В мир информатики # 97 (1–15 ноября).
История информатики

Уникальная коллекция
России — компьютеры
в Политехническом музее

М.Э. Смолевицкая,
Москва

В настоящее время человечество переживает глобальную информационную революцию, чему в значительной степени способствовало появление в середине ХХ века электронных цифровых вычислительных машин, или, как теперь принято говорить — компьютеров. Наша страна на протяжении последних более чем пятидесяти лет являлась важнейшим научным и производственным центром компьютеростроения и развития информатизации в целом.

Электронные цифровые вычислительные машины (ЭЦВМ) — какой огромный, разнообразный мир научных идей и поисков скрывается в этих металлических, на первый взгляд невзрачных, похожих друг на друга стойках процессоров и запоминающих устройств, накопителях на магнитных барабанах и лентах, алфавитно-цифровых печатающих устройствах! О возможностях ЭЦВМ всех поколений с момента появления первых начали ходить легенды.

Первые цифровые вычислительные машины с хранимой программой — МЭСМ (Малая электронно-счетная машина), созданная академиком Сергеем Алексеевичем Лебедевым, и Автоматическая цифровая вычислительная машина “М-1”, разработанная под руководством члена-корреспондента АН СССР Исаака Семеновича Брука, начали работать почти одновременно в ноябре и декабре 1951 года. Эти машины создавались в единственном экземпляре и, к сожалению, не сохранились, поэтому о них в собрании Политехнического музея есть только документальные и изобразительные материалы. Созданы личные фонды академика С.А. Лебедева, И.С. Брука и еще 11 основоположников отечественной электронной вычислительной техники. Материалы, составляющие эти фонды, позволяют не только точно, но и достаточно ярко представить историю вычислительной техники в Советском Союзе и России.

В зале ЭЦВМ Политехнического музея экспонируется легендарная Малая универсальная цифровая вычислительная машина “Урал-1” (рис. 1) на электронных лампах. Еще в 1948 году главный конструктор машин этой серии Башир Искандарович Рамеев получил вместе с И.С. Бруком первое в нашей стране авторское свидетельство на разработку ЭВМ (рис. 2).

Рис. 1

Рис. 2

Представим, что ЭВМ “Урал-1” рассчитывает траектории полетов первых космических кораблей: горят все 800 электронных ламп в процессоре, мигают маленькие лампочки на индикационной панели. Зрелище — замечательно красивое, но понять, что выполняет в данный момент машина, рядовой пользователь современного компьютера уже не сможет. Чтобы работать на такой машине, нужно было пройти специальное, достаточно длительное обучение.

В коллекции ЭЦВМ Политехнического музея представлены отдельные узлы первой отечественной серийной ЭЦВМ “Стрела”, созданной в 1952 году в СКБ-245 при заводе счетно-аналитических машин в Москве. Это — части пульта управления машиной, отдельные процессорные ячейки (рис. 3), оперативное запоминающее устройство, реализованное на электронно-лучевой трубке значительных размеров, но позволявшее хранить только один разряд числа (рис. 4), и огромная бобина с магнитной лентой (рис. 5), которая использовалась в качестве внешнего носителя информации.

Второе поколение ЭЦВМ — это машины на полупроводниковых приборах, использование которых позволило значительно уменьшить размеры машин (на рис. 6 представлена ЭЦВМ “Раздан-3”, а на рис. 7 — процессорная ячейка от этой ЭВМ). Очень интересны устройства внешней и оперативной памяти: огромный магнитный барабан (рис. 8), который мог хранить 196 608 символов, и оперативное запоминающее устройство на ферритах емкостью от 16 до 64 тысяч 37-разрядных слов (рис. 9).

Что представлял собой вычислительный центр с машинами третьего поколения, можно увидеть на макете машины ЕС-1050 (рис. 10) и отдельных устройствах машин этой серии. Интегральные схемы, которые произвели своеобразную революцию в вычислительной технике, можно увидеть на платах блока оперативного запоминающего устройства
ЕС-3222 от ЭВМ ЕС-1022 (рис. 11). Впервые в ЭЦВМ этого поколения для выполнения чертежных работ начали применяться специальные устройства —
графопостроители (рис. 12).

Известно, что в большинстве универсальных ЭВМ используется двоичная логика и двоичная система счисления. Но еще в 1953 году Николай Петрович Брусенцов начал создавать семейство ЭЦВМ “Сетунь” — единственные машины в мире, реализованные на троичной логике, что позволило сократить число используемых в ней команд до 50¹. Наверное, такая необычная машина могла родиться только в университетских стенах (Н.П. Брусенцов работал² в Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова). Своей простотой и практичностью “Сетунь” обязана представлению чисел и команд в так называемом “симметричном коде” (–1, 0, 1).

Уникальными экспонатами коллекции являются бортовые цифровые вычислительные машины (БЦВМ) авиационного и космического назначения. Бортовые авиационные ЭВМ представлены машинами двух поколений. Бортовая цифровая вычислительная машина “Орбита-10” (рис. 13) относится к БЦВМ второго поколения. Она позволила образовать на борту единый комплекс бортового оборудования, что повысило эффективность выполнения полетного задания и безопасность полета. Особенностью структуры БЦВМ “Орбита-10” является возможность трехуровневого совмещения в выполнении операций — выборка команды, выборка операнда, исполнение команды (частичная конвейеризация). К характерным особенностям машины следует отнести и конструктивно-функциональную модульность, обеспечивающую относительную простоту построения различных модификаций машины.

Бортовой цифровой вычислительный комплекс “Аргон-16” (рис. 14) стал основным компонентом систем управления космических кораблей “Союз”, транспортных кораблей “Прогресс”, орбитальных станций “Салют”, “Алмаз”, “Мир”. Исключительная надежность обеспечила ему завидное долголетие. С 1975 года было выпущено более 300 образцов — рекордный показатель для БЦВМ космического применения.

В 2001 году коллекция музея пополнилась процессорным блоком последней созданной в СССР
суперЭВМ вычислительной системы “Эльбрус 3-1” на базе модульных конвейерных процессоров (Институт точной механики и вычислительной техники им. С.А. Лебедева) и блоками процессора и оперативной памяти суперЭВМ “Электроника ССБИС” (Институт проблем кибернетики РАН, 1989 г.). “Электроника ССБИС” является векторно-конвейерной суперЭВМ. Новым эффективным решением в ее разработке была организация передачи данных между массовой интегральной памятью и оперативной памятью под управлением специализированного процессора, реализующего произвольные методы доступа.

В Политехническом музее коллекция электронных цифровых вычислительных машин формируется с 60-х годов ХХ века и является единственным подобным собранием в нашей стране. В данный момент в ней насчитывается 250 музейных предметов и более 1800 единиц хранения документальных материалов.

¹ Об “экономичности” троичной системы счисления см. газету-вкладку “В мир информатики” № 69 (“Информатика” № 4/2006). — Ред.

² И до настоящего времени работает. — Ред.