ЭВМ страны Советов

Катя Огонькова.

Равные среди первых

Советская вычислительная техника первого поколения впечатляла и вдохновляла

Когда речь заходит о техническом прогрессе в СССР, бытует мнение, что советская вычислительная техника безнадежно отставала от западных образцов, поскольку слепо копировала то, что уже успело устареть на Западе. Это мнение сформировалось, в основном, в 70-90-е годы, когда отечественное «железо» практически по всем показателям проигрывало западным компьютерам. Складывалось впечатление, что удел советских разработок в области вычислительной техники совершенно незавидный: все новое создавалось на базе IBM (США), соответственно, никакие ЕС-ки, «Искры» или «Электроники» не могли превосходить американские аналоги и достойно конкурировать с ними. Штатовская техника IBM каждый раз опережала советскую «пост-IBM» на пять-десять шагов. Но так было не всегда.

Отцом вычислительной техники считают американца из Будапешта, сына банкира – Джона фон Неймана. Но в СССР были свои собственные «компьютерные гении». Один из них – Сергей Лебедев, сын новгородских просветителей. В 1948 году под Киевом в Феофании запускается глубоко засекреченный проект по созданию МЭСМ (малой электронной счетной машины). Лебедев, являясь директором Института электроники АН УССР, руководит секретной лабораторией.


С.А.Лебедев с коллегами

Буквально за два года лебедевская лаборатория не только находит и разрабатывает принципы ЭВМ, как счетного устройства с программируемой памятью, но и создает на практике такое устройство. 6 ноября 1950 года МЭСМ запускается в испытательном режиме, а с конца 1951 года полностью включается в работу.

Поразительно, что научно-техническая команда Лебедева на этом поистине грандиозном проекте состояла всего из 17 человек! МЭСМ была ламповой машиной, ее память задействовала 2/3 электронных ламп – 4 тысячи из 6. Детище команды Лебедева выполняло 50 операций в секунду, время одной операции составляло от 17 до 20,8 мс. МЭСМ потребляла 25 кВт/ч электроэнергии и занимала площадь порядка 50 квадратных метров. В то же время первая американская ЭВМ – ENIAC, которая была представлена общественности в 1946 году, – состояла из 17468 ламп, занимала площадь 300 квадратных метров и расходовала 125 квт/ч электроэнергии, над ее созданием трудились более 200 научно-технических специалистов. Программы первой американской машины хранились отдельно, поскольку оперативная память была очень мала, в то же время группа Лебедева одновременно с группами ученых Великобритании (EDSAC) и США (EDVAC) и независимо от англичан и американцев создала ЭВМ, программа работы которых хранилась в памяти самих машин.


Малая электронная счетная машина – МЭСМ – первый компьютер в СССР и Европе

Параллельно разработкам Лебедева по созданию электронно-вычислительных машин другая группа ученых под руководством Исаака Брука и Башира Рамеева также бьется над созданием первого советского компьютера. 4 декабря 1948 года Брук и Рамеев получают авторское свидетельство на изобретение цифровой ЭВМ.

Тогда же, в конце 1948-го, приказом Сталина под Москвой создается секретное конструкторское бюро №245, куда переходит работать Рамеев заместителем главного конструктора – Юрия Базилевского. В 1953 году КБ №245 выдает «на гора» ЭВМ «Стрела», быстродействие которой в 400 раз больше, чем у лебедевской МЭСМ – 2000 операций в секунду! В это же время, в 1953 году, группа Лебедева создает БЭСМ (быстродействующую электронную счетную машину). Из Киева лаборатория переезжает в Москву, в Институт точной механики и Вычислительный центр АН СССР, собирают же БЭСМ на Московском заводе счетно-аналитических машин в одном экземпляре. Скорость лебедевской разработки в 4 раза больше, чем у «Стрелы» – 8000 операций в секунду!


У пульта ЭВМ «Стрела»


Машинный зал ЭВМ «Стрела»

Сергей Лебедев налаживает БЭСМ-1

Тогда же в Союзе стало известно о разработках Брука: вместе со своими учениками он в 1950-1951 годах на базе небольшой лаборатории электросистем Энергетического института (ЭНИН) сконструировал и запустил в работу М-1 – первую малогабаритную ЭВМ, которая занимала площадь всего 4 квадратных метра и потребляла 8 кВт/ч электроэнергии. По меркам того времени, М-1 можно было считать портативным компьютером! М-1 базируется как на электронных лампах, так и на трофейных полупроводниковых немецких устройствах. Пока электронные супергиганты группы Лебедева и КБ №245 еще собираются, М-1 уже работает на задачи Королева и Курчатова. Следом за М-1, в январе 1953 года появилась машина М-2, способная выполнять 2000 операций в секунду и занимающая площадь 22 квадратных метра при энергопотреблении 29 кВт. В 1956 году ученик Брука Николай Матюхин представил новую «эмку», которую предполагалось запустить в серийное производство, – М-3. Машина впечатляла и небольшими размерами – 3 квадратных метра, и экономичностью – 10 кВт, и быстродействием – ее память удалось увеличить до 1000 операций в секунду! Использование мини-ЭВМ открывало широчайшие возможности для многочисленных советских конструкторских бюро, научных лабораторий, НИИ, которые работали на задачи космоса, оборонной промышленности, ядерной энергетики, спектрального анализа и многих направлений народного хозяйства, остро требующих сложных инженерных расчетов. В этом смысле М-3 воплотила в себе главную мечту Исаака Брука – создать ЭВМ, доступную любому научно-производственному коллективу из-за малых габаритов и простоты обслуживания. Кроме этого, схемы М-3 были переданы в Армению, Венгрию и Китай. В 1959-1960 годах серия М-3 выпускалась в Белоруссии, Минским заводом вычислительных машин.

