Первая электронно вычислительная машина мэсм была изготовлена в
Первая электронно вычислительная машина мэсм была изготовлена в
МЭСМ (Малая электронная счётная машина) — первая в СССР и континентальной Европе электронно-вычислительная машина. [1] [2] Разрабатывалась лабораторией С. А. Лебедева (на базе киевского Института электротехники АН УССР) с конца 1948 года.
Содержание
История создания и эксплуатации
К концу 1949 года — разработана архитектура машины, а также принципиальные схемы отдельных блоков.
В 1950 г. машина была смонтирована в двухэтажном здании бывшего монастыря в Феофании (под Киевом).
6 ноября 1950 года — выполнен пробный пуск машины, в ходе которого решалась задача: 
.
4 января 1951 года — решены первые задачи: вычисление суммы нечётного ряда факториала числа; возведение в степень. МЭСМ продемонстрирована специальной комиссии АН СССР во главе с М. В. Келдышем.
25 декабря 1951 года — после успешного проведения испытаний комиссия АН СССР во главе с академиком М. В. Келдышем начата регулярная эксплуатация машины.
Характеристики ЭВМ
Данные считывались с перфокарт или набирались с помощью штекерного коммутатора. Также мог использоваться магнитный барабан, хранящий до 5000 кодов чисел или команд. Для вывода использовалось электромеханическое печатающее устройство либо фотоустройство для получения данных на фотоплёнке.
ЭВМ: ЧТО? ГДЕ? КОГДА? | МЭСМ
МЭСМ ( Малая электронная счётная машина ) — первая в СССР и континентальной Европе электронно-вычислительная машина. Разрабатывалась лабораторией С. А. Лебедева (на базе киевского Института электротехники АН УССР).
Здание в Феофании, где размещалась лаборатория Лебедева
Лебедев выдвинул, обосновал и реализовал в первой советской машине принципы построения ЭВМ с хранившейся в памяти программой. МЭСМ занимала целое крыло двухэтажного здания (60 м 2 ) и состояла из 6 000 электронных ламп. Примечательно то, что проектирование, монтаж и отладка машины были выполнены в течении трех лет. При этом в разработке участвовали лишь 11 инженеров и 15 технических сотрудников. Тогда как на разработку первого в мире электронного компьютера ЭНИАК (США) ушло пять лет и было задействовано 13 разработчиков и более 200 техников.
Схема элементарной ячейки блока памяти арифметического устройства МЭСМ
МЭСМ была арифметическим устройством, производившим операции сложения, вычитания, умножения, деления, сдвига, сравнения с учётом знака, сравнения по абсолютной величине, передачи управления, передачи чисел с магнитного барабана, сложения команд, остановки. МЭСМ имела двоичное представление чисел с фиксированной запятой, 16 двоичных разрядов на число, плюс один разряд на знак.
Не смотря на то, что МЭСМ создавалась более как макет Большой электронной счетной машины, ей нашли практическое применение. Первой советской ЭВМ весьма заинтересовались математики, задачи которых требовали использования быстродействующего вычислителя. До 1953 г. МЭСМ была единственной вычислительной машиной в СССР.
Элементная база: 6 000 электронных ламп (около 3500 триодов и 2500 диодов)
Быстродействие: 3 000 операций в секунду
Потребляемая мощность: около 25 кВт
Разрядность: 16
Тактовая частота: 5 кГц
Устройства ввода / вывода: ввод с перфокарты или набором кода на штекерном коммутаторе; вывод с помощью электромеханического печатающего устройства либо фотоустройства для получения данных на фотоплёнке.
Также мог использоваться магнитный барабан, хранящий до 5000 кодов чисел или команд.
M-1: первый советский компьютер, о котором все забыли
Машина Лебедева
Сергей Алексеевич Лебедев — один из отцов отечественного компьютеростроения. Под его руководством были созданы 15 различных типов электронно-вычислительных машин — причем не только ламповых, но и аппаратов на интегральных схемах. Ну и конечно же главное достижение легендарного ученого — создание Малой электронной счетной машины (МЭСМ). Во многих источниках ее называют первой советской ЭВМ. Да что там, даже сам Лебедев так ее охарактеризовал в статье «У истоков первой ЭВМ». Хотя как раз тут первенство Лебедева может быть оспорено — но об этом позже.
Работу над созданием МЭСМ Лебедев начал в Киеве в 1947 году, куда попал по приглашению Михаила Лаврентьева, на тот момент директора Института математики Академии Наук Украины и по совместительству — заместителя президента этой самой Академии. К переезду на Украину Сергей Алексеевич склонялся долго и тяжело. К тому времени ученый уже 10 лет руководил одним из отделов во Всесоюзном электротехническом институте, и даже должность директора целого института в столице УССР его не прельщала.
