→ История появления пэвм. Основной элементной базой эвм четвертого поколения являются

История появления пэвм. Основной элементной базой эвм четвертого поколения являются

В книге прослеживается история и эволюция компьютерного мира, которую можно условно разделить на несколько периодов: период, предшествующий компьютерной эпохе; период создания первых компьютеров и появления первых языков программирования; период становления и развития компьютерной индустрии, возникновения компьютерных систем и сетей; период создания объектно-ориентированных языков программирования и новых компьютерных технологий. Каждая из глав книги посвящена отдельному периоду, изобретателям, конструкторам и программистам - архитекторам компьютерного мира.

Для широкого круга читателей

Книга:

Сергей Алексеевич Лебедев

Основоположник отечественной вычислительной техники

После войны выделились три важных области, каждая из которых стала знаменем научно-технической революции. По каждому из этих направлений выдвинулись крупные ученые-организаторы. Их имена теперь известны всем. Курчатов возглавил ядерную программу, академик Королев - ракетно-космическую, академик Лебедев стал генеральным конструктором первых вычислительных машин.

М. А. Лаврентьев

Сергей Алексеевич Лебедев

В нашей стране у истоков развития и становления отечественной вычислительной техники стоял выдающийся ученый, академик Сергей Алексеевич Лебедев. Как пишет один из его учеников, академик В. А. Мельников, "жизненный путь Сергея Алексеевича Лебедева ярок и многогранен. Кроме создания первых машин и первых фундаментальных разработок, он выполнил важные работы по созданию многомашинных и многопроцессорных комплексов. Им были заложены основы вычислительных сетей. Среди перспективных направлений следует отметить работы в области операционных систем и систем программирования. Структурнопрограммные операционные системы, алгоритмические языки программирования, новые алгоритмы для больших, трудоемких задач - важный этап научного творчества Лебедева. Ряд его работ, к сожалению, остался незаконченным. По главным направлениям, намеченным С. А. Лебедевым, работают его ученики и целые научные коллективы. Созданная им научная школа - лучший памятник ученому".

Сергей Алексеевич на протяжении всей своей жизни вел большую работу по подготовке научных кадров. Он был одним из инициаторов создания Московского физико-технического института, основателем и руководителем кафедры вычислительной техники в этом институте, руководил работой многих аспирантов и дипломников.

Говоря о наследии С. А. Лебедева, нельзя не сказать об атмосфере взаимопонимания и творческого воодушевления, которую умел создать вокруг себя Сергей Алексеевич. Он умел поощрять творческую инициативу, оставаясь при этом принципиальным и требовательным. Лебедев считал, что лучшая школа для специалиста - участие в конкретных разработках, и не боялся привлекать к работе над серьезными проектами молодых ученых.

Он родился 2 ноября 1902 года в Нижнем Новгороде. Отец Алексей Иванович и мать Анастасия Петровна были учителями.

В 1921 году С. А. Лебедев поступил в Московское высшее техническое училище им. Н. Э. Баумана на электротехнический факультет. Его учителями и научными руководителями были выдающиеся русские ученые-электротехники профессора К. А. Круг, Л. И. Сиротинский и А. А. Глазунов. Все они принимали активное участие в разработке знаменитого плана электрификации СССР - плана ГОЭЛРО. Для разработки этого плана и, главное, для его успешного осуществления потребовались уникальные теоретические и экспериментальные исследования. Из всех возникших при этом проблем С. А. Лебедев, еще будучи студентом, основное внимание уделял проблеме устойчивости параллельной работы электростанций. И следует сказать, что он не ошибся в выборе - весь дальнейший отечественный и зарубежный опыт создания высоковольтных энергообъединений определил проблему устойчивости как одну из центральных, от решения которой зависит эффективность дальних электропередач и энергосистем переменного тока.

Первые результаты по проблеме устойчивости, полученные Лебедевым, были отражены в его дипломном проекте, который выполнялся под руководством профессора К. А. Круга. В апреле 1928 года, получив диплом инженера-электрика, Лебедев становится одновременно преподавателем МВТУ им. Н. Э. Баумана и младшим научным сотрудником Всесоюзного электротехнического института (ВЭИ). Продолжая работать над проблемой устойчивости, С. А. Лебедев организует в ВЭИ группу, которая затем оформилась в лабораторию электрических сетей. Постепенно тематика лаборатории расширяется, и в круг ее интересов начинают попадать проблемы автоматического регулирования. Это привело к тому, что на базе этой лаборатории в 1936 году был создан отдел автоматики, руководство которым поручается С. А. Лебедеву.

К этому времени С. А. Лебедев уже стал профессором и автором (совместно с П. С. Ждановым) широко известной среди специалистов-электротехников монографии "Устойчивость параллельной работы электрических систем".

Примечательной чертой научной деятельности Лебедева, проявившейся с самого ее начала, было органическое сочетание большой глубины теоретической проработки с конкретной практической направленностью. Продолжая теоретические исследования, он становится активным участником подготовки сооружения Куйбышевского гидроузла, а в 1939–1940 годах С. А. Лебедев в "Теплоэлектропроекте" руководит разработкой проектного задания для магистральной линии электропередачи.

Проблемы автоматики интересуют С. А. Лебедева не только применительно к конкретным приложениям в электротехнике, он один из активных инициаторов работ по автоматизации научных исследований и математических расчетов. В 1936–1937 годах в его отделе начались работы по созданию дифференциального анализатора для решения дифференциальных уравнений. Уже тогда С. А. Лебедев задумывался над принципами создания цифровых вычислительных машин, в основе которых лежала бы двоичная система счисления.

Во время войны возглавляемый Лебедевым отдел автоматики полностью переключается на оборонную тематику.

В феврале 1945 года С. А. Лебедев избирается действительным членом Академии Наук УССР, а в мае 1946 года назначается директором Института энергетики АН УССР. В 1947 году после разделения этого института С. А. Лебедев становится директором Института электротехники АН УССР. Здесь он продолжает свои работы по проблемам автоматизации энергосистем. В 1950 году за разработку и внедрение устройств компаундирования генераторов электростанций для повышения устойчивости энергосистем С. А. Лебедев совместно с Л. В. Цукерником был удостоен Государственной премии СССР.

В 1947 году в Институте электротехники организуется лаборатория моделирования и вычислительной техники, где под руководством С. А. Лебедева была создана машина МЭСМ (малая электронная счетная машина) - первая отечественная вычислительная машина.

Вычислительная машина МЭСМ

Интересно привести основные этапы разработки и пуска первого отечественного компьютера:

? Октябрь - ноябрь 1948 года. Разработка общих принципов построения электронной цифровой вычислительной машины.

? Январь - март 1949 года. Обсуждение характеристик вычислительной машины и мер сотрудничества при ее создании на научных семинарах с участием представителей Института математики и Института физики АН УССР.

? Октябрь - декабрь 1949 года. Создание принципиальной блок-схемы и общей компоновки макета МЭСМ.

? 6 ноября 1950 года. Первый пробный пуск макета и начало решения на нем простейших практических и тестовых задач.

? Ноябрь - декабрь 1950 года. Увеличение количества блоков запоминающих устройств, отработка алгоритмов операций сложения, вычитания, умножения и сравнения, завершение отладки макета.

? 4–5 января 1951 года. Демонстрация действующего макета приемной комиссии в составе Н. Н. Доброхотова, А. Ю. Ишлинского, С. Г. Крейна, С. А. Лебедева, Ф. Д. Овчаренко, И. Т. Швеца. Составление акта об окончании в 1950 году разработки, изготовления и наладки макета, выработка рекомендаций о дальнейшем его совершенствовании.

? 10–11 мая 1951 года. Демонстрация работы машины в Киеве в присутствии известных ученых СССР Ю. Я. Базилевского, Н. Н. Боголюбова, В. М. Келдыша, К. А. Семендяева, А. Н. Тихонова и др.

? Август - сентябрь 1951 года. Переделка блоков запоминания с целью повышения их надежности. Окончание переделки конструкции действующего макета, завершение новой компоновки МЭСМ и ее опробование.

? 12 января 1952 года. Составление акта о введении МЭСМ в эксплуатацию с декабря 1951 года.

