Электронные вычислительные машины (ЭВМ), разработанные под руководством С.А. Лебедева
По материалам книг Б.Н.Малиновского	Первые ЭВМ, МЭСМ, СЭСМ. Киевский период Универсальные ЭВМ. Московский период Специализированные ЭВМ Характеристики первых отечественных и зарубежных компьютеров Дополнительные материалы

Первые ЭВМ. Киевский период

МЭСМ

МЭСМ была расположена в зале площадью 60 м².
Общее количество электронных ламп составляет около 3500 триодов и около 2500 диодов, в том числе в запоминающем устройстве 2500 триодов и 1500 диодов.
Суммарная потребляемая мощность - около 25 квт.

1. Система счета - двоичная с фиксированной запятой.

2. Количество разрядов - 16 и один на знак.

3. Вид запоминающего устройства - на триггерных ячейках с возможностью использования магнитного барабана.

4. Емкость запоминающего устройства - 31 для чисел и 63 для команд.

5. Емкость функционального устройства - 31 для чисел и 63 для команд.

6. Производимые операции: сложение, вычитание, умножение, деление, сдвиг, сравнение с учетом знака, сравнение по абсолютной величине, передача управления, передача чисел с магнитного барабана, сложение команд, останов.

7. Система команд - трехадресная.

8. Арифметическое устройство - одно, универсальное, параллельного действия, на триггерных ячейках. 

9. Система ввода чисел - последовательная.

10. Скорость работы - около 3000 операций в минуту.

11. Ввод исходных данных-с перфорационных карт или посредством набора кодов на штеккерном коммутаторе.

12. Съем результатов - фотографирование или посредством электромеханического печатающего устройства.

13. Контроль - системой программирования.

14. Определение неисправностей-специальные тесты и перевод на ручную или полуавтоматическую работу.

15. Площадь помещения - 60 м².

16. Количество электронных ламп-триодов около 3500, диодов 2500.

17. Потребляемая мощность - 25 квт.

СЭСМ

Специализированная электронная счетная машина для решения систем линейных алгебраических уравнений и вычисления корреляционных функций.

1. Система счисления - двоичная с фиксированной запятой.

2. Вводимые в машину числа - коэффициенты, свободные члены, ординаты кривых - являются дробными величинами.

3. Выводимые результаты вычислений - правильные дроби.

4. Число разрядов после запятой - 28.

5. Текущий автоматический контроль порядка величин получаемых приростов неизвестных.

6. Результаты расчетов в десятичной системе с точностью до седьмого разряда.

Основные идеи построения СЭСМ выдвинуты С.А. Лебедевым. Главный конструктор З.Л. Рабинович

Универсальные ЭВМ. Московский период

БЭСМ

Технические характеристики: быстродействие - 8-10 тыс. операций в секунду, представление чисел с плавающей запятой, разрядность 39, система ламповых элементов, внешняя память на магнитных барабанах (2 по 512 слов) и магнитных лентах (4 по 30 тыс. слов), устройство ввода с перфоленты (1200 чисел в минуту), цифропечать (1200 чисел в минуту), фотопечатающее устройство (200 чисел в секунду).

Принята Государственной комиссией в 1953 г. с оперативной памятью на ртутных трубках (1024 слова); в начале 1955 г. с оперативной памятью на потенциалоскопах (1024 слова); в 1957 г. с оперативной памятью на ферритных сердечниках (2047 слов). Диодное задающее устройство на 376 39-разрядных слов.

Принципиальные особенности

1. Первая отечественная быстродействующая ЭВМ на электронных лампах (5 тыс. ламп).

2. Блочная конструкция.

3. Опробованы три вида оперативной памяти - на ртутных трубках, потенциалоскопах, ферритах.

4. Плавающая запятая; возможность работы с фиксированной запятой и удвоенной разрядностью.

5. Параллельный принцип действия.

Главный конструктор академик АН УССР С.А.Лебедев.

БЭСМ-2

Серийный вариант ЭВМ БЭСМ АН СССР

Основные технические характеристики аналогичны характеристикам БЭСМ АН СССР.

Принципиальные особенности

1. Оперативное запоминающее устройство на ферритных сердечниках. Емкость 2048 39-разрядных чисел. Время выборки 10 мс.

2. Широкое применение полупроводниковых диодов. Количество полупроводниковых диодов 5 тыс., электронных ламп, 4 тыс. Количество ферритных сердечников 200 тыс.