Как позже рассказывал сын ученого, Сергей Лебедев-младший, выбор был сделан при помощи жребия. «Мать предложила бросить жребий. Две бумажки с надписями ‘Киев’ и ‘Москва’ были положены в шапку и тщательно перемешаны. К счастью, выпал Киев! С тех пор эта шапка прочно вошла в семейные фольклорные анналы и стала в кругу друзей не менее знаменитой, чем шапка Мономаха».
В Киеве Сергей Алексеевич стал руководителем Института энергетики. Там Лебедев инициировал создание лаборатории моделирования и вычислительной техники в составе Института электротехники. Немалую роль в этом сыграл Лаврентьев, который написал Сталину письмо с просьбой поддержать работы в области вычислительной техники, учитывая их важность для обороноспособности СССР. Собрав команду талантливых ученых, Лебедев приступил к сборке машины в бывшем здании психиатрической больницы в предместье Феофания.
Уникальная и забытая: рождение советской ПРО. Лебедев и МЭСМ
Мы остановились на том, что к концу 1950-х в СССР не имелось ни одного компьютера, способного эффективно решить задачу наведения для противоракеты. Но, постойте, мы же были одними из пионеров компьютерной техники? Или нет? На самом деле история советских ЭВМ немного сложнее, чем кажется.
Она началась в Союзе сразу же после войны (с незначительным отставанием от США и Великобритании, опережая все прочие страны) независимо в двух местах (Киеве и Москве), с двух людей – Сергея Александровича Лебедева и Исаака Семеновича Брука (машины МЭСМ и М-1 соответственно).
МЭСМ, как и британская SSEM, задумывалась как макет, поэтому изначально называлась Модельная Электронная Счетная Машина. Но, в отличие от SSEM, макет оказался вполне работоспособным. И написанные для него первые в отечественной истории программы почти с самого начала имели прикладное значение. К началу разработки первого советского компьютера Лебедев уже был молодым состоявшимся ученым. Он долго и успешно занимался электротехникой, в 1945 году был избран действительным членом АН УССР, в мае 1946 года назначен директором Института энергетики АН УССР в Киеве. В 1947 году после разделения института Лебедев становится директором Института электротехники АН УССР и тогда же организовывает в нем лабораторию моделирования и вычислительной техники.
Точно так же, как и его коллега Брук, первую информацию о разработке принципиально нового класса вычислительной техники – цифровых машин, он получает окольными путями из-за границы. Председателем АН УССР с 1930 года по 1946 (когда он скончался от туберкулеза) был известный советский биолог и патофизиолог Александр Александрович Богомолец, собравший вокруг себя команду выдающихся специалистов в разных областях наук, включая математика Михаила Алексеевича Лаврентьева, в будущем основателя легендарного Сибирского отделения АН СССР (кроме того, он еще сыграет значительную роль в развитии ранних ЭВМ).
Сын А. А. Богомольца, Олег, тоже биолог, был завзятым радиолюбителем и во время командировок в Швейцарию собирал различные журналы по электротехнике и радиоэлектронике. В них, среди прочего, встречались описания работ компьютерного пионера Конрада Цузе (Dr. Konrad Ernst Otto Zuse), разрабатывавшего серию машин Z для ETH Zurich (строившийся тогда Z4 стал на 1950 год единственным работающим компьютером в континентальной Европе и первым компьютером в мире, который был продан, опередив на пять месяцев Марк I и на десять –UNIVAC).
Вернувшись летом 1948 года в Киев, О. А. Богомолец поделился этими материалами с Лаврентьевым, тот – с Лебедевым. И уже в октябре 1948-го вдохновленный Лебедев начинает создание МЭСМ.
Несмотря на жуткие условия послевоенной Украины, коллективу Лебедева, начав с нуля, удалось через два года, 6 ноября 1950-го осуществить пробный запуск (так много времени на машину ушло в том числе потому, что МЭСМ требовала более 6000 ламп, и около трети из них доставлялись с завода бракованными). Еще через год, после успешного проведения испытаний комиссией АН СССР во главе с академиком М. В. Келдышем, была начата регулярная эксплуатация машины.
Что интересно, помещение бывшего монастырского общежития в Феофании было настолько не приспособлено для функционирования огромной ламповой ЭВМ, что в лаборатории пришлось снести часть потолка, чтобы отвести из комнаты тепло, вырабатываемое тысячами ламп. Условия создания МЭСМ были адскими и совсем не похожими на лаборатории, где строили ENIAC, Harvard Mk I и прочие компьютеры в США.