В 1954 году американцы выпускают самую быстродействующую ЭВМ в мире – IBM 704 с быстродействием до 15 тысяч операций в секунду. Но в 1953 году в СССР начинается разработка, а с 1959 года – серийный выпуск новой мощной разработки группы Лебедева – М-20, быстродействие которой достигает 20 тысяч операций в секунду, а объем оперативной памяти вдвое превышает память БЭСМ. По результативности работы американская и советская ламповые ЭВМ первого поколения одинаковы. Площадь машинного зала одного комплекта М-20 составляла 200 квадратных метров, мощность – 50 кВт. Выпускалась новинка в Казани, на заводе электронно-вычислительных машин, располагавшем высочайшим потенциалом ИТР: при общем количестве работающих порядка 2000 человек, ¼ часть коллектива – 476 работников – имели высшее образование. Позже на заводе было создано крупное математическое направление, поскольку требовалось контрольное тестирование ЭВМ. Всего в Казани были собраны 63 комплекса М-20 за пять лет.


М-20 – еще один научный прорыв группы Лебедева в мир быстродействия
С 1957 года разворачивается выпуск электронно-вычислительной техники марки «Урал» под руководством Башира Рамеева в Пензе. Серия «Уралов» с разными порядковыми номерами отражала основную цель главного конструктора: машины могли отличаться друг от друга по быстродействию, но имели общую архитектуру и совмещались по программному обеспечению.


ЭВМ "Урал-1".

«Урал» не был портативным и требовал небольшого машинного зала размером с 2-3-комнатную хрущевскую квартиру, а также – системы принудительного охлаждения, поскольку, помимо нескольких тысяч полупроводниковых элементов, базировался на 800 лампах («Урал-1»). Такие характеристики позволяли ЭВМ быть доступной для научных и инженерных коллективов, вычислительных центров, которые создавались по всей стране. Конструкция ЭВМ «Урал» позволяла собрать машину из блоков под определенные, порой специальные, задачи. Интересно, что конструктор «Уралов» Башир Рамеев не имел законченного высшего образования – его отчислили из института, как сына врага народа, в то же время, без запрета самостоятельно заниматься научными разработками.


ЭВМ "Урал-4"
Степень доктора технических наук он получил без защиты диссертации. Для инженеров, работавших в Пензе на наладке ЭВМ «Урал» под руководством Рамеева, достаточно было упомянуть один только этот факт своей биографии, чтобы перед ними открывались двери любых НИИ и ВЦ.


Пульт ЭВМ «Урал»

Отдельной строкой в ряду ЭВМ первого поколения стоит машина «Сетунь», которая не имеет аналогов, поскольку ее разработчики основывались не на двоичной, а на троичной системе исчисления, проще говоря, на другой математике. Авторы идеи – энтузиасты Московского университета, главный конструктор – Николай Брусенцов, исполнитель – Казанский завод. Во многом, «Сетунь» была создана не «благодаря», а «вопреки»: в 1958 году, в условиях, когда МГУ не имел своей ЭВМ, заведующий кафедрой вычислительной техники механико-математического факультета принял решение – сделаем сами! От идеи до модели прошло почти три года – 1 сентября 1961 года опытный образец ЭВМ был представлен на ВДНХ, а рождение «Сетуни» как серийной электронно-вычислительной машины произошло в ноябре 1962 года. Впрочем, уникальность машины не позволила ей конкурировать с вычислительной техникой, основанной на двоичной системе исчисления. Несмотря на хорошую оперативность – 4500 операций в секунду, небольшую мощность – 2,5 кВт и компактность, обслуживание «Сетуни» требовало специальных знаний от программистов и наладчиков.


«Сетунь» – уникальная ЭВМ, прослужила в МГУ более 15 лет

Ее разработчики считали, что троичное исчисление лучшим образом соответствует логике решения задач. Всего Казанский завод выпустил 47 машин, включая выставочный образец. С другой стороны, пример ЭВМ «Сетунь» показывает, насколько мощно в СССР могла быть продвинута конструкторская идея, возникшая в среде энтузиастов, увлеченных прикладными науками: изобретение, рожденное в стенах МГУ (не в специализированной лаборатории или НИИ!) прошло путь от задумки до пусть, и небольшой, но промышленной серии ЭВМ, хотя судьба «Сетуни» была предопределена самой историей развития вычислительной техники.

Однако огромное желание создавать современные счетные машины и применять в конструкторских разработках новое и неизведанное, заставляло включаться в созидательный процесс всех причастных к рождению новых ЭВМ – и в группах разработчиков, и в группах исполнителей.

К концу 50-х Исаак Брук, «отец» машин серии М-1, зажегся идеей электронного управления: он ясно понимал, что сфера применения ЭВМ не ограничивается точными науками и инженерными расчетами. Он впервые выдвинул мысль о том, что электронные машины способны помочь человеку в управлении техникой, производственными процессами и даже экономикой. Институт электронных управляющих машин создается на основе той самой скромной лаборатории ЭНИН, где появилась на свет первая машина

М-1. По всей стране возникают НИИ, лаборатории и КБ, вставшие на рельсы электронного управления устройствами и процессами.

… А на пороге уже новая эра. Эра транзисторов. Эра нового поколения ЭВМ…

Примечание:

При подготовке статьи использовались материалы Казанского компьютерного музея, «Очерки истории советской вычислительной техники», «Советская вычислительная техника. История взлета и забвения».