Функционально-структурная организация МЭСМ была предложена Лебедевым в 1947 году. МЭСМ работала в двоичной системе, с трехадресной системой команд, причем программа вычислений хранилась в оперативной памяти. Машина Лебедева с параллельной обработкой слов представляла собой принципиально новое решение. Она была одной из первых в мире и первой на европейском континенте машиной с хранимой в памяти программой.

В 1948 году в Москве создается Институт точной механики и вычислительной техники (ИТМ и ВТ) АН СССР, куда приглашается на работу С. А. Лебедев, а в 1950 году, когда основные работы по МЭСМ подходили к концу, Лебедев принимает это предложение.

В ИТМ и ВТ он создает специальную лабораторию для разработки БЭСМ-1 (быстродействующая электронная счетная машина-1), в которой получили дальнейшее развитие идеи Лебедева по структурной реализации методов обработки информации.

С. А. Лебедев и В. А. Мельников за наладкой БЭСМ-1

Вспоминает академик В. А. Мельников: "На опыте создания БЭСМ-1 можно видеть широту его научных и конструкторских разработок. В процессоре машины были использованы лампы, серийно выпускаемые нашей промышленностью. Лебедев указал несколько направлений по созданию оперативной памяти ЭВМ. Велись работы по созданию оперативного запоминающего устройства (ОЗУ): на электроакустических ртутных линиях задержек; ОЗУ параллельного действия на электронно-лучевых трубках; ОЗУ на ферритовых сердечниках. Создавались внешние запоминающие устройства на магнитных лентах и магнитных барабанах, устройства ввода и вывода на перфокартах и перфолентах, быстродействующие печатные устройства. В БЭСМ-1 было впервые применено постоянное запоминающее устройство на сменных перфокартах, что позволило решать задачи по мере готовности того или иного запоминающего устройства. Поэтому ее реальное использование началось уже с 1952 года с ОЗУ на электроакустических ртутных трубках. Правда, быстродействие ее было в десять раз ниже запланированного, но зато, помимо решения задач, появилась возможность получить первый опыт по эксплуатации и отладке программ".

Следует отметить, что БЭСМ-1 сдавалась дважды: первый раз - с ОЗУ на электронно-акустических ртутных трубках со средним быстродействием 1000 операций в секунду и второй раз - с ОЗУ на электронно-лучевых трубках с быстродействием около 10 тыс. операций в секунду. И оба раза она была успешно принята Государственной комиссией. Правда, в дальнейшем еще были испытания, когда на БЭСМ-1 проверялась оперативная память на ферритовых сердечниках, но этот вид памяти уже был окончательно внедрен на серийной машине БЭСМ-2. БЭСМ-1 была первой отечественной быстродействующей машиной (8-10 тыс. операций в секунду), самой производительной машиной в Европе и одной из лучших в мире.

Первой задачей, решенной на БЭСМ-1 и имевшей большое народнохозяйственное значение, был расчет оптимального уклона скоса канала. В программе решения этой задачи задавались параметры сыпучести грунта, глубины канала и некоторые другие. Крутой уклон экономит объем земляных работ, но может привести к быстрому осыпанию, поэтому важно найти математически обоснованный компромисс, который бы экономил объем работ при сохранении качества сооружения. Работа по созданию алгоритма и программы, потребовавшая серьезных математических исследований, была выполнена под руководством С. А. Лебедева, который в 1953 году был избран действительным членом АН СССР.

В структуре БЭСМ-1 уже тогда были реализованы основные решения, характерные для современных машин. Принцип ее работы был параллельного действия, что потребовало увеличения аппаратуры; и это было смелым по тем временам решением, например одна триггерная ячейка содержала четыре электронные лампы, надежность которых была мала, срок службы составлял всего 500-1000 часов, а в БЭСМ-1 было более 50 тыс. таких ламп.

Важной особенностью этой машины и большим структурным достижением являлись операции над числами с плавающей точкой, когда машина может производить операции над числами в диапазоне 2 -32 -2 32 автоматически, не требуя специальных операций масштабирования. Эти операции в машинах с фиксированной точкой составляют около 80 % от общего числа операций и увеличивают время решения задач. Одновременно БЭСМ-1 обеспечивала хорошую точность вычислений (около 10 десятичных знаков), а при решении некоторых задач могла работать хотя и с меньшим быстродействием, но с удвоенной точностью.

После БЭСМ-1 под руководством Лебедева были созданы и внедрены в производство еще две ламповые - БЭСМ-2 и М-20. Их характерной особенностью, пишет В. А. Мельников, было то, что они разрабатывались в тесном контакте с промышленностью, особенно М-20. Специалисты завода и академического института вместе участвовали в создании машины. Этот принцип хорош тем, что улучшается качество документации, т. к. в ней учитываются технологические возможности завода.

Вычислительная машина БЭСМ-2 сохранила систему команд и все основные параметры БЭСМ-1, но конструкция ее стала более технологичной и удобной для серийного выпуска.

В машине М-20 был сделан еще один новый шаг в развитии отечественной вычислительной техники. Во многом повторяя структуру БЭСМ-1, М-20 обладала производительностью 20 тыс. операций в секунду за счет совмещения работы отдельных устройств и более быстрого выполнения арифметических операций.

В шестидесятых годах наша промышленность начала массовый выпуск полупроводниковых приборов, что позволило перейти на новую элементную базу. Разработка полупроводниковых машин, которой руководил С. А. Лебедев, развивалась по двум основным направлениям. Первое - перевод наиболее совершенных ламповых машин на полупроводниковую элементную базу с сохранением структуры и быстродействия, но с повышением надежности, уменьшением размеров и энергопотребления. Ламповая машина М-20 стала в полупроводниковом варианте БЭСМ-ЗМ, БЭСМ-4 и М-220.

Второе направление развития полупроводниковых машин - это максимальное использование возможностей новой элементной базы с целью повышения производительности, надежности и совершенствования структуры машин. Яркий пример развития этого направления - БЭСМ-6, созданная под руководством С. А. Лебедева. Трудно переоценить значение и влияние на развитие вычислительной техники разработки этой высокопроизводительной, оригинальной по архитектуре и структуре машины. Макет БЭСМ-6 был запущен в опытную эксплуатацию в 1965 году, а уже в середине 1967 года был предъявлен на испытания первый образец машины. Тогда же были изготовлены три серийных образца. Машина БЭСМ-6 сдавалась вместе с необходимым математическим обеспечением, и государственная комиссия под председательством академика М. В. Келдыша, в то время президента АН СССР, дала ей высокую оценку. Вычислительная машина БЭСМ-6 - универсальная машина с быстродействием миллион операций в секунду, работала в диапазоне чисел от 2 -63 до 2 +63 и могла обеспечить точность вычислений 12 десятичных знаков. Она содержала 60 тыс. транзисторов и 180 тыс. полупроводников-диодов.

Вычислительная машина БЭСМ-6

Как пишут Л. Н. Королев и В. А. Мельников, машина БЭСМ-6 имела следующие принципиальные особенности:

Магистральный, или, как в свое время (1964 год) назвал его академик С. А. Лебедев, "водопроводный" принцип организации управления, с помощью которого достигается глубокий внутренний параллелизм обработки потоков команд и операндов;

Впервые осуществленный в БЭСМ-6 принцип использования ассоциативной памяти на сверхбыстрых регистрах с логикой управления, позволяющей аппаратно экономить число обращений к ферритовой памяти и тем самым осуществлять локальную оптимизацию в динамике счета;

Аппаратный механизм преобразования математического, виртуального адреса в физический адрес, что дало возможность осуществить динамическое распределение оперативной памяти в процессе вычислений средствами операционной системы;

Расслоение оперативной памяти, что позволяет осуществить одновременное обращение к блокам памяти по нескольким направлениям;

Принцип полистовой организации виртуальной памяти и разработанные на его основе механизмы защиты по числам и командам, сочетающие простоту и эффективность;

Развитая индексация, позволившая использовать индексные регистры для базирования, модификации адресов и в качестве указателей уровней вложенности процедур (дисплеев), что позволило строить свободно перемещаемые программы и рентерабельные процедуры;

Развитая система прерываний и индикации состояния внешних и внутренних устройств машины, контроль обмена между оперативной памятью и центральным устройством машины, позволившие достаточно хорошо вести диагностику в режиме мультипрограммирования;

Возможность одновременной работы парка устройств ввода-вывода и внешних запоминающих устройств на фоне работы центрального процессора.

