стран и народов Европы, Азии и других стран. Две идеологии стали главными игроками и конкурентами в процессе возобновления мирового сообщества – капитализм и коммунизм, чаще всего ассоцируемых с двумя главными державами в мире после войны – СССР и США. (1) Послевоенный период, и гонка за экономическое возобновлениеи политическое влияниеспособствовали ускоренному развитию науки и технологии.

Перед концом десятилетия, в США уже был разработан электроным компьютером общего назначения под названием ENIAC, работающий на электровакумных лампах. Эти лампы очень часто сгорали и тогда приходилось останавливать работу и менять их. Тем не менее, на реальной машине удавалось выполнять несколько тысяч операций в секунду в течение несколькихчасов, до очередного сбоя из-за сгоревшей лампы. Следующим крупным шагом в истории компьютерной техники стало изобретение транзистора в 1947 году. Благодаря транзисторам и печатным платам было достигнуто значительное уменьшение размеров и объёмов потребляемой энергии, а также повышение надёжности.

На поле науки, важными достижениями стали понятия о полноте по Тьюрингу и о архитектуре фон Неймана. Эти принципы построения машин послужили основой для разработки первых понастоящему гибких, универсальных цифровых компьютеров.

Автоматическая цифровая вычислительная машина М-1 (2)

Первая машина о которой я хочу написать – это машина М-1, разрабативаемая под руководством Исаака Семёновича Брука, в период 1950 – 1952 гг. Эта машина вызвала у меня интерес не только из-за того, что является пионерской работой в развитии вычислительной техники, но и потому, что у неё есть интересная и захвативающая история разработки.

Автоматическая цифровая вычислительная машина М-1 (АЦВМ М-1) была разработана и изготовлена в лаборатории электросистем Энергетического института Академии наук СССР. К исследованиям теоретических и технических возможностей создания цифровой вычислительной машины Брук приступил еще в 1948 г . В конце 1948 года И. С. Брук и Б. И. Рамеев получают авторское свидетельство на ЭВМ с общей шиной, и в начале 1950-го Брук начал готовить проект постановления Президиума АН СССР с поручением разработать автоматическую цифровую вычислительную машину в лаборатории электросистем ЭНИН. Этот проект на заседании Президиума Академии наук был рассмотрен, и 22 апреля 1950 г. президент АН СССР С. И. Вавилов его утвердил. Постановлением

предусматривалось финансирование работы и выделение дополнительной численности лаборатории специально для разработки этой машины.

В январе 1950 г. И.С. Брук обратился в отдел кадров Московского энергетического института с просьбой направить к нему способных молодых специалистов. В те годы они были нарасхват и направлялись в основном в закрытые организации, выполнявшие ответственные правительственные постановления. Не имея (и не желая иметь) таковых, чтобы не связывать руки и иметь возможность вести интересующие его исследования, И.С. Брук мог рассчитывать лишь на тех, кого не посылали в закрытые организации по причинам "пятен" в биографии (но отнюдь не из-за нехватки таланта).

Так оно и получилось. В марте 1950 г. отдел кадров МЭИ направил к нему в лабораторию Николая Яковлевича Матюхина, получившего диплом с отличием за блестящую учебу и участие в научных исследованиях еще на студенческой скамье, но не прошедшего кадровую комиссию при поступлении в аспирантуру. Быстро разобравшись в структуре и архитектуре ЭВМ, Н.Я. Матюхин занялся детальной разработкой арифметико-логического устройства, а также узлом управления памятью на магнитном барабане. Вскоре у него появились первые помощники. В сентябре 1950 г. в лабораторию направили на дипломное проектирование Тамару Миновну Александриди. Ее "подбросил" отдел кадров МЭИ, зная, что И.С. Брук берет на работу молодых специалистов не по анкете, а учитывая их способности. У Александриди, кстати, не было в биографии ничего порочащего, скорее наоборот. Но фамилия... Она настораживала, и чиновники решили не рисковать. Позже к команде присоединились Михаил Александрович Карцев, Лев Михайлович Журкин, Юрий Васильевич Рогачев, Рене Павлович Шидловский, Александр Борисович Залкинд и Игорь Александрович Коколевский.