Для МЭСМ необходимо было помещение площадью около 150 кв. м. и примерно столько же – для генераторов, аккумуляторов и автоматики управления. Плюс мастерские, общежития для работников и многое другое. Найти такое здание в разрушенном войной Киеве было очень трудно. Здание в Феофании было в запущенном состоянии, сначала пришлось его ремонтировать. Каждый день из Киева в поселок разработчиков возил специально выделенный автобус, но в 17 часов он уезжал обратно. Люди оставались на работе по несколько суток, а то и недель.
Вспоминает Зиновий Львович Рабинович, ученик Лебедева:
Кроме этого, Лебедев столкнулся еще с одной проблемой. Его сотрудники включали в себя евреев! Снова слово Рабиновичу:
В итоге осенью 1952-го на МЭСМ были выполнены расчеты генераторов Куйбышевской ГЭС. Узнав, что в Феофании есть работающая ЭВМ, туда потянулись киевские и московские математики с задачами, требовавшими масштабных вычислений. МЭСМ работала, круглосуточно считая термоядерные реакции (Я. Б. Зельдович), баллистические ракеты (М. В. Келдыш, А. А. Дородницын, А. А. Ляпунов), дальние линии передач (сам С. А. Лебедев), статистический контроль качества (Б. В. Гнеденко) и другие. На этой машине работали первые в СССР программисты, включая известного математика М. Р. Шура-Бура (ему «повезло» работать потом с нашей первой серийной ЭВМ «Стрела», и он отзывался о ней с ужасом, но об этом мы еще расскажем).
Несмотря на это, никаких официальных почестей Лебедев не получил (вспоминает Рабинович):
МЭСМ использовалась до 1957 года, пока окончательно не устарела, после чего была передана в КПИ для учебных целей. В 1959 году ее демонтировали, украинский историк вычислительной техники Борис Николаевич Малиновский вспоминал об этом так:
Несколько оставшихся от МЭСМ электронных ламп и других компонентов хранятся в Фонде истории и развития компьютерной науки и техники при Киевском доме ученых НАН Украины. Впрочем, аналогичная судьба ждала и ENIAC и вообще практически все первые ЭВМ – ни в Союзе, ни на Западе никто особенно не заморачивался созданием музеев вычислительной техники. В СССР так поступали абсолютно со всеми компьютерами – разобрали на металлолом и «Сетунь», и все первые БЭСМ. Программист первых советских ЭВМ Александр Константинович Платонов, математик Института прикладной математики (интервью с ним от 2017 года было опубликовано на Хабре) с горечью вспоминает:
Мало кто знает, что уже после отъезда Лебедева в Москву его группа на основании его идей воплотила в жизнь (здесь уже генеральным конструктором был упомянутый З. Л. Рабинович) еще более удивительную задумку – так называемую СЭСМ, Специализированную Электронную Счетную Машину. Ее уникальность заключалась в том, что СЭСМ была специализированным вычислителем, причем матрично-векторным (!), одним из первых, если не первым, в мире.
СЭСМ предназначалась для решения корреляционных задач и систем алгебраических уравнений с 500 неизвестными. Машина оперировала дробями и имела текущий автоматический контроль порядка величин. Результаты расчетов выдавались в десятичной системе с точностью до седьмого разряда. Исходя из принятого для СЭСМ метода решения ЛАУ Гаусса-Зейделя, арифметическое устройство выполняло лишь сложение и умножение, зато компьютер вышел изящным – всего 700 ламп.
Удивительно, но ее не засекретили. И она стала первой советской ЭВМ, удостоившейся хвалебной рецензии в только появившемся тогда американском компьютерном журнале Datamation.
Причем написанная по результатам разработки монография («Специализированная электронная счётная машина СЭСМ» З. Л. Рабинович, Ю. В. Благовещенская, Р. А. Черняк и др., на издании книги настоял Глушков, сами разработчики не особо искали славы, в итоге он оказался прав, закрепив наш приоритет в этой области) была переиздана в США на английском языке. И, по-видимому, явилась одной из первых книг по отечественной вычислительной технике, опубликованных за рубежом.
Сам Зиновий Львович много и плодотворно работал в области компьютерных наук вплоть до 1980-х годов вместе с такими титанами мировой электроники, как академик В. М. Глушков, в том числе – над системами ПВО (такое впечатление, что в те годы абсолютно все компьютерные специалисты СССР имели отношение к двум областям: ПРО или ПВО).
Как мы говорили, МЭСМ была задумана Лебедевым как прототип большой машины (с незатейливым наименованием БЭСМ), но воплотить куда более сложную разработку в полуразрушенной войной Феофании на Украине было нереально. И конструктор решил податься в столицу. Снова дадим слово Платонову (ИТМиВТ и их отношение к БЭСМ мы еще обсудим подробнее ниже, там много интересного):
Итак, Лебедев направился в Москву.