С 1967 года все крупные вычислительные центры страны стали оснащаться компьютерами БЭСМ-6. И даже через многие годы, в 1983 году, на заседании отделения информатики, вычислительной техники и автоматизации Академии наук, академик Е. П. Велихов сказал, что "создание БЭСМ-6 явилось одним из основных вкладов АН СССР в развитие советской индустрии. Даже сейчас подавляющее большинство крупных народно-хозяйственных задач и проектов разрабатывается с помощью БЭСМ-6 и ее модификаций".

В начале 70-х годов Сергей Алексеевич Лебедев уже не мог руководить Институтом точной механики и вычислительной техники, в 1973 году тяжелая болезнь вынудила его оставить пост директора. Но он продолжал работать дома. Суперкомпьютер "Эльбрус" - это последняя машина, принципиальные положения которой были разработаны академиком Лебедевым и его учениками. Он был ярым противником начавшегося в начале 70-х годов копирования американской системы IBM/360, которая в отечественном вари- анте стала называться ЕС ЭВМ. Он понимал, к каким последствиям это приведет, но уже был не в силах воспрепятствовать этому процессу.

Велики заслуги академика С. А. Лебедева перед отечественной наукой. Его деяния отмечены многими наградами и государственными премиями. Институт точной механики и вычислительной техники РАН носит его имя. В Киеве на здании, где располагался Институт электротехники АН Украины, висит мемориальная доска, текст которой гласит: "В этом здании в Институте электротехники АН УССР в 1946–1951 гг. работал выдающийся ученый, создатель первой отечественной электронной вычислительной машины, Герой Социалистического Труда, академик Сергей Алексеевич Лебедев".

Президент РАН академик Ю.С. Осипов

2 ноября 2002 г. исполняется 100 лет со дня рождения выдающегося ученого, талантливого педагога, замечательного человека Сергея Алексеевича Лебедева. Еще студентом он начал разрабатывать новую в то время проблему устойчивости и ре-гулирования больших энергосистем. Возглавив лабораторию, а затем и отдел во Всесоюзном электротехническом институте, С. А. Лебедев вскоре стал одним из круп-нейших в стране специалистов по вопросам автоматизации электрических систем. Он успешно разрабатывал методы расчета искусственной устойчивости высоковольтных линий электропередач, создавал модели сетей переменного тока для определения оптимального режима работы сооружавшихся тогда в СССР мощных энергосистем. В ВЭИ незадолго до начала Великой Отечественной войны Сергей Алексеевич при-ступил к разработке принципов построения электронной вычислительной машины, в основе которой лежала двоичная система счисления.

Однако нападение фашистской Германии на СССР заставило ученого прервать эти исследования и сосредоточить все силы на разработке принципиально новых видов вооружения. В кратчайшие сроки он создал электронное устройство стаби-лизации танкового орудия при прицеливании, которое успешно прошло испытания и было принято на вооружение.

В 1945 г. Сергей Алексеевич был избран действительным членом АН УССР. Здесь он вскоре смог сконцентрировать свою творческую энергию на создании первой в СССР и в континентальной Европе электронной вычислительной машины. В 1947 г. в руководимом им Институте электротехники АН УССР была создана лаборатория, перед которой стояла задача: в кратчайший срок разработать и сдать в эксплуатацию электронно-вычислительную машину. В конце 1950 г. Малая электронная вычис-лительная машина начала работать, через год она была принята Государственной комиссией во главе с М.В. Келдышем.

Одновременно С. А. Лебедев продумывал принципы действия и схемы основных узлов большой (быстродействующей) электронной счетной машины (БЭСМ). Она была создана под его руководством уже в Москве, в Институте точной механики и вычислительной техники АН СССР в 1950-1953 гг. БЭСМ положила начало целой серии ЭВМ, разработанных под руководством и непосредственном участии С. А. Лебедева (БЭСМ-2, М-20, М-40, М-50, БЭСМ-4, БЭСМ-6, 5Э926, 5Э26, Эльбрус и многие другие).

Эти разработки определили столбовую дорогу мирового компьютеростроения на несколько десятилетий вперед. Следует подчеркнуть, что на момент своего создания и БЭСМ, и М-20, и БЭСМ-6 были самыми производительными ЭВМ в Европе и практически находились на уровне американских машин. В 1953 г. С. А. Лебедев возглавил ИТМ и ВТ и стал действительным членом АН СССР.

Сергей Алексеевич и его научная школа внесли огромный вклад в укрепление обороноспособности страны. Он непосредственно участвовал в создании ЭВМ для

радиолокационных и ракетных комплексов, первой в СССР системы противоракет-ной обороны (ПРО), противосамолетных комплексов "С-300" и др.

С. А. Лебедев воспитал научную школу разработчиков наиболее сложного класса средств вычислительной техники - быстродействующих суперЭВМ. За двадцать лет под его руководством было создано пятнадцать суперЭВМ, и каждая - новое слово в вычислительной технике, более производительная, более надежная и удобная в эксплуатации. Без этих суперЭВМ было бы немыслимым создание отечественного атомного оружия и атомной энергетики, ракетостроение, запуски искусственных спутников Земли, отправка космических кораблей с человеком на борту и многие другие результаты научно-технического прогресса.

Имя С. А. Лебедева носит ИТМ и ВТ РАН, бессменным директором которого он был почти четверть века. И в Российской академии наук, и в Национальной академии наук Украины учреждены научные премии имени С. А. Лебедева. Международное компьютерное общество присудило ему посмертно медаль "пионера вычислительной техники". Данный сборник - дань памяти этому великому ученому, свидетельство нашего безмерного к нему уважения и восхищения перед ним как цельным, скром-ным, прекрасным человеком.

Создание в тяжелые послевоенные годы первой оригинальной отечественной ЭВМ и многих последующих все более и более производительных вычислительных машин было научным подвигом С. А. Лебедева и его соратников. Имя Сергея Алек-сеевича Лебедева - основоположника отечественной электронной вычислительной техники - по праву стоит в одном ряду с именами И. В. Курчатова и С. П. Королева.

Лаборатория Параллельных Информационных Технологий, НИВЦ МГУ

1. Причины отставания отечественной вычислительной техники в прошлом веке
Ошибочная техническая политика
Слабое финансирование компьютерной отрасли
Отставание отечественной науки
Недооценка роли и значения информационных технологий на правительственном уровне

2. Для машин … поколения потребовалась специальность «оператор ЭВМ»
первого
второго
третьего
четвертого

3. Первая ЭВМ в нашей стране называлась …
Стрела
МЭСМ
IBM PC
БЭСМ

4. Творец первой в мире ЭВМ
С.А.Лебедев
Ч.Бэббидж
Дж. фон Нейман
Дж. Атанасов
В.М.Глушков
Дж.Моучли

5. Основные принципы цифровых вычислительных машин были разработаны …
Блезом Паскалем
Готфридом Вильгельмом Лейбницем
Чарльзом Беббиджем
Джоном фон Нейманом

6. Языки программирования названы в честь …
Н. Вирта
Б. Паскаля
А. Лавлейса
Д. Неймана

8. Вычислительные машины второго поколения ЭВМ
Стрела
Урал-1
Минск-32
БЭСМ-6

9. Элементная база компьютеров третьего поколения
Транзистор
ИС
Электронная лампа
БИС

10. Блез Паскаль изобрёл первую … машину – «Паскалину»
механическую
электромеханическую
электронно-вычислительную

11. Француз Жозеф Жаккар применил в своей ткацкой машине … для ввода информации
перфоленты
магнитные накопители
магнитные ленты
перфокарты

12. ЭВМ четвёртого поколения
Эльбрус-2
ENIAC
IBM PC AT
IBM-701

13. Первые программы появились … поколении ЭВМ
в первом
во втором
в третьем
в четвертом

14. Вычислительная машина третьего поколению ЭВМ
М-50
ЕС-1033
IBM-370
Электроника — 100/25

15. Основа элементной базы ЭВМ третьего поколения
БИС
СБИС
интегральные микросхемы
транзисторы