Помещение, где ютилась лаборатория, не было приспособлено для таких масштабных работ как создание ЭВМ с использованием многих сотен электронных ламп. Мешала и постоянная нехватка комплектующихизделий. Выручали энергия и находчивость И.С. Брука. Он предложил использовать полученную по репарациям немецкую электронику - купроксные выпрямители и надежные пентоды (аналоги советских электронных ламп 6Ж4); в качестве средств запоминания - доступные и дешевые осциллографические трубки, а для ввода-вывода данных – немецкий рулонный армейский телетайп. Таким образом ЭВМ М-1 стала первой отечественной малогабаритной машиной с использованием полупроводниковых элементов и памятью на обычных осциллографических трубках.

В начале октября 1950 г. М. А. Карцев приступил к разработке главного программного датчика. В процессе проектирования этого устройства были предложены и реализованы принципиально новые технические решения, в частности двухадресная система команд, нашедшая впоследствии широкое применение в отечественной и зарубежной вычислительной технике. Двухадресная система команд была придумана благодаря молодому математику Ю. А. Шрейдеру, который обратил наше внимание на то, что во многих формулах приближенных вычислений результат операции становится для следующего шага одним из операндов.

Со слов разработчиков, эксплуатация М-1 началась в январе 1952 года. М.А. Карцев, вспоминая о времени создания ЭВМ М-1, говорил:

«Первые задачи, которые решались на ЭВМ М-1, ставились академиком Сергеем Львовичем Соболевым, который в то время был заместителем по научной работе у академика Курчатова. На это

чудо техники, которое давало 15-20 не тысяч, не миллионов, а 15-20 операций в секунду над 23разрядными числами и имело память емкостью в 256 слов, приезжали смотреть и президент Академии наук СССР А.Н. Несмеянов и многие видные советские ученые и государственные деятели.»

Такой интерес к новорожденному детищу И.С. Брука вполне объясним. В столице СССР других действующих ЭВМ не было В ИТМ и ВТ АН СССР еще шел монтаж БЭСМ; ЭВМ "Стрела" в СКВ. 245 находилась примерно в таком же состоянии.

В состав машины М-1 входили устройства: арифметический узел (АУ), главный программный датчик (ГПД), внутренние запоминающие устройства: магнитная память (МП), электронная память (ЭП) и устройство вводавывода данных (УВВ).

И.С Брук, ободренный успехом, в апреле 1952 года поручает группе инженеров и техников под руководством М.А.

Карцева начать работу по созданию новой ЭВМ, более совершенной по исполнению и характеристикам. Молодежный коллектив и на этот раз сделал, казалось бы, невозможное, - в конце 1952 года новая, более мощная ЭВМ – М-2 была уже смонтирована и поставлена на отладку.

Электронная вычислительная «Машина дляИнженерных Расчётов» (МИР-1) (3)

Пятнадцать лет спустя, выдающийся советский математик, кибернетик, Академик АН СССР

(1964) и АН УССР (1961), депутат Верховного Совета СССР Ви ктор Миха йлович Глушко, поставил перед научным сообществом задачу — сделать машинный язык возможно ближе к человеческому (имеется ввиду математический, а не разговорный язык).

В это время во всем мире господствовала точка зрения, что машинный язык должен быть по возможности минимально прост, а все остальное сделают программы. Большинство ученых того времени говорили, что следует вводить автоматизацию программирования, т.е. строить такие программы, которые помогают программисту составлять конкретные программы. Но, В.М. Глушков не разделял их мнения:

«Главной целью широкого спектра исследований в области архитектур ЭВМ в нашем институте была, прежде всего, интеллектуализация ЭВМ — проблема, которой, по-видимому, нет предела. На первом этапе стержневым вопросом была схемная реализация в ЭВМ языков высокого уровня, а в более широкой трактовке — усиленная структурная поддержка математического обеспечения машины. Цель — повышение эффективности эксплуатации ЭВМ путем упрощения взаимодействия человека с машиной. Это был новый путь, требующий теоретического обоснования.»