А там в это время уже несколько лет над своим, абсолютно независимым компьютером работала вторая группа – под руководством Исаака Брука.
Сделано в СССР. История развития отечественного компьютеростроения
Не так давно мы рассказали вам про архитектуру новейшего российского процессора «Эльбрус-4С», разработанного компанией МЦСТ. Была затронута и ее история развития. На сегодняшний день эта фирма — чуть ли не единственный оплот отечественного компьютеростроения. На наш взгляд, было бы неправильно не уделить немного внимания разработкам СССР. Да, советское компьютеростроение нельзя назвать передовым, однако инженеры, ученые и государство все же уделяли ему достаточное количество времени и сил.
Персональный компьютер «Агат»
Первая советская электронно-вычислительная машина была сконструирована и введена в эксплуатацию недалеко от города Киева. С появлением первого компьютера в Союзе и на территории континентальной Европы связывают имя Сергея Лебедева (1902-1974 гг.). В 1997 году ученая мировая общественность признала его пионером вычислительной техники, и в том же году Международное компьютерное общество выпустило медаль с надписью: «С.А. Лебедев — разработчик и конструктор первого компьютера в Советском Союзе. Основоположник советского компьютеростроения». Всего при непосредственном участии академика было создано 18 электронно-вычислительных машин, 15 из которых переросли в серийное производство.
Сергей Алексеевич Лебедев — основоположник вычислительной техники в СССР
В 1944-м, после назначения на должность директора Института энергетики АН УССР, академик с семьей переезжает в Киев. До создания революционной разработки остается еще долгих четыре года. Данный институт специализировался по двум направлениям: электротехническое и теплотехническое. Волевым решением директор разделяет два не совсем совместимых научных направления и возглавляет Институт электроники. Лаборатория института переезжает в предместье Киева (Феофания, бывший монастырь). Именно там и воплощается в жизнь давнишняя мечта профессора Лебедева — создать электронно-цифровую счетную машину.
Первый компьютер СССР
Всего в МЭСМ было использовано порядка 6 тысяч различных электронных ламп, устройству требовалась мощность в 25 кВт. Программирование происходило за счет ввода данных с перфолент или в результате набора кодов на штекерном коммутаторе. Вывод данных производился посредством электромеханического печатающего устройства или путем фотографирования.
Несмотря на максимально возможную автономную работу МЭСМ, определение и устранение неполадок все же происходило вручную или посредством полуавтоматического регулирования. Во время испытаний компьютеру было предложено решить несколько задач, после чего разработчики заключили, что машина способна производить вычисления, неподвластные человеческому разуму. Публичная демонстрация возможностей малой электронной счетной машины произошла в 1951 году. С этого момента устройство считается введенным в эксплуатацию первым советским электронно-вычислительным аппаратом. Над созданием МЭСМ под руководством Лебедева работало всего 12 инженеров, 15 техников и монтажниц.
Несмотря на ряд существенных ограничений, первый компьютер, сделанный в СССР, работал в соответствии с требованиями своего времени. По этой причине машине академика Лебедева было доверено проводить расчеты по решению научно-технических и народно-хозяйственных задач. Опыт, накопленный в процессе разработки машины, был использован при создании БЭСМ, а сама МЭСМ рассматривалась в качестве действующего макета, на котором отрабатывались принципы построения большой ЭВМ. Первый «блин» академика Лебедева на пути развития программирования и разработок широкого круга вопросов вычислительной математики не оказался комом. Машину применяли как для текущих задач, так и рассматривали прототипом более усовершенствованных аппаратов.
Успех Лебедева был высоко оценен в высших эшелонах власти, и в 1952 году академик получил назначение на руководящую должность института в Москве. Малая электронная счетная машина, произведенная в единичном экземпляре, использовалась до 1957 года, после чего устройство демонтировали, разобрали на составляющие и поместили в лабораториях Политехнического института в Киеве, где части МЭСМ служили студентам в лабораторных исследованиях.
ЭВМ серии «М»
В 1952-м году появилась М-2, производительность которой выросла в сто раз, а число ламп увеличилось лишь вдвое. Этого удалось достичь за счет использования управляющих полупроводниковых диодов. Но инновации требовали больше энергии (М-2 потребляла 29 кВт), да и площадь конструкция заняла в четыре раза больше, чем предшественница (22 м 2 ). Счетных возможностей данного устройства вполне хватало для реализации ряда вычислительных операций, но серийное производство так и не началось.