16. Языки высокого уровня появились …
в первой половине XX века
во второй половине XX века
в 1946 году
в 1951 году

17. ЭВМ первого поколения построены на …
шестерёнках
МИС
электронных лампах
магнитных элементах

18. … предложил концепцию хранимой программы
Д. Буль
К. Шеннон
А. Тьюринг
Д. Нейман

19. Элементная база компьютеров первого поколения
Транзистор
ИС
Электронная лампа
БИС

20. Двоичную систему счисления впервые в мире предложил …
Блез Паскаль
Готфрид Вильгельм Лейбниц
Чарльз Беббидж
Джордж Буль

21. Большая интегральная схема (БИС)
транзисторы, расположенные на одной плате
кристалл кремния, на котором размещаются от десятков до сотен логических элементов
набор программ для работы на ЭВМ
набор ламп, выполняющих различные функции

22. Cчетное устройство, состоящее из доски, линий, нанесенных на неё и нескольких камней
Паскалина
Эниак
Абак

23. Элементная база компьютеров второго поколения
Транзистор
ИС
Электронная лампа
БИС

24. … создал счётную машину – прототип арифмометра
Б. Паскаль
В. Шиккард
С. Патридж
Г. Лейбниц

25. Массовое производство персональных компьютеров началось в … годы
40-е
90-е
50-е
80-е

26. Электронная база ЭВМ второго поколения
электронные лампы
полупроводники
интегральные микросхемы
БИС, СБИС

27. Под термином «поколение ЭВМ» понимают …
все счетные машины
все типы и модели ЭВМ, построенные на одних и тех же научных и технических принципах
совокупность машин, предназначенных для обработки, хранения и передачи информации
все типы и модели ЭВМ, созданные в одной и той же стране

28. Отечественная ЭВМ, лучшая в мире ЭВМ второго поколения
МЭСМ
Минск-22
БЭСМ
БЭСМ-6

29. Особенность устройства Германа Холлерита
Была употреблена идея перфокарт
Впервые использовались микрочипы
Быстродействие машины составляло 330 тыс.оп/с
Впервые появилась возможность хранения результатов вычислений

30. Первая ЭВМ называлась …
МИНСК
БЭСМ
ЭНИАК
IВМ

31. Малая счётная электронная машина, созданная в СССР в 1952 году
МЭСМ
Минск-22
БЭСМ
БЭСМ-6

32. Основоположник отечественной вычислительной техники
Сергей Алексеевич Лебедев
Николай Иванович Лобачевский
Михаил Васильевич Ломоносов
Пафнутий Львович Чебышев

33. … разработал язык программирования «С»
Н. Вирт
А. Ляпунов
Д. Ритчи
Б. Гейтс

34. Предмет, оставленный древним человеком 30 тыс. до нашей эры, свидетельствующий о том, что уже тогда существовали зачатки счета
Счётный камень
Вестоницкая кость
Византийская кость
Камень с углублением

35. Первая ЭВМ в нашей стране появилась в …
ХIХ веке
60-х годах XX века
первой половине XX века
1951 году

36. … первым выдвинул идею создания программируемой счётной машины
А. Лавлейс
Ч. Бэббидж
Р. Биссакар
Э. Шугу

37. Первые ЭВМ были созданы в … годы 20 века
40-е
60-е
70-е
80-е

38. В настоящее время в мире ежегодно производится около … компьютеров
1 млн.
500 млн.
10 млн.
100 млн.

39. Первая машина, автоматически выполнявшая все 10 команд
машина Сергея Алексеевича Лебедева
Pentium
машина Чарльза Беббиджа
абак

40. … руководил разработкой машины БЭСМ-6
Г. Эйкен
Д. Бардин
С. Лебедев
Л. Канторович

41. Основа элементной базы ЭВМ четвёртого поколения
полупроводники
электромеханические схемы
электровакуумные лампы
СБИС

42. Основы современной организации ЭВМ описал …
Джон фон Нейман
Джордж Буль
Ада Лавлейс
Норберт Винер

43. Первую вычислительную машину изобрёл …
Джон фон Нейман
Джордж Буль
Норберт Винер
Чарльз Беббидж

44. … считается изобретателем компьютера
Чарльз Бэббидж
Герман Холлерит
Ада Августа Лавлейс
Блез Паскаль

45. Первая ЭВМ появилась в … году
1823
1946
1949
1951

46. Первая в мире программа была написана …
Чарльзом Бэббиджем
Адой Лавлейс
Говардом Айкеном
Полом Алленом

47. ЭВМ первого поколения были созданы на основе …
транзисторов
электронно-вакуумных ламп
зубчатых колес
реле

48. Общим свойством машины Бэббиджа, современного компьютера и человеческого мозга является способность обрабатывать… информацию
числовую
текстовую
звуковую
графическую

49. Элементная база компьютеров четвёртого поколения
Транзистор
ИС
Электронная лампа
БИС

50. Основы теории алгоритмов были впервые изложены в работе …
Чарльза Беббиджа
Блеза Паскаля
С.А. Лебедева
Алана Тьюринга

51. Первые операционные системы появились … поколении машин
в первом
во втором
в третьем
в четвертом

52. Машины … поколения позволяют нескольким пользователям работать с одной ЭВМ
первого
четвертого
второго
третьего

Решение тестов онлайн

На нашем сайте представлена лишь часть ответов из теста по дисциплине "Информатика".

Если у Вас нет времени на подготовку к тестированию или Вы по какой-то другой причине не можете сдать тест самостоятельно, то обращайтесь за помощью к нам. Мы поможем решить тесты любых учебных заведений правильно и быстро.

Для ознакомления с условиями выполнения тестов и оформления заказа, перейдите в раздел " ".

К 100-летию со дня рождения основоположника отечественной вычислительной техники

Вступление

Осипов Ю. С. С. А. Лебедев - основоположник отечественной электронной

вычислительной техники 5

Потоп Б. Е. Рожденный для науки 7

Раздел 1. К биографии С. А. Лебедева

Бурцев В. С., Малиновский Б. Н., Лебедева Н. С. Сергей Алексеевич Лебедев.

Ученый, труженик, человек 9

Автобиография 49

Свидетельство Компьютерного Общества 1ЕЕЕ о награждении Сергея Алек­
сеевича Лебедева медалью «Сотри1ег Рюпеег» от 1 октября 1997 г. Моск­
ва, Россия 51

Основные даты жизни и деятельности С. А. Лебедева 54

Раздел 2. Научные труды и статьи С. А. Лебедева

Искусственная устойчивость синхронных машин 57

Малая электронная счетная машина 73

Электронная цифровая вычислительная машина БЭСМ 146

Электронные вычислительные машины 203

Быстродействующие универсальные вычислительные машины 206

Мощное средство научного исследования 215

Электронная счетная машина 218

Назревшие задачи организации научной работы 220

Месяц в Японии 224

Хронологический указатель основных трудов академика С. А. Лебедева. . . 225

Раздел 3. Научная школа С. А. Лебедева

Мельников В. А. Роль С. А. Лебедева в развитии отечественной вычисли­
тельной техники 231

Бурцев В. С. Научная школа академика С. А. Лебедева в развитии вычисли­
тельной техники 238

Рябов Г. Г. Первые шаги автоматизации проектирования ЭВМ 252

Королев Л.Н., Томилин А.Н. С. А. Лебедев и развитие математического и

программного обеспечения вычислительных машин СССР 256

Раздел 4. Вычислительные машины, созданные С. А. Лебедевым и учеными его школы

Вступление 262

БЭСМ АН СССР (БЭСМ-1), БЭСМ-2 266

«ДИАНА-1», «ДИАНА-2» 268

ЭВМ М-20, БЭСМ-4 268

ЭВМ М-40, М-50, 5Э92 269

СВМ 5Э89, набор электронных модулей «Азов» 270

ЭВМ 5Э926, 5Э51 271

ЭВМ 5Э65, 5Э67 274

ЭВМ 5Э26, 40У6 274

МВК Эльбрус-1, Эльбрус-2 277

СВС, ВК «Эльбрус 1-КБ» (1-КБ) 281

Модульный конвейерный процессор (МКП) 282

Вычислительная система (ВС) Эльбрус 3-1 283

«Электроника СС БИС» 284

Раздел 5. Публикация документов

Подборка поздравительных телеграмм и писем в адрес С. А. Лебедева.... 287

Письма С. А. Лебедеву из Китая 295

Раздел 6. Наш Сергей Алексеевич (воспоминания близких, коллег, учеников)