3. Усовершенствованная (мелкоблочная) конструкция, значительно повысившая надежность и удобство эксплуатации. Применены разъемы с плавающими контактами.

На серийных машинах БЭСМ-2 решены сотни тысяч задач чисто теоретических, прикладной математики, инженерных и пр. В частности, рассчитывалась траектория полета ракеты, доставившей вымпел Советского Союза на Луну.

Машина разработана и внедрена в народное хозяйство коллективами ИТМ и ВТ АН СССР и завода им. Володарского г.Казань. Серийно выпускалась с 1958 г.

Главный конструктор - Герой Социалистического труда академик С.А.Лебедев.

ЭВМ М-20

Технические характеристики: быстродействие 20 тыс. операций в секунду, оперативная память на ферритных сердечниках емкостью 4096 слов, представление чисел с плавающей запятой, разрядность 45, система элементов - ламповые и полупроводниковые схемы, внешняя память - магнитные барабаны и ленты.

Введена в действие в 1958 г. Выпускалась серийно.

Принципиальные особенности

1. Впервые в отечественной практике применена автоматическая модификация адреса.

2. Совмещение работы АУ и выборки команд из памяти.

3. Введение буферной памяти для массивов, выдаваемых на печать. Совмещение печати со счетом.

4. Использование полностью синхронной передачи информации в логических цепях.

5. Использование НМЛ с быстрым пуском и остановом.

6. Для М-20 разработана одна из первых операционных систем ИС-2 (Институт прикладной математики АН СССР).

В постановлении президиума АН СССР от 20 февраля 1959 г. говорилось:

"... создание машины М-20 является выдающимся достижением в развитии советской техники универсальных цифровых вычислительных машин. По своему быстродействию машина М-20 превосходит существующие отечественные и серийные зарубежные математические вычислительные машины.

Благодаря большому быстродействию, совершенству логической структуры и развитой системе оперативных и внешних запоминающих устройств, а также высокой степени надежности машины, она позволяет решить подавляющее большинство современных сложных задач, выдвигаемых отраслями науки и техники."

Главный конструктор - Герой Социалистического труда академик С.А.Лебедев. Заместители главного конструктора - М.К.Сулим, М.Р.Щура-Бура, В.Я.Алексеев, О.П.Васильев, П.П.Головистиков, В.Н.Лаут, В.А.Мельников, А.А.Соколов, М.В.Тяпкин, А.С.Федоров, O.K.Щербаков.

БЭСМ-4

Технические характеристики: быстродействие 20 тыс. операций в секунду, оперативная память на ферритных сердечниках емкостью 16384 слова, преставление чисел с плавающей запятой, разрядность 45, система элементов - полупроводниковые схемы, внешняя память на МБ.

Введена в эксплуатацию в 1962 г.

С 1962 по 1966 г. серийно выпускалась под марками БЭСМ-3М и БЭСМ-4.

Принципиальные особенности:

1. Использованы полупроводниковые элементы.

2. Машина программно совместима с ЭВМ М-20.

3. Предусмотрена возможность подключения второго ОЗУ на ферритных сердечниках емкостью 16384 45-разрядных двоичных слов.

4. Работа с удаленными объектами по каналам связи. Четыре входа с телефонных и 32 входа с телеграфных линий связи с соответствующими скоростями - 1200 и 50 бод.

Машины БЭСМ-4 применялись для решения различных задач в вычислительных центрах, научных лабораториях для автоматизации физического эксперимента и др.

Машина разработана и внедрена в народное хозяйство коллективами СКБ ИТМ и ВТ АН СССР и завода им. Володарского.

Главный конструктор - канд. техн. наук Олег Павлович Васильев. Научный руководитель - академик Сергей Алексеевич Лебедев. Разработчики: В.Глоба, А.Гостева, Г.Грибов, А.Грызлов, В.Добротенко, Н.Игрицкий, Ю.Коноплев, Л.Ленгник, В.Макаров, Ю.Никишин, Л.Федорова, Л.Смирнова, С.Судариков, В.Солдатенков, М.Тяпкин, В.Черемисов, Ю.Яковлева.

БЭСМ-6

Технические характеристики: быстродействие 1 млн. операций в секунду, оперативная память 64-128К 50-разрядных слов (2 разряда - для проверки на четность), время цикла ОЗУ 2 мкс, время выборки 0,8 мкс. Форма представления чисел в машине - десятичная с плавающей запятой, разрядность 48 (мантисса - 40 разрядов, знак мантиссы - 1 разряд, порядок - 6 разрядов, знак порядка - 1 разряд), параллельный обмен по шести каналам внешней памяти и 32 каналам связи.