Пути совершенствования технологии разработки программ В.М. Глушков видел в развитии алгебры алгоритмических языков, т. е. техники эквивалентных преобразований выражений в этих языках. В эту проблему он вкладывал общематематический и даже философский смысл,

рассматривая создание алгебры языка конкретной области знаний как необходимый этап ее математизации.

Сопоставляя численные и аналитические методы решения задач прикладной математики, В.М. Глушков утверждал, что развитие общих алгоритмических языков и алгебры таких языков приведет к тому, что выражения в этих языках (сегодняшние программы для ЭВМ) станут столь же привычными, понятными и удобными, какими сегодня являются аналитические выражения. При этом фактически исчезнет разница между аналитическими и общими алгоритмическими методами и мир компьютерных моделей станет основным источником развития новой современной математики, как это и происходит сейчас.

В 1963 году В.М. Глушков энергично взялся за разработку ЭВМ МИР-1 (Машина для Инженерных Расчётов). Машина “МИР-1” относится к классу малых ЭВМ 2-го поколения. Она предназначена для автоматизации инженерных расчётов. В частности, на ней могут решаться следующие задачи:

–системы линейных алгебраических уравнений до 20-го порядка;

–системы обыкновенных дифференциальныхуравнений до 16-го порядка;

–дифференциальные уравнения в частных производных;

–системы нелинейных уравнений до 6-го порядка;

–интегральные уравнения;

–нахождение собственных векторов для матриц до 10-го порядка;

–нахождение максимальных собственныхзначений для матриц до 18-го порядка.

Вычислительная машина фактически является аппаратно-микропрограммно-программным интерпретатором языка АЛМИР-65. Язык был разработан коллективом в составе В.М. Глушкова, А.А. Стогния, А.А. Летичевского, В.П. Клименко, А.А. Дородницыной и др. Внутренний язык машины в значительной степени совпадает с внешним, что дает возможность контролировать выполнение алгоритма и легко “вмешиваться” в ход вычислений путем изменения уже введенного алгоритма, формулы, коэффициента, точности вычислений и тому подобное. АЛМИР-65 по-видимому, был первым языком программирования, который имел дело не с линейно упорядоченными записями алгоритмов, а с текстами, в которых линейный порядок не является жестким. Именно поэтому в нем появились возможности, не нашедшие в 60-е годы своего развития, ибо для них еще не пришло время. Идея о том, что большинство текстов являются сетевыми образованиями, гипертекстами и способны порождать множество разных линейно упорядоченных текстов, тогда еще не возникла. Но сейчас, когда гипертекстовая технология заняла важное место в практике решения задач на компьютерах, подобные возможности языка АЛМИР-65 становятся весьма прозрачными.

Послесловие

Обычно то, что двигает технологию и науку вперёд –это скачки. События, которые пробивают границы текущего знания и открывают новые рубежы. Однако, эти события всегда связаны с экономическим, политическим и научным контекстом. Как учит нас история, «чёрных лебедев» в науке не бывает часто – не так часто редкие и неожиданные события меняют курснауки, а постоянная и продуманная работа. Поэтому, нужно уделять достаточное внимание и на окружающий мир, и

позаботиться о том, чтобы он оставалься благоприятным и стабильным для первопроходцев и искателей новых решений.

"Никто для первых не вбивает вех, И нет для них в истории примера-"

Э. Асадов (2)

Bibliography

1.Marshall Plan. Wikipedia. [Online]http://en.wikipedia.org/wiki/Marshall_Plan.

2.Малиновский, Борис Николаевич. Пионеры вычислительной техники - мемуары Малиновского.

3.Малиновский, Б. Н. Часть вторая. «Исповедь» ученого. 3-11января 1982 г. Виртуальный компьютерный музей. [Online] http://www.computer-museum.ru/galglory/glushkov_book_4_2.htm.