Лаврентьев М.А. Из воспоминаний «Опыты жизни. 50 лет в науке» 306

Марчук Г. И. Наш патриарх 309

Белоцерковский О. М. Лебедев и Физтех 310

Валиев К. А. Главный конструктор ЭВМ С. А. Лебедев 311

Бурцев В. С. Учитель, воспитатель, друг 313

Маврина Т. А. Воспоминания о брате 320

Лебедев С. С. Вспоминая об отце 323

Корзун И. В. Мои друзья Лебедевы 334

Рабинович З.Л. О Сергее Алексеевиче Лебедеве (о киевском периоде его

деятельности и личные воспоминания о нем) 345

Лисовский И. М. Сергей Алексеевич Лебедев. Создатель первой в континен-
тальной Европе и в Советском Союзе цифровой электронной вычислитель-
ной машины (МЭСМ) 358

Элькснин В. С. Воспоминания о Сергее Алексеевиче Лебедеве 370

Головистиков П. П. Из статьи «Первые годы ИТМ и ВТ» 372

Рыжов В. И. Сергей Алексеевич 375

Бардиж В. В. Кафедра ЭВМ 377

Лаут В. Н. Как я попал в ИТМ? 379

Из письма А. С. Федорова дочерям и сыну С.А. Лебедева 380

Хетагуров Я. А. Мои воспоминания о С. А. Лебедеве 381

Артамонов Г. Т. Отец по жизни 383

Смирнов В. И. Запоздалые воспоминания о Сергее Алексеевиче Лебедеве. . 384

Томилин А.Н. Справедливость, доверие, требовательность, доброта 388

Хайлов И. К. Из Физтеха в ИТМ и ВТ 389

Митрополъский Ю.И. Воспоминания о С. А. Лебедеве 390

Юдин Д. Б. Встреча с С. А. Лебедевым 392

Раздел 7. Друзья шутят

Осечинская Е. И., Осечинский И. В. Семейные байки 393

Из капустника-50 1998 г. 416

Сказка о радиолампах 422

Гердт 3. Грамота 425

Приложения

Литература о жизни и деятельности С. А. Лебедева 426

Список сокращений 431

Именной указатель 433

ВСТУПЛЕНИЕ

С. А. Лебедев - основоположник отечественной электронной вычислительной техники

Президент РАН академик Ю. С. Осипов

2 ноября 2002 г. исполняется 100 лет со дня рождения выдающегося ученого, талантливого педагога, замечательного человека Сергея Алексеевича Лебедева. Еще студентом он начал разрабатывать новую в то время проблему устойчивости и ре-гулирования больших энергосистем. Возглавив лабораторию, а затем и отдел во Всесоюзном электротехническом институте, С. А. Лебедев вскоре стал одним из круп-нейших в стране специалистов по вопросам автоматизации электрических систем. Он успешно разрабатывал методы расчета искусственной устойчивости высоковольтных линий электропередач, создавал модели сетей переменного тока для определения оптимального режима работы сооружавшихся тогда в СССР мощных энергосистем. В ВЭИ незадолго до начала Великой Отечественной войны Сергей Алексеевич при-ступил к разработке принципов построения электронной вычислительной машины, в основе которой лежала двоичная система счисления.

Однако нападение фашистской Германии на СССР заставило ученого прервать эти исследования и сосредоточить все силы на разработке принципиально новых видов вооружения. В кратчайшие сроки он создал электронное устройство стаби-лизации танкового орудия при прицеливании, которое успешно прошло испытания и было принято на вооружение.

В 1945 г. Сергей Алексеевич был избран действительным членом АН УССР. Здесь он вскоре смог сконцентрировать свою творческую энергию на создании первой в СССР и в континентальной Европе электронной вычислительной машины. В 1947 г. в руководимом им Институте электротехники АН УССР была создана лаборатория, перед которой стояла задача: в кратчайший срок разработать и сдать в эксплуатацию электронно-вычислительную машину. В конце 1950 г. Малая электронная вычис-лительная машина начала работать, через год она была принята Государственной комиссией во главе с М.В. Келдышем.

Одновременно С.А. Лебедев продумывал принципы действия и схемы основных узлов большой (быстродействующей) электронной счетной машины (БЭСМ). Она была создана под его руководством уже в Москве, в Институте точной механики и вычислительной техники АН СССР в 1950-1953 гг. БЭСМ положила начало целой серии ЭВМ, разработанных под руководством и непосредственном участии С. А. Лебедева (БЭСМ-2, М-20, М-40, М-50, БЭСМ-4, БЭСМ-6, 5Э92б, 5Э26, Эльбрус и многие другие).

Эти разработки определили столбовую дорогу мирового компьютеростроения на несколько десятилетий вперед. Следует подчеркнуть, что на момент своего создания и БЭСМ, и М-20, и БЭСМ-6 были самыми производительными ЭВМ в Европе и практически находились на уровне американских машин. В 1953 г. С. А. Лебедев возглавил ИТМ и ВТ и стал действительным членом АН СССР.

Сергей Алексеевич и его научная школа внесли огромный вклад в укрепление обороноспособности страны. Он непосредственно участвовал в создании ЭВМ для

6 Осипов Ю. С. С. А. Лебедев - основоположник отечественной электронной ВТ

радиолокационных и ракетных комплексов, первой в СССР системы противоракет-ной обороны (ПРО), противосамолетных комплексов «С-300» и др.

С. А. Лебедев воспитал научную школу разработчиков наиболее сложного класса средств вычислительной техники - быстродействующих суперЭВМ. За двадцать лет под его руководством было создано пятнадцать суперЭВМ, и каждая - новое слово в вычислительной технике, более производительная, более надежная и удобная в эксплуатации. Без этих суперЭВМ было бы немыслимым создание отечественного атомного оружия и атомной энергетики, ракетостроение, запуски искусственных спутников Земли, отправка космических кораблей с человеком на борту и многие другие результаты научно-технического прогресса.

Имя С. А. Лебедева носит ИТМ и ВТ РАН, бессменным директором которого он был почти четверть века. И в Российской академии наук, и в Национальной академии наук Украины учреждены научные премии имени С.А. Лебедева. Международное компьютерное общество присудило ему посмертно медаль «пионера вычислительной техники». Данный сборник - дань памяти этому великому ученому, свидетельство нашего безмерного к нему уважения и восхищения перед ним как цельным, скром-ным, прекрасным человеком.

Создание в тяжелые послевоенные годы первой оригинальной отечественной ЭВМ и многих последующих все более и более производительных вычислительных машин было научным подвигом С. А. Лебедева и его соратников. Имя Сергея Алек-сеевича Лебедева - основоположника отечественной электронной вычислительной техники - по праву стоит в одном ряду с именами И. В. Курчатова и С. П. Королева.

Рожденный для науки

Президент НАН Украины академик Б. Е. Патон

Столетие со дня рождения академика украинской и российской академий, осно-воположника отечественной электронной цифровой вычислительной техники Сергея Алексеевича Лебедева (1902-1974 гг.) проводится в год Украины в России. Слу-чайное совпадение двух казалось бы разных событий глубоко символично. Первые творческие успехи С. А. Лебедева в области электронной цифровой вычислительной техники связаны с его пятилетним пребыванием в Киеве. Именно здесь 44-летний ученый, широко известный выдающимися научными трудами и сложнейшими про-ектами в области энергетики, принял давно зревшее решение создать цифровую ЭВМ и блестяще осуществил свой замысел. Под его руководством в Институте электротехники АН Украины всего за два года силами небольшого коллектива была спроектирована, построена и в 1951 г. принята в регулярную эксплуатацию первая в бывшем Советском Союзе и в континентальной Европе малая электронная счетно-решающая машина МЭСМ с динамически изменяемой программой и параллельно-последовательным арифметическим устройством. Принципы построения МЭСМ бы-ли разработаны С. А. Лебедевым независимо от работ, осуществлявшихся в то время на западе и практически одновременно с учеными США и Западной Европы.