Принципиальные особенности

1. Система элементов с широкими логическими возможностями и парафазной синхронизацией.

2. Глубокое совмещение выполнения команд на основе асинхронной конвейерной структуры.

3. Использование ассоциативной сверхбыстродействующей буферной памяти.

4. Первое использование виртуальной памяти в отечественных машинах.

5. Использование "магазинного" способа обращения к памяти.

6. Совмещенный со счетом параллельный обмен массивами с двумя магнитными барабанами и четырьмя магнитными лентами.

7. Операционная система с многопрограммным режимом работы.

В акте Государственной комиссии, принимавшей БЭСМ-6, отмечено: "БЭСМ-6 стала первой в стране машиной, имеющей быстродействие около 1 млн. одноадресных операций в секунду и использующей систему элементов с тактовой частотой 9 МГц. Высокая тактовая частота элементов потребовала от разработчиков новых оригинальных конструктивных решений для сокращения длин соединений элементов и уменьшения паразитных емкостей. Высокое быстродействие машины обеспечивается рациональным построением арифметического устройства, совмещением работы отдельных устройств машины, согласованием времени работы памяти и арифметического устройства за счет разделения оперативной памяти на ряд блоков и применением самоорганизующей сверхбыстродействующей буферной памяти на быстрых регистрах."

Комиссия с удовлетворением отмечает, что БЭСМ-6 обладает основными структурными особенностями современных высокопроизводительных машин, позволяющими использовать ее в мультипрограммном режиме и в режиме разделения времени: системой прерывания, аппаратом защиты памяти, аппаратом защиты команд, аппаратом присвоения адресов, магазинной организацией выполнения команд.

Высокие показатели машины получены при сравнительно небольшом количестве полупроводниковых приборов (около 60 тыс. триодов и 180 тыс. диодов), что показывает рациональность принятых схемных решений".

Вычислительные машины БЭСМ-6 выпускались 17 лет и использовались в вычислительных центрах и многих отраслях народного хозяйства.

Разработана коллективом ИТМ и ВТ АН СССР совместно с заводом САМ г.Москва. Выпускалась серийно с 1967 г.

Главный конструктор - Герой Социалистического труда академик С.А.Лебедев, заместители главного конструктора - В.А.Мельников, Л.Н.Королев. За разработку и внедрение машины БЭСМ-6 С.А.Лебедев, В.А.Мельников, Л.Н.Королев, Л.А.Зак, В.Н.Лаут, А.А.Соколов, В.И.Смирнов, А.Н.Томилин, М.В.Тяпкин были удостоены Государственной премии.

АС-6

Технические характеристики: модульная организация, унифицированные каналы обмена, быстродействие центрального процессора 1,5 млн. операций в секунду, емкость оперативной памяти 7752 кбайт, длина слова центрального процессора 48 разрядов, быстродействие периферийного процессора 150 тыс. операций в секунду, максимальная пропускная способность канала первого уровня 1,3 млн. слов в секунду, второго 1,5 Мбайт/с, количество внешних абонентов периферийной машины до 256.

Принципиальные особенности

1. Объединение модулей с помощью унифицированных каналов позволило организовать децентрализованные многомашинные комплексы сетевого типа, адаптируемые к требованиям заказчиков.

2. Эффективная реализация языков высокого уровня и многоуровневой системы защиты на основе механизмов стека состояния.

3. Операционная система, построенная по принципу децентрализации, обеспечивает работу в пакетном режиме, режиме удалений пакетной обработки, в режиме разделения времени и в режиме реального времени.

4. Аппаратура и операционная система восстанавливают работоспособность системы при сбоях процессоров, сбоях и отказах внешних устройств, выходе из строя аппаратных модулей.

5. Гибкая аппаратно-программная организация периферийной системы на основе использования унифицированных каналов и периферийных машин, позволяющих реализовать практически любые алгоритмы обслуживания устройств и абонентов.

Использовалась для обработки информации и управления в системах космического эксперимента, а также в ряде вычислительных центров для решения задач в различных областях науки и техники.

Машина разработана коллективом ИТМ и ВТ АН СССР совместно с заводом САМ г.Москва.

Главные конструкторы - Герой Социалистического труда академик С.А.Лебедев, В.А.Мельников, А.А.Соколов. Заместители главных конструкторов - Л.Н.Королев, В.П.Иванников, В.И.Смирнов, Л.А.Теплицкий, Л.А.Зак В.Л.Ли.

Специализированные ЭВМ

"Диана-1", "Диана-2"

Окончание разработки и проведение испытаний в 1955 г.

Основные характеристики: ЭВМ последовательного действия с коммутируемой программой обработки. "Диана-2" - фиксированная запятая, разрядность 10, система команд одноадресная, количество команд 14, объем командной памяти 256, ЗУ констант, оперативная память на магнитострикционных линиях задержки.

Принципиальные особенности

1. Автоматический съем данных с обзорной радиолокационной станции с селекцией объекта от шумов и расчет траектории движения.

2. Применение в логических элементах миниатюрных радиоламп и памяти на магнитострикционных линиях задержки.

3. Преобразование интервалов времени и угловых положений в числовые величины.

Руководители работ - С.А.Лебедев, Д.Ю.Панов, B.C.Бурцев, Г.Т.Артамонов.

ЭВМ М-40

Технические характеристики: быстродействие до 40 тыс. операций в секунду, оперативная память на ферритных сердечниках емкостью 4096 слов, цикл 6 мкс, представление чисел с фиксированной запятой, разрядность 36, система элементов ламповая и феррит-транзисторная, внешняя память - магнитный барабан емкостью 6 тыс. слов.

Машина работала в комплексе с аппаратурой процессора обмена с абонентами системы и аппаратурой хранения времени.

Принципиальные особенности

1. Плавающий цикл управления операциями.

2. Система прерываний.

3. Впервые использовано совмещение операций с обменом.

4. Мультиплексный канал обмена.

5. Работа в замкнутом контуре управления в качестве управляющего звена.

6. Работа с удаленными объектами по радиорелейным дуплексным линиям связи.

7. Впервые введена аппаратура хранения времени.

8. Применение феррит-транзисторных элементов. Главный конструктор - С.А.Лебедев. Ответственный исполнитель - B.C.Бурцев.

ЭВМ М-50

Модификация М-40, рассчитанная на применение в качестве универсальной ЭВМ. Представление чисел с плавающей запятой. Введена в строй в 1959 г. На базе М-40 и М-50 был создан двухмашинный комплекс.

Главный конструктор С.А.Лебедев. Ответственный исполнитель - B.C.Бурцев.

ЭВМ 5Э92

Модификация М-50, рассчитанная на применение в качестве комплекса обработки данных.

Принципиальные особенности

Широкое применение феррит-транзисторных элементов в низкочастотных устройствах, применение специально разработанной контрольно-регистрирующей аппаратуры с возможностью дистанционной записи информации, поступающей с высокочастотных каналов связи.

Главный конструктор - С.А.Лебедев. Ответственный исполнитель - B.C.Бурцев.

За разработку М-40 и М-50 С.А.Лебедев и B.C.Бурцев удостоены Ленинской премии 1966 г.

ЭВМ 5Э92б

Аванпроект I960 г., эскизный проект 1961 г.

Межведомственные испытания 1964 г.

Испытания комплекса из восьми машин 1967 г.

Технические характеристики: быстродействие большой машины 500 тыс. операций в секунду, малой машины 37 тыс. операций в секунду, представление чисел с фиксированной запятой, разрядность 48, емкость оперативной памяти 32 тыс. слов, построена по модульному принципу, цикл 2 мкс, работа по 28 телефонным и 24 телеграфным дуплексным линиям связи, элементная база - дискретные полупроводники, полный аппаратный контроль, промежуточная память - 4 магнитных барабана по 16 тыс. слов каждый.

Принципиальные особенности

1. Одна из первых полностью полупроводниковых ЭВМ.

2. Двухпроцессорный комплекс с общим полем оперативной памяти.

3. Полный аппаратный контроль.

4. Возможность создания многомашинных систем с общим полем внешних запоминающих устройств.

5. Возможность автоматического скользящего резервирования машин в системе.

6. Развитая система прерываний с аппаратным и программным приоритетом.

7. Работа с удаленными объектами по дуплексным телефонным и телеграфным линиям.

Главный конструктор - С.А.Лебедев. Заместитель главного конструктора - B.C.Бурцев.

ЭВМ 5Э51

Модификация 5Э92б; представление чисел с плавающей запятой, механизм базирования, защита оперативной памяти и каналов обмена; работа нескольких операторов в мультипрограммном режиме.

Главный конструктор - С.А.Лебедев. Заместитель главного конструктора - B.C.Бурцев.

ЭВМ 5Э65

Эскизный проект - 1965. Технический проект - 1968.

5Э65 - перевозимый высокопроизводительный вычислительный комплекс специального применения, обеспечивающий проведение исследований в реальном масштабе времени в полевых условиях с высокой степенью достоверности за счет применения памяти с неразрушающим считыванием, полного аппаратного контроля, средств устранения последствий сбоев. Эффективности вычислительного процесса способствовали переменная длина слова (12, 24, 36 разрядов), магазинная организация арифметического устройства. С применением комплекса были произведены исследования различных бортовых средств радиоизмерений и радионавигации в атмосфере и космосе.

Главный конструктор - С.А.Лебедев. Заместитель главного конструктора - И.К.Хайлов.

ЭВМ 5Э67

5Э67 - перевозимый многомашинный высокопроизводительный комплекс на базе модифицированной 5Э65 с общим полем внешней памяти, аппаратно-программными средствами реконфигурации на уровне машин. Комплекс обеспечивает работу в жестких климатических условиях. С участием комплекса были произведены уникальные радиоизмерения эпизодических явлений в верхних слоях атмосферы в реальном масштабе времени.

Главный конструктор - С.А.Лебедев. Заместитель главного конструктора - И.К.Хайлов.

За создание 5Э67 И.К.Хайлов удостоен Государственной премии 1977 г.

ЭВМ 5Э26

5Э26 является первой в СССР мобильной управляющей многопроцессорной высокопроизводительной вычислительной системой, построенной по модульному принципу, с высокоэффективной системой автоматического резервирования, базирующейся на аппаратном контроле и обеспечивающей возможность восстановления процесса управления при сбоях и отказах аппаратуры, работающей в широком диапазоне климатических и механических воздействий, с развитым математическим обеспечением и системой автоматизации программирования.

Технические характеристики: производительность 1,5 млн. операций в секунду, длина слова 32 разряда, представление информации естественное, целое слово, полуслово, байт, бит, объем оперативной памяти 32-34 кбайт, объем командной памяти 64-256 кбайт, независимый процессор ввода-вывода информации по 12 каналам связи - максимальный темп обмена свыше 1 Мбайт/с, объем 2,5-4,5 м3, потребляемая мощность 5-7 кВт.

Выпускается в двух модификациях, различающихся объемом памяти.

Принципиальные особенности

1. Впервые создана мобильная многопроцессорная высокопроизводительная структура с модульной памятью, легко адаптируемая к различным требованиям по производительности и памяти в системах управления.

2. Впервые создана машина с автоматическим резервированием на уровне модулей и обеспечивающая восстановление вычислительного процесса при сбоях и отказах аппаратуры в системах управления, работающая в реальном времени.

3. Впервые создана мобильная машина, снабженная развитым математическим обеспечением, эффективной системой автоматизации программирования и возможностью работы с языками высокого уровня.

4. Энергонезависимая память команд на микробиаксах с возможностью электрической перезаписи информации внешней аппаратурой записи.

5. Введена эффективная система эксплуатации с двухуровневой локализацией неисправной ячейки, обеспечивающая эффективность восстановления аппаратуры среднетехническим персоналом.

Главные конструкторы - С.А.Лебедев, B.C.Бурцев. Заместители главных конструкторов - Е.А.Кривошеев, В.Н.Лаут, А.А.Новиков, Ю.Д.Острецов, К.Я.Трегубов, Д.Б.Подшивалов, Г.С.Марченко

За создание ЭВМ 5Э26 Е.А.Кривошеев, Ю.Д.Острецов и Ю.С.Рябцев удостоены Государственной премии СССР.

Характеристики первых
отечественных и зарубежных компьютеров

Дополнительные материалы по теме

Б.Н.Малиновский. Научная биография С.А.Лебедева. Информационные технологии и вычислительные системы, №3, 2002, Российская Академия наук
Б.Н.Малиновский. Пророк в своем Отечестве. "Вiсник НАН України", №10, 2002
Н.М.Мищенко. Институт кибернетики им. В.М.Глушкова НАНУ: все начиналось в Феофании...
Л.Иваненко. День рождения ЭВМ.
Борис Малиновский. К истории отечественного компьютеростроения
Покоритель диджитального космоса. Журнал "Суперкомпьютеры" №1(1), 2010