В 1952 и 1953 гг. МЭСМ была единственной ЭВМ в бывшем СССР, на которой решались важнейшие задачи того времени: фрагменты вычислений из области термо-ядерных процессов, космической и ракетной техники, дальних линий электропередач и др. Именно тогда было положено начало советской школы программирования.

Описание МЭСМ стало первым учебником по вычислительной технике. Лабо-ратория С.А. Лебедева выполнила роль организационного зародыша вычислитель-ного центра АН Украины, на базе которого впоследствии был создан получивший широкую известность один из крупнейших в мире Институт кибернетики имени В. М. Глушкова НАН Украины.

МЭСМ явилась прототипом следующего детища Лебедева - Быстродействующей электронной счетной машины (БЭСМ), проектировать которую С. А. Лебедев начал еще в Киеве, но закончил после переезда в Москву (в 1955 г. на международной конференции в Дармштадте БЭСМ была признана лучшей в Европе ЭВМ). Рождение МЭСМ в трудное послевоенное время - это подлинный научный и инженерный триумф С. А. Лебедева и руководимого им талантливого коллектива.

За последующие 20 лет работы в Москве в Институте точной механики и вы-числительной техники АН СССР (ныне РАН), где С.А. Лебедев был директором все эти годы и который носит сейчас его имя, под его руководством были созда-ны пятнадцать уникальных суперЭВМ для гражданских и военных применений. Заложенный С.А. Лебедевым еще в МЭСМ принцип распараллеливания процесса обработки информации был при этом существенно развит и остается до сих пор одним из основных при построении суперЭВМ. «Уметь дать направление - признак гениальности», - сказал о таких людях немецкий философ Ф. Ницше.

Раскрывшийся во второй половине жизни творческий потенциал С. А. Лебедева, сумевшего от ламповых ЭВМ прийти к ЭВМ на интегральных схемах, позволяет утверждать, что среди своих современников он является одним из крупнейших ученых-первопроходцев информационных технологий.

Замечательной чертой Сергея Алексеевича была его забота о молодежи, доверие к ней, поручение молодым решения самых сложных задач. Этому способствовал незаурядный педагогический талант ученого. Многие ученики Сергея Алексеевича стали крупными учеными и развивают свои научные школы.

Патон Б. Е. Рожденный для науки

Мы всегда будем гордиться тем, что именно в Академии наук Украины, в нашем родном Киеве, расцвел талант С.А. Лебедева как выдающегося ученого в области вычислительной техники и математики, а также крупнейших автоматизированных систем.

Сергею Алексеевичу ничто человеческое не было чуждо, он любил жизнь во всех ее проявлениях. Прекрасная семья русских интеллигентов Лебедевых собирала вокруг себя представителей передовой культуры того времени. Увлекался Сергей Алексеевич и спортом, особенно альпинизмом. И может быть, взбираясь на горные вершины, он готовил себя к познанию тех научных вершин вычислительной техники, которые он одним из первых в мире увидел и покорил.

Поистине велик был этот замечательный и вместе с тем очень скромный человек. Лучший памятник ему - талантливая научная школа, созданная им и продолжающая славные дела и традиции своего незабвенного Учителя.

Вся жизнь выдающегося ученого - это героический пример служения науке, своему народу. С. А. Лебедев всегда стремился объединить высочайшую науку с прак-тикой, с инженерными задачами.

Он жил и трудился в период бурного развития электроники, вычислительной техники, ракетостроения, освоения космоса и атомной энергии. Будучи патриотом своей страны, Сергей Алексеевич принял участие в крупнейших проектах И.В. Кур-чатова, С.П. Королева, М.В. Келдыша, обеспечивших создание щита Родины. Во всех их работах роль электронных вычислительных машин, созданных Сергеем Алексеевичем, без преувеличения, огромна.

Его выдающиеся труды навсегда войдут в сокровищницу мировой науки и техни-ки, а его имя должно стоять рядом с именами этих великих ученых.

Раздел 1 К БИОГРАФИИ С. А. ЛЕБЕДЕВА

Сергей Алексеевич Лебедев. Ученый, труженик, человек

В. С. Бурцев, Б.И. Малиновский, Н.С. Лебедева

Сергей Алексеевич Лебедев родился в Нижнем Новгороде 2 ноября 1902 г. Его дед Иван Андреевич, николаевский солдат, отслужил 25 лет штаб-трубачом в гусарском полку. От него требовалось особое мужество - трубач впереди войска, на виду у противника. Выйдя в отставку, поселился в Костроме, стал земским сторожем, женился на дочери псаломщика. 1 марта 1866 г. у них родился сын Алексей, спустя два года появился на свет Михаил. Свирепствовавшая в 1870 г. в Поволжье холера оборвала жизнь Ивана Андреевича Лебедева.

Нелегко пришлось его вдове и малолетним сыновьям. Мать стала работать на ткацкой фабрике. Четырехлетнего Алексея взяла к себе в деревню его тетка. В 9 лет он вернулся к матери в Кострому, два года ходил в приходскую школу, после чего пять лет работал конторщиком на той же фабрике, что и его мать. В городской библиотеке, которую он регулярно посещал, сблизился со сверстниками - семинари-стами и гимназистами, увлекавшимися идеями народничества. Именно тогда Алексей твердо решил стать сельским учителем. С пятью рублями в кармане, скопленными за долгие месяцы работы, отправился в поселок Новинское Ярославской губернии поступать в учительскую семинарию, открытую К.Д. Ушинским для детей-сирот. Закончив ее, а затем и учительский институт с отличием, стал учителем. Мечтал об изменении жизни народа путем образования и просвещения. В селе Родники, где он преподавал, организовал кружок для своих коллег и крестьян, наладил доставку литературы в близлежащие деревни.

Его активную деятельность заметил видный народник М. В. Сабунаев, бежавший из сибирской ссылки и стремившийся объединить разрозненные кружки Нижнего Новгорода, Ярославля, Костромы и других волжских городов. Однако в декаб-ре 1890 г. охранка провела повальные аресты среди народников. Был задержан и А.И. Лебедев, проведший в тюрьме два года. После освобождения из заключения власти лишили его права заниматься педагогической деятельностью, учредили над ним негласный надзор полиции. По свидетельству Алексея Ивановича, «негласный надзор» выражался во вполне гласном, подозрительного вида господине в котелке и пальто горохового цвета, торчавшем у ворот его дома во всякую погоду .

Тем не менее Алексей Иванович, уехавший вскоре после освобождения в Кинешму, продолжил там свою просветительскую деятельность. Устроил при земской управе публичную библиотеку, привлек к регулярным чтениям большую группу рабочих и молодежи города, создал пропагандистский кружок. «А. И. Лебедева знаю как старого народовольца и видного общественника, литературного деятеля, известного мне по времени знакомства в Кинешме в 1894 г., где он вел культурно-общественную работу среди рабочих и крестьян, создавал публичную библиотеку с радикальным

Сергей Алексеевич Лебедев

Основоположник отечественной вычислительной техники

После войны выделились три важных области, каждая из которых стала знаменем научно-технической революции. По каждому из этих направлений выдвинулись крупные ученые-организаторы. Их имена теперь известны всем. Курчатов возглавил ядерную программу, академик Королев - ракетно-космическую, академик Лебедев стал генеральным конструктором первых вычислительных машин.

М. А. Лаврентьев

Сергей Алексеевич Лебедев

В нашей стране у истоков развития и становления отечественной вычислительной техники стоял выдающийся ученый, академик Сергей Алексеевич Лебедев. Как пишет один из его учеников, академик В. А. Мельников, "жизненный путь Сергея Алексеевича Лебедева ярок и многогранен. Кроме создания первых машин и первых фундаментальных разработок, он выполнил важные работы по созданию многомашинных и многопроцессорных комплексов. Им были заложены основы вычислительных сетей. Среди перспективных направлений следует отметить работы в области операционных систем и систем программирования. Структурнопрограммные операционные системы, алгоритмические языки программирования, новые алгоритмы для больших, трудоемких задач - важный этап научного творчества Лебедева. Ряд его работ, к сожалению, остался незаконченным. По главным направлениям, намеченным С. А. Лебедевым, работают его ученики и целые научные коллективы. Созданная им научная школа - лучший памятник ученому".

Сергей Алексеевич на протяжении всей своей жизни вел большую работу по подготовке научных кадров. Он был одним из инициаторов создания Московского физико-технического института, основателем и руководителем кафедры вычислительной техники в этом институте, руководил работой многих аспирантов и дипломников.

Говоря о наследии С. А. Лебедева, нельзя не сказать об атмосфере взаимопонимания и творческого воодушевления, которую умел создать вокруг себя Сергей Алексеевич. Он умел поощрять творческую инициативу, оставаясь при этом принципиальным и требовательным. Лебедев считал, что лучшая школа для специалиста - участие в конкретных разработках, и не боялся привлекать к работе над серьезными проектами молодых ученых.

Он родился 2 ноября 1902 года в Нижнем Новгороде. Отец Алексей Иванович и мать Анастасия Петровна были учителями.

В 1921 году С. А. Лебедев поступил в Московское высшее техническое училище им. Н. Э. Баумана на электротехнический факультет. Его учителями и научными руководителями были выдающиеся русские ученые-электротехники профессора К. А. Круг, Л. И. Сиротинский и А. А. Глазунов. Все они принимали активное участие в разработке знаменитого плана электрификации СССР - плана ГОЭЛРО. Для разработки этого плана и, главное, для его успешного осуществления потребовались уникальные теоретические и экспериментальные исследования. Из всех возникших при этом проблем С. А. Лебедев, еще будучи студентом, основное внимание уделял проблеме устойчивости параллельной работы электростанций. И следует сказать, что он не ошибся в выборе - весь дальнейший отечественный и зарубежный опыт создания высоковольтных энергообъединений определил проблему устойчивости как одну из центральных, от решения которой зависит эффективность дальних электропередач и энергосистем переменного тока.

Первые результаты по проблеме устойчивости, полученные Лебедевым, были отражены в его дипломном проекте, который выполнялся под руководством профессора К. А. Круга. В апреле 1928 года, получив диплом инженера-электрика, Лебедев становится одновременно преподавателем МВТУ им. Н. Э. Баумана и младшим научным сотрудником Всесоюзного электротехнического института (ВЭИ). Продолжая работать над проблемой устойчивости, С. А. Лебедев организует в ВЭИ группу, которая затем оформилась в лабораторию электрических сетей. Постепенно тематика лаборатории расширяется, и в круг ее интересов начинают попадать проблемы автоматического регулирования. Это привело к тому, что на базе этой лаборатории в 1936 году был создан отдел автоматики, руководство которым поручается С. А. Лебедеву.

К этому времени С. А. Лебедев уже стал профессором и автором (совместно с П. С. Ждановым) широко известной среди специалистов-электротехников монографии "Устойчивость параллельной работы электрических систем".

Примечательной чертой научной деятельности Лебедева, проявившейся с самого ее начала, было органическое сочетание большой глубины теоретической проработки с конкретной практической направленностью. Продолжая теоретические исследования, он становится активным участником подготовки сооружения Куйбышевского гидроузла, а в 1939–1940 годах С. А. Лебедев в "Теплоэлектропроекте" руководит разработкой проектного задания для магистральной линии электропередачи.

Проблемы автоматики интересуют С. А. Лебедева не только применительно к конкретным приложениям в электротехнике, он один из активных инициаторов работ по автоматизации научных исследований и математических расчетов. В 1936–1937 годах в его отделе начались работы по созданию дифференциального анализатора для решения дифференциальных уравнений. Уже тогда С. А. Лебедев задумывался над принципами создания цифровых вычислительных машин, в основе которых лежала бы двоичная система счисления.

Во время войны возглавляемый Лебедевым отдел автоматики полностью переключается на оборонную тематику.

В феврале 1945 года С. А. Лебедев избирается действительным членом Академии Наук УССР, а в мае 1946 года назначается директором Института энергетики АН УССР. В 1947 году после разделения этого института С. А. Лебедев становится директором Института электротехники АН УССР. Здесь он продолжает свои работы по проблемам автоматизации энергосистем. В 1950 году за разработку и внедрение устройств компаундирования генераторов электростанций для повышения устойчивости энергосистем С. А. Лебедев совместно с Л. В. Цукерником был удостоен Государственной премии СССР.

В 1947 году в Институте электротехники организуется лаборатория моделирования и вычислительной техники, где под руководством С. А. Лебедева была создана машина МЭСМ (малая электронная счетная машина) - первая отечественная вычислительная машина.

Вычислительная машина МЭСМ

Интересно привести основные этапы разработки и пуска первого отечественного компьютера:

? Октябрь - ноябрь 1948 года. Разработка общих принципов построения электронной цифровой вычислительной машины.

? Январь - март 1949 года. Обсуждение характеристик вычислительной машины и мер сотрудничества при ее создании на научных семинарах с участием представителей Института математики и Института физики АН УССР.

? Октябрь - декабрь 1949 года. Создание принципиальной блок-схемы и общей компоновки макета МЭСМ.

? 6 ноября 1950 года. Первый пробный пуск макета и начало решения на нем простейших практических и тестовых задач.

? Ноябрь - декабрь 1950 года. Увеличение количества блоков запоминающих устройств, отработка алгоритмов операций сложения, вычитания, умножения и сравнения, завершение отладки макета.

? 4–5 января 1951 года. Демонстрация действующего макета приемной комиссии в составе Н. Н. Доброхотова, А. Ю. Ишлинского, С. Г. Крейна, С. А. Лебедева, Ф. Д. Овчаренко, И. Т. Швеца. Составление акта об окончании в 1950 году разработки, изготовления и наладки макета, выработка рекомендаций о дальнейшем его совершенствовании.

? 10–11 мая 1951 года. Демонстрация работы машины в Киеве в присутствии известных ученых СССР Ю. Я. Базилевского, Н. Н. Боголюбова, В. М. Келдыша, К. А. Семендяева, А. Н. Тихонова и др.

? Август - сентябрь 1951 года. Переделка блоков запоминания с целью повышения их надежности. Окончание переделки конструкции действующего макета, завершение новой компоновки МЭСМ и ее опробование.

? 12 января 1952 года. Составление акта о введении МЭСМ в эксплуатацию с декабря 1951 года.

Функционально-структурная организация МЭСМ была предложена Лебедевым в 1947 году. МЭСМ работала в двоичной системе, с трехадресной системой команд, причем программа вычислений хранилась в оперативной памяти. Машина Лебедева с параллельной обработкой слов представляла собой принципиально новое решение. Она была одной из первых в мире и первой на европейском континенте машиной с хранимой в памяти программой.

В 1948 году в Москве создается Институт точной механики и вычислительной техники (ИТМ и ВТ) АН СССР, куда приглашается на работу С. А. Лебедев, а в 1950 году, когда основные работы по МЭСМ подходили к концу, Лебедев принимает это предложение.

В ИТМ и ВТ он создает специальную лабораторию для разработки БЭСМ-1 (быстродействующая электронная счетная машина-1), в которой получили дальнейшее развитие идеи Лебедева по структурной реализации методов обработки информации.

С. А. Лебедев и В. А. Мельников за наладкой БЭСМ-1

Вспоминает академик В. А. Мельников: "На опыте создания БЭСМ-1 можно видеть широту его научных и конструкторских разработок. В процессоре машины были использованы лампы, серийно выпускаемые нашей промышленностью. Лебедев указал несколько направлений по созданию оперативной памяти ЭВМ. Велись работы по созданию оперативного запоминающего устройства (ОЗУ): на электроакустических ртутных линиях задержек; ОЗУ параллельного действия на электронно-лучевых трубках; ОЗУ на ферритовых сердечниках. Создавались внешние запоминающие устройства на магнитных лентах и магнитных барабанах, устройства ввода и вывода на перфокартах и перфолентах, быстродействующие печатные устройства. В БЭСМ-1 было впервые применено постоянное запоминающее устройство на сменных перфокартах, что позволило решать задачи по мере готовности того или иного запоминающего устройства. Поэтому ее реальное использование началось уже с 1952 года с ОЗУ на электроакустических ртутных трубках. Правда, быстродействие ее было в десять раз ниже запланированного, но зато, помимо решения задач, появилась возможность получить первый опыт по эксплуатации и отладке программ".

Следует отметить, что БЭСМ-1 сдавалась дважды: первый раз - с ОЗУ на электронно-акустических ртутных трубках со средним быстродействием 1000 операций в секунду и второй раз - с ОЗУ на электронно-лучевых трубках с быстродействием около 10 тыс. операций в секунду. И оба раза она была успешно принята Государственной комиссией. Правда, в дальнейшем еще были испытания, когда на БЭСМ-1 проверялась оперативная память на ферритовых сердечниках, но этот вид памяти уже был окончательно внедрен на серийной машине БЭСМ-2. БЭСМ-1 была первой отечественной быстродействующей машиной (8-10 тыс. операций в секунду), самой производительной машиной в Европе и одной из лучших в мире.

Первой задачей, решенной на БЭСМ-1 и имевшей большое народнохозяйственное значение, был расчет оптимального уклона скоса канала. В программе решения этой задачи задавались параметры сыпучести грунта, глубины канала и некоторые другие. Крутой уклон экономит объем земляных работ, но может привести к быстрому осыпанию, поэтому важно найти математически обоснованный компромисс, который бы экономил объем работ при сохранении качества сооружения. Работа по созданию алгоритма и программы, потребовавшая серьезных математических исследований, была выполнена под руководством С. А. Лебедева, который в 1953 году был избран действительным членом АН СССР.

В структуре БЭСМ-1 уже тогда были реализованы основные решения, характерные для современных машин. Принцип ее работы был параллельного действия, что потребовало увеличения аппаратуры; и это было смелым по тем временам решением, например одна триггерная ячейка содержала четыре электронные лампы, надежность которых была мала, срок службы составлял всего 500-1000 часов, а в БЭСМ-1 было более 50 тыс. таких ламп.

Важной особенностью этой машины и большим структурным достижением являлись операции над числами с плавающей точкой, когда машина может производить операции над числами в диапазоне 2 -32 -2 32 автоматически, не требуя специальных операций масштабирования. Эти операции в машинах с фиксированной точкой составляют около 80 % от общего числа операций и увеличивают время решения задач. Одновременно БЭСМ-1 обеспечивала хорошую точность вычислений (около 10 десятичных знаков), а при решении некоторых задач могла работать хотя и с меньшим быстродействием, но с удвоенной точностью.

После БЭСМ-1 под руководством Лебедева были созданы и внедрены в производство еще две ламповые - БЭСМ-2 и М-20. Их характерной особенностью, пишет В. А. Мельников, было то, что они разрабатывались в тесном контакте с промышленностью, особенно М-20. Специалисты завода и академического института вместе участвовали в создании машины. Этот принцип хорош тем, что улучшается качество документации, т. к. в ней учитываются технологические возможности завода.

Вычислительная машина БЭСМ-2 сохранила систему команд и все основные параметры БЭСМ-1, но конструкция ее стала более технологичной и удобной для серийного выпуска.

В машине М-20 был сделан еще один новый шаг в развитии отечественной вычислительной техники. Во многом повторяя структуру БЭСМ-1, М-20 обладала производительностью 20 тыс. операций в секунду за счет совмещения работы отдельных устройств и более быстрого выполнения арифметических операций.

В шестидесятых годах наша промышленность начала массовый выпуск полупроводниковых приборов, что позволило перейти на новую элементную базу. Разработка полупроводниковых машин, которой руководил С. А. Лебедев, развивалась по двум основным направлениям. Первое - перевод наиболее совершенных ламповых машин на полупроводниковую элементную базу с сохранением структуры и быстродействия, но с повышением надежности, уменьшением размеров и энергопотребления. Ламповая машина М-20 стала в полупроводниковом варианте БЭСМ-ЗМ, БЭСМ-4 и М-220.

Второе направление развития полупроводниковых машин - это максимальное использование возможностей новой элементной базы с целью повышения производительности, надежности и совершенствования структуры машин. Яркий пример развития этого направления - БЭСМ-6, созданная под руководством С. А. Лебедева. Трудно переоценить значение и влияние на развитие вычислительной техники разработки этой высокопроизводительной, оригинальной по архитектуре и структуре машины. Макет БЭСМ-6 был запущен в опытную эксплуатацию в 1965 году, а уже в середине 1967 года был предъявлен на испытания первый образец машины. Тогда же были изготовлены три серийных образца. Машина БЭСМ-6 сдавалась вместе с необходимым математическим обеспечением, и государственная комиссия под председательством академика М. В. Келдыша, в то время президента АН СССР, дала ей высокую оценку. Вычислительная машина БЭСМ-6 - универсальная машина с быстродействием миллион операций в секунду, работала в диапазоне чисел от 2 -63 до 2 +63 и могла обеспечить точность вычислений 12 десятичных знаков. Она содержала 60 тыс. транзисторов и 180 тыс. полупроводников-диодов.

Вычислительная машина БЭСМ-6

Как пишут Л. Н. Королев и В. А. Мельников, машина БЭСМ-6 имела следующие принципиальные особенности:

Магистральный, или, как в свое время (1964 год) назвал его академик С. А. Лебедев, "водопроводный" принцип организации управления, с помощью которого достигается глубокий внутренний параллелизм обработки потоков команд и операндов;

Впервые осуществленный в БЭСМ-6 принцип использования ассоциативной памяти на сверхбыстрых регистрах с логикой управления, позволяющей аппаратно экономить число обращений к ферритовой памяти и тем самым осуществлять локальную оптимизацию в динамике счета;

Аппаратный механизм преобразования математического, виртуального адреса в физический адрес, что дало возможность осуществить динамическое распределение оперативной памяти в процессе вычислений средствами операционной системы;

Расслоение оперативной памяти, что позволяет осуществить одновременное обращение к блокам памяти по нескольким направлениям;

Принцип полистовой организации виртуальной памяти и разработанные на его основе механизмы защиты по числам и командам, сочетающие простоту и эффективность;

Развитая индексация, позволившая использовать индексные регистры для базирования, модификации адресов и в качестве указателей уровней вложенности процедур (дисплеев), что позволило строить свободно перемещаемые программы и рентерабельные процедуры;

Развитая система прерываний и индикации состояния внешних и внутренних устройств машины, контроль обмена между оперативной памятью и центральным устройством машины, позволившие достаточно хорошо вести диагностику в режиме мультипрограммирования;

Возможность одновременной работы парка устройств ввода-вывода и внешних запоминающих устройств на фоне работы центрального процессора.

С 1967 года все крупные вычислительные центры страны стали оснащаться компьютерами БЭСМ-6. И даже через многие годы, в 1983 году, на заседании отделения информатики, вычислительной техники и автоматизации Академии наук, академик Е. П. Велихов сказал, что "создание БЭСМ-6 явилось одним из основных вкладов АН СССР в развитие советской индустрии. Даже сейчас подавляющее большинство крупных народно-хозяйственных задач и проектов разрабатывается с помощью БЭСМ-6 и ее модификаций".

В начале 70-х годов Сергей Алексеевич Лебедев уже не мог руководить Институтом точной механики и вычислительной техники, в 1973 году тяжелая болезнь вынудила его оставить пост директора. Но он продолжал работать дома. Суперкомпьютер "Эльбрус" - это последняя машина, принципиальные положения которой были разработаны академиком Лебедевым и его учениками. Он был ярым противником начавшегося в начале 70-х годов копирования американской системы IBM/360, которая в отечественном вари- анте стала называться ЕС ЭВМ. Он понимал, к каким последствиям это приведет, но уже был не в силах воспрепятствовать этому процессу.

Велики заслуги академика С. А. Лебедева перед отечественной наукой. Его деяния отмечены многими наградами и государственными премиями. Институт точной механики и вычислительной техники РАН носит его имя. В Киеве на здании, где располагался Институт электротехники АН Украины, висит мемориальная доска, текст которой гласит: "В этом здании в Институте электротехники АН УССР в 1946–1951 гг. работал выдающийся ученый, создатель первой отечественной электронной вычислительной машины, Герой Социалистического Труда, академик Сергей Алексеевич Лебедев".

 

 

Это интересно: