История развития средств вычислительной техники

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ

Математика и информатика используются во всех сферах современного информационного общества. Современное производство, компьютеризация общества, внедрение современных информационных технологий требуют математической и информационной грамотности и компетентности. Однако на сегодняшний день в школьном курсе информатики и ИКТ зачастую предлагается односторонний образовательный подход, не позволяющий должным образом повысить уровень знаний из-за отсутствия в нём математической логики, необходимой для полного усвоения материала. Кроме того, отсутствие стимуляции творческого потенциала учащихся негативным образом отражается на мотивации к обучению, и как следствие, на конечном уровне умений, знаний и навыков. Как можно изучать предмет не зная его истории. Данный материал можно использовать на уроках истории, математики и информатики.

В наше время трудно представить себе, что без компьютеров можно обойтись. А ведь не так давно, до начала 70-х годов вычислительные машины были доступны весьма ограниченному кругу специалистов, а их применение, как правило, оставалось окутанным завесой секретности и мало известным широкой публике. Однако в 1971 году произошло событие, которое в корне изменило ситуацию и с фантастической скоростью превратило компьютер в повседневный рабочий инструмент десятков миллионов люде. Вышесказанное определяет актуальность темы исследования.

Слово «компьютер» означает «вычислитель», т.е. устройство для вычислений. Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно. Многие тысячи лет назад для счета использовались счетные палочки, камешки и т.д. Более 1500 лет тому назад (а может быть и значительно раньше) для облегчения вычислений стали использоваться счеты.

Вторая половина XX века характеризовалась началом «информационного взрыва», то есть необходимостью обрабатывать огромное количество информации. Для сбора, хранения, использования и распространения большого объема информации необходимо было специальное устройство. Таким устройством явился компьютер (электронная вычислительная машина, ЭВМ). В настоящее время компьютеры представлены практически во всех областях жизни человека. Для того чтобы полно оценить влияние компьютеров на жизнь человека и его будущее, необходимо понять, как проходила их эволюция.

Целью данной курсовой работы является изучение этапов развития ЭВМ.

Объектом работы являются ЭВМ

Предметом – развитие ЭВМ.

Задачи работы:

Изучить основные этапы развития вычислительной техники;

Рассмотреть современный этап развития вычислительной техники и ее перспективы;

Рассмотреть историю развития вычислительной техники в РФ.

Структура курсовой работы: работа состоит их двух глав, пяти параграфов, введения, заключение и списка использованной литературы, написана на 28 страницах.

Глава 1. Основные этапы развития вычислительной техники

1.1 Вычислительная техника и ее этапы

Вычислительная техника является основой построения информационно -измерительных систем, используемых для решения важнейших научно-технических задач. Вычислительные устройства обеспечивают моделирование реальных радиотехнических комплексов в различных ситуациях, работу систем автоматизированного проектирования, управление сложнейшими технологическими процессами. Проблемы вычислительной техники следующие:

1. создание и использование современной элементной базы;
2. разработка цифровых узлов и устройств, входящих в состав компьютерных систем;
3. разработка новых модифицированных компьютеров с нейронной структурой построения [1, с. 6].

В основном почти все вычислительные машины основаны на двоичном коде. Такие как, например, ENIAC (США), МЭСМ (СССР), БЭСМ-1, М-1, М-2, М-З, «Стрела», «Минск-1», «Урал-1», «Урал-2», «Урал-3», M-20, БЭСМ-2, «Раздан», IBM -701, использовали много электроэнергии и состояли из очень большого числа электронных ламп. Например, на создание ENIAC ушло 200000 человеко-часов и 486804,22 доллара США. Всего комплекс включал в себя 17468 ламп 16 различных типов, 7200 кремниевых диодов, 1500 реле, 70000 резисторов и 10000 конденсаторов. Вес - 27 тонн, объём памяти - 20 число-слов, потребляемая мощность - 174 кВт, вычислительная мощность - 357 операций умножения или 5000 операций сложения в секунду, устройство ввода-вывода данных - табулятор перфокарт компании IBM: 125 карт/минуту на ввод, 100 карт/минуту на вывод. ЭНИАК проработал более 10 лет и был окончательно выключен 2 октября 1955.

1934 г. немецкий студент Конрад Цузе, работавший над дипломным проектом, решил сделать (в домашних условиях) цифровую вычислительную машину с программным управлением. Машина должна была работать с двоичными числами (впервые в мире). В 1937 г. машина Z1 (Цузе 1) заработала. Она могла обрабатывать 22-х разрядные двоичные числа с плавающей запятой, с памятью на 64 числа. Она работала полностью на механической (рычажной) основе.

Секретный британский компьютер Colossus был спроектирован и построен в 1943 году для расшифровки перехваченных немецких радиосообщений, зашифрованных с помощью системы Lorenz SZ. Компьютер состоял из 1500 электронных ламп (2500 в Colossus Mark II), что делало Colossus самым большим компьютером того времени. Создание и введение его в строй позволило сократить время расшифровки перехваченных сообщений с нескольких недель до нескольких часов. Модернизация Colossus Mark II считается первым программируемым компьютером в истории ЭВМ. Британские крипто аналитики из Блетчли-парк смогли взломать код машины Лоренца в январе 1942 года, ни разу не видев саму машину. Это стало возможным из-за ошибки германского оператора.

Но есть устройства, основанные на троичной системе счисления, это разработанная в вычислительном центре Московского государственного университета в 1959 году «Сетунь». Главные особенности ЭВМ «Сетунь»: троичная симметричная (с положительными и отрицательными значениями цифр) система представления чисел и команд; трехзначная логика; страничная двухуровневая организация памяти; пороговая реализация трехзначной логики на электромагнитных элементах с двухпроводной передачей трехзначных сигналов; длина операндов 9 и 18 тритов (аналог бита в троичной системе, 1 трит соответствует 1,58 бита); система команд - 24 команды [2]. Казанским заводом математических машин было произведено 46 компьютеров Сетунь, 30 из них использовались в университетах СССР.

А первое известное упоминание о реальном применении троичной системы относится ещё к XIII веку. Известная «логическая машина» Раймунда Луллия (1235-1315) на бумаге в виде круговых диаграмм с секторами была именно троичной. Первым же упоминанием о технической реализации троичного счетного устройства является описание счетной машины Томаса Фаулера, сделанное шотландским математиком Августом де Морганом в 1840 году [2].

В 1961-1968 годах, на основе приобретенного опыта Н. П. Брусенцов вместе с Е. А. Жоголевым разработали архитектуру новой двух стековой троичной ЭВМ, названной затем «Сетунь-70». В ней достоинства троичности воплощены с более обстоятельным пониманием и полнотой, в частности: установлен троичный формат для кодирования алфавитных символов (аналог двоичного байта) - трайт из шести тритов; пополнен набор операций трехзначной логики и «троичных» команд управления ходом выполнения программы; увеличены возможности операций с числами различной длины: один трайт, два трайта, три трайта, с допустимой длиной результата до шести трайтов [2].

В современной вычислительной технике, в устройствах автоматики и связи используется в основном двоичная система счисления, что обусловлено рядом преимуществ данной системы счисления перед другими системами. Так, для ее реализации нужны технические устройства лишь с двумя устойчивыми состояниями, например, материал намагничен или размагничен (магнитные ленты, диски), отверстие есть или отсутствует (перфолента и перфокарта). Этот метод обеспечивает более надежное и помехоустойчивое представление информации, дает возможность применения аппарата булевой алгебры для выполнения логических преобразований информации. Кроме того, арифметические операции в двоичной системе счисления выполняются наиболее просто [1, с. 11].

В 1964 году был представлен mainframe IBM/360. Эти ЭВМ и её наследники на долгие годы стали фактическим промышленным стандартом для мощных ЭВМ общего назначения. В СССР аналогом IBM/360 были машины серии ЕС ЭВМ. А в 1969 году сотрудник компании Intel Тэд Хофф предлагает создать центральный процессор на одном кристалле. То есть, вместо множества интегральных микросхем создать одну главную интегральную микросхему, которая должна будет выполнять все арифметические, логические операции и операции управления, записанные в машинном коде. Такое устройство получило название микропроцессор, и в 1971 году компания Intel выпускает на рынок первый микропроцессор «Intel 4004». Появление микропроцессоров позволило создать микрокомпьютеры^ небольшие недорогие компьютеры, которые могли себе позволить купить маленькие компании или отдельные люди. В 1980-х годах микрокомпьютеры стали повсеместным явлением.

Уже 3 августа 1977 года был анонсирован микрокомпьютер Radio Shack TRS-80 (позже названный Model I). В Model I материнская плата и клавиатура машины были объединены в одном корпусе - это было типичное решение для 8-ми и 16-разрядных микрокомпьютеров того времени; блок питания, однако, был внешним. В качестве центрального процессора использовался Zilog Z80 на частоте 1,77 МГц (более поздние модели поставлялись с Z80A). Базовая модель первоначально поставлялась с 4 КБ ОЗУ, а позднее - с 16 КБ.

С этого момента началась время современных ЭВМ. Сейчас персональные компьютеры стали 64 разрядными, их частота доходит до 4 ГГц, видеокарта с 16 Гб памятью еще больше ускоряет процессор, ОЗУ доходит до 128 Гб.

Среди суперкомпьютеров самым мощным является китайский суперкомпьютер Sunway TaihuLight. По состоянию на июнь 2016 года его производительность, согласно тестам LINPACK, достигает 93 петафлопс. Sunway TaihuLight использует более чем 10,5 миллиона процессорных ядер и работает под управлением собственной операционной системы Sunway Raise OS 2.0.5 на базе Linux. Система также включает собственную реализацию OpenACC 2.0, предназначенной для распараллеливания кода[3].

1.2 Электромеханический этап развития вычислительной техники

Электромеханический период был связан с применением электроэнергии в конструкциях счетных механизмов.

Машины электромеханического принципа действия характеризуются наличием электроаппаратуры, посредством которой работают все их механизмы. Разновидностью таких машин явились электромагнитные машины, в т.ч. релейные. В электромеханических машинах, как и в механических, основными физическими элементами были рычаги, колеса, валики, шестерен, а в релейных —электромагниты, реле, контактные устройства и т.д.

Электрический ток стал применяться также для расшифровки информации, нанесенной на перфокарты, в машине, построенной в 1890 г. американским инженером, сыном немецкого эмигранта Г. Холлеритом (1860—1929 гг.). Им же была предложена и форма перфокарты. Она соответствовала размеру однодолларовой банкноты, находившейся в обращении в 1890 г., и равнялась 187 мм * 83 мм. Работая в бюро по переписи населения, Холлерит использовал свою машину для обработки материалов массовых переписей. В 1896 г. он основал фирму по выпуску перфокарт и вычислительных (перфорационных) машин, которая позднее была преобразована в фирму IBM. Начало XX в. было отмечено бурным развитием электротехники. Немалый вклад в нее внесли ученые США (Д. Пауэрс сконструировал автоматический карточный перфоратор; В. Буш — дифференциальный анализатор, т.е. первую аналоговую вычислительную машину, способную моделировать системы дифференциальных уровней; Д. Штибиц — машину, основанную на двоичной системе счисления, и др.), Германии (К. Зюс, независимо от Д. Штибица, создал такую же машину; К. Цуге — универсальную цифровую вычислительную машину с программным управлением, и др.), России (А.Н.Крылов построил первый в мире дифференциальный анализатор непрерывного действия). [11]

В это же время появились выполненные Г.Эдисоном описание явления электронной эмиссии и А Тьюрингом — схемы абстрактной машины, а также разработанные К.Шенноном основные положения алгебры высказываний. Начинался новый период в истории вычислительной техники — электронный.

Электронный период был ознаменован, прежде всего, созданием в 1946 г. первой в мире ЭВМ «Эниак» (Electronics Numerical Integrator and Computer)'. Ее построили ученые Пенсильванского университета (США). Она весила 30 т., занимала площадь, равную гаражу на два автомобиля, состояла из 18 тыс. вакуумных трубок, 1,5 тысячи реле и стоила по ценам того времени почти 2,8 млн. долларов. За одну секунду машина выполняла более 300 умножений многозначных чисел или 5,000 сложений.

Эниак показала большие возможности, хотя и была громоздкой, этаким «монстром с непонятным характером», по сообщениям американской печати, и потребляла мощность в 150 квт, достаточную для работы нескольких сотен современных компактных компьютеров. Ныне машина Эниак находится в одном из музеев США.

Анализ сильных и слабых сторон Эниак позволил американскому математику Дж. фон Нейману сформулировать основные принципы ЭВМ:

- использование двоичной системы,

- иерархическая организация памяти,

- наличие арифметического устройства на основе схем, реализующих операцию сложения;

- хранение программы, как и чисел, в памяти машины. [10]

«Компьютерная революция» в мире и поколения ПК. Появление Эниак отвечало потребностям растущей информатизации общества. Имеется в виду, прежде всего, увеличение темпов роста общей суммы знаний. Если до XIX в. она удваивалась каждые 50 лет, то с середины XX в. — каждые 5 лет, а после 1990 г. — на протяжении года;

Далее, это абсолютный и относительный рост численности специалистов, занятых сбором, обработкой и передачей информации. Если в 1870 г., когда был уже известен проект машины И. Бэббиджа, они составляли менее 5% трудоспособного населения США, то в 40-х гг. XX в. — около 30%.

Изучение функционирования электронных вычислительных средств, наряду с достижениями математики, информатики и физиологии нервной деятельности, в условиях растущих потребностей информационного обслуживания общества привели к возникновению кибернетики — науки об управлении в технических устройствах, живых организмах и человеческих организациях. Ее основные идеи и принципы были сформулированы в работе американского математика Н. Винера «Кибернетика или управление и связь в животном и машине», вышедшей в 1948 г.3.

Все это предопределило «компьютерную революцию» в мире. Росло не только количество ЭВМ (только в США в 1954 г. их насчитывалось 100, в 1974 — 215 тыс., в 1994 — более 30 млн.), но и заметно изменялись их качественные характеристики: увеличивались быстрота действия и объем оперативной памяти, повышалась степень интеграции элементов, улучшались внешние устройства и архитектура ЭВМ. совершенствовались методы их использования. Происходила смена поколений ЭВМ— совокупности их типов и моделей, созданных на основе одних и тех же научных и технических принципов. [5]

Машины первого поколения (вторая половина 40-х — середина 50-х гг.), работавшие на электронных лампах, были очень больших размеров и могли выполнять небольшое количество элементарных операций. В бывшем СССР — это ЭВМ, созданные под руководством академика С. А. Лебедева, и прежде всего БЭСМ-1 — самая быстродействующая в то время машина в Европе; в Беларуси, на Минском заводе ЭВМ им. Г.К. Орджоникидзе, — серийная Минск-22 и др. Основными пользователями первых ЭВМ были инженеры-программисты, занимавшиеся сложными расчетами, а также ученые, работавшие в различных областях физики, и др. Программу выполнения действий и данные пробивали вручную на перфоленте или перфокартах, посредством которых эти сведения вводились в ЭВМ. Затем производили «отладку», в процессе которой выявлялись ошибки и перебивались перфокарты. Этот процесс тянулся неделями и месяцами. Когда все было выверено, машина за несколько минут выдавала результат счета.

Машины второго поколения (конец 50-х — первая половина 60-х гг.), работавшие на транзисторах, были меньших размеров, более надежны в работе и могли выполнять до миллиона операций в секунду. Среди них — СТРЕЧ (США), АТЛАС (Англия), БЭСМ-6 (Россия); «Минск-32» [9]

(Беларусь) и др. БЭСМ-6 поставлялась на экспорт и оказалась «долгожительницей». Корректировку и выполнение программ на них производили операторы ЭВМ. Машины третьего поколения (вторая половина 60-х — 70-е гг.) уже были собраны на интегральных схемах. Это машины IBM-360 (фирмы International Business Mashine Corporation, США), а среди отечественных — серии ЕС (единой системы). Их мощность позволяли решать не только вычислительные, но и экономические задачи, когда приходилось вводить и выводить огромные объемы данных. Только на этих машинах стало возможным эффективно обрабатывать и нечисловую информацию, т.е. вести поиск, работать в режиме «вопрос-ответ», реализующем человеко-машинный диалог. Многопрограммный режим работы в сочетании с режимом разделения времени обеспечил взаимодействие таких машин с автоматизированными классами, оснащенными алфавитно-цифровыми

дисплеями. А поскольку за различными дисплеями могли решаться различные задачи, программисты вновь получили доступ к машинам.

Машины четвертого поколения (с 80-х гг.) в качестве элементной базы имели большие и сверхбольшие интегральные схемы (ILLIAC-4, ЕС-1060, 1065; «Эльбрус»-1,2 и др.). Их рекордная продуктивность (у ILLIAC-4 до 200 млн. операций в сек.) обеспечивала решение целого круга больших задач. ЭВМ стали объединяться в многомашинные комплексы и сети с использованием для этой цели телефонной кабельной и спутниковой связи. Тем самым пользователь получил доступ к различной информации большого объема.

С другой стороны, успехи микроэлектроники привели к «новой революции» — микрокомпьютерной. Появились персональные компьютеры (ПК) — небольшие по размерам универсальные ЭВМ, предназначенные для индивидуального пользования и, в ряде случаев, не уступающие по своим характеристикам большим ЭВМ. [7]

Отцом микроЭВМ по праву считается американский инженер С. Джобс. Свою первую машину он построил вместе с С. Возняком в 1977 г. Она строилась в гараже на средства, вырученные Джобсом от продажи своего личного автомобиля «Фольксваген».

Профессиональная карьера С. Джобса началась с момента основания им фирмы APPLE. Сразу же возникли и непредвиденные проблемы. Обнаружилось, что такое же название и очень похожий фирменный знак имеет рок-группа «Битлз». Возникла путаница, приведшая к судебным разбирательствам. Хотя они и стали неотъемлемой частью жизни Джобса, ему все же сопутствовала удача. Популярность разработанных его фирмой микрокомпьютеров Apple — Macintosh и Lisa — с каждым годом росла, и в первую очередь среди студентов, преподавателей и научных сотрудников американских университетов.

И все же начало эпохи персональных компьютеров связано фирмой IBM. В 1981 г. она выпустила свой первый компьютер ЮМ РС (Personal Computer — персональный компьютер). Затем стала выпускать более современную модель на основе микропроцессора Intel 808i которая была названа ЮМ PC XT (буквы XT взяты из слова еХТга). 1984 г. она выпустила новую модель на основе Intel 80286 — IBM-28( которая стала называться ЮМ PC AT (Advanced Technology — передовая технология). IBM AT, хотя и была совместима аппаратно и программно с IBM XT, превосходила последнюю по производительности более чем в 10 раз и была способна хранить значительно больший объем информации. [4]

Вскоре на рынке появились компьютеры, совместимые с IBM AT, но с торговой маркой других фирм. Среди них оказались и отечественные ПК, в т.ч. ЕС-1840. 1841. 1842, 1849 и др. Во второй половине 80-х гг. были выпущены новые модели:

IBM-386, способная реализовать сложные программы автоматизированного проектирования и искусственного интеллекта; PS/2 (Personal Sistem/2), аналогичная XT и AT; IBM-486, производительность которой была в 2-3 раза больше, чем у IBM-386. В 1994 г. появился Pentium (IBM-586).

Благодаря ему в Лондоне наконец-то удалось обыграть чемпиона мира по шахматам Гари Каспарова. А на горизонте уже предвиделись новые «гуманизированные» компьютеры — не просто более мощные, а и более компактные, удобные и безопасные.

На пути к пятому поколению происходит поиск ЭВМ с высоким показателем отношения производительности машин к их себестоимости. При этом немалые надежды возлагаются на микроэлектронику с большой степенью интеграции и динамическую топографию.

Разрабатываются «биокомпьютеры», реализующие принципы обработки и хранения информации, присущие живым организмам, «нейрокомпьютеры» — системы нечисловой информационно-логической обработки, различные ассоциативные запоминающие устройства. Мощная волна «микрокомпьютерной» революции приводит к быстрому решению и этих задач.

ГЛАВА 2. История развития отечественной вычислительной техники

2.1 Развитие отечественной вычислительной техники

История не знает сослагательного наклонения. Тем не менее, вопросы возможной эволюции цивилизации и основных ее достижений всегда были в сфере внимания общества. Действительно, как изменились бы географические карты, если бы ацтекам было известно колесо? Или, например, Наполеон обратил бы внимание на предложение одного из изобретателей использовать возможности пара. А если бы Эдисон не только запатентовал лампу с тремя электродами и открытый им эффект электронной эмиссии, но и догадался использовать свое открытие?

Но все это касается эпизодов уже сравнительно далекой истории. Многие изобретения и открытия длительное время постепенно преобразовывали окружающий мир. Их значение не всегда по достоинству оценивали даже спустя сто лет. Однако существуют научно-технические изделия, которые оказали огромное влияние на развитие цивилизации практически сразу после своего появления. К ним относятся электронные вычислительные машины.

Немногим более 50 лет прошло с тех пор, как появились первые электронные вычислительные машины (ЭВМ). За этот короткий для развития общества период сменилось несколько поколений ЭВМ.

Разработанные первоначально исключительно для военных целей, электронные вычислительные машины в последующие годы стали использоваться практически во всех сферах человеческой деятельности — от сложнейших оборонных задач и промышленного назначения до образования, медицины и досуга. В соответствии с широким диапазоном применения вычислительных устройств они отличаются сложностью, элементной базой и, конечно, ценой. Начало же было положено сравнительно примитивными по нынешним меркам устройствами, созданными на основе электронных ламп в середине уже прошлого двадцатого века.

В 1942 году американский физик Джон Моучли представил собственный проект вычислительной машины — ЭВМ ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer — электронный числовой интегратор и калькулятор). Весной 1945 года эта ЭВМ была построена, а в феврале 1946 года рассекречена. ЭВМ ENIAC содержала 178468 ламповых триодов, 7200 кристаллических диодов, 4100 магнитных элементов, занимала площадь в 300 кв. метров и в 1000 раз превосходила по быстродействию релейные вычислительные машины.

Элементной базой машин этого поколения были электронные лампы, представленные для первых ЭВМ диодами (спираль накаливания, катод и анод) и триодами (спираль накаливания, катод, анод и управляющая потоком электронов, а следовательно, и анодным током сетка). Данные вычислительные машины предназначались для решения сравнительно несложных научно-технических задач.

Параллельно с развитием элементной базы и совершенствованием схемотехнических решений осуществлялось развитие основополагающих научно-технических концепций. Так, в 1944 году американский инженер Джон Эккерт впервые выдвинул концепцию хранимой в памяти компьютера программы. А в 1946 году Джон фон Нейман предложил ряд новых идей организации ЭВМ. В результате реализации идей фон Неймана фактически была создана архитектура ЭВМ. Эта архитектура во многих чертах сохранилась до настоящего времени.

Однако реализация новейших концепций требовала соответствующих технических решений и, конечно, элементной базы. И такой случай представился для разработчиков ЭВМ. Связан он с открытием в области полупроводников. Сотрудники Bell Telephone Laboratories Джон Бардин и Уолтер Бремен 23 декабря 1947 года впервые продемонстрировали свое изобретение, получившее название “транзистор”. А спустя несколько лет были предприняты первые попытки разработки вычислительных устройств, созданных на основе этих элементов. Однако лампы еще долгое время продолжали господствовать в качестве основной элементной базы.

Следует отметить, что появление новых концепций, лежащих в основе архитектуры вычислительных машин, происходило на всем пути совершенствования данных устройств. Развивалась и схемотехника, и программное обеспечение. На этом пути мир узнал много славных имен. Однако было бы ошибкой связывать все достижения только с иностранными специалистами. Наше Отечество не осталось в стороне от глобального процесса компьютеризации мировой цивилизации.

Кстати, обоснование принципов построения ЭВМ с хранимой в памяти программой было осуществлено Сергеем Александровичем Лебедевым, независимо от Джона фон Неймана.

В 1948 году коллектив, руководимый С. А. Лебедевым, разработал и предложил первый проект отечественной цифровой электронной вычислительной машины. В дальнейшем под руководством академика С. А. Лебедева и В. М. Глушкова разрабатываются отечественные ЭВМ. Сначала это была МЭСМ — малая электронная счетная машина (1951 год, Киев), затем БЭСМ — быстродействующая электронная счетная машина (1952 год, Москва). Параллельно с ними создавались “Стрела”, “Урал”, “Минск”, “Раздан”, “Наири”, серия “М”. Это только несколько первых из многих десятков наименований вычислительных машин, созданных в СССР.

2.2 Развитие вычислительных машин

А примеров реализации достижений отечественной мысли довольно много. Вот лишь некоторые вехи истории развития вычислительных машин. На этот раз основными элементами стали полупроводниковые элементы.

1959 г. - созданы опытные образцы ЭВМ М-40, М-50 для систем противоракетной обороны (ПРО).

1959 г. - начало выпуска в Минске ЭВМ "Минск-1", которая применялась в основном для решения инженерных, научных и конструкторских задач математического и логического характера.

1959 г. - первая ламповая специализированная стационарная ЭВМ СПЕКТР-4, предназначенная для наведения истребителей-перехватчиков.

1959 г. - мобильная полупроводниковая ЭВМ "КУРС" для обработки радиолокационной информации.

1960 г. - в СССР разработана первая полупроводниковая управляющая машина "Днепр".

1960 г. - создана первая микропрограммная специализированная ЭВМ "Тетива" для системы ПВО.

1961 г. - начат серийный выпуск ЭВМ "Раздан”, предназначенных для решения научно-технических и инженерных задач, малой производительности (скорость вычислений - до 5 тысяч операций в 1 секунд).

1962 г. - ЭВМ БЭСМ-4.

1962 г. - в Северодонецком научно-исследовательском институте управляющих вычислительных машин создана “МППИ-1”. Она применялась в химической, нефтеперерабатывающей, металлургической и других отраслях промышленности.

1962 г. - семейство малых цифровых электронных вычислительных машин “Промiнь”, предназначенных для автоматизации инженерных расчетов средней сложности.

1962 г. - ЭВМ "Минск-2".

1963 г. - создан многомашинный вычислительный комплекс "Минск-222".

1964 г. - начало выпуска ряда ЭВМ Урал.

1965 г. - БЭСМ-6 (Быстродействующая электронно-счетная машина). Это первая в СССР супер-ЭВМ с производительностью 1 млн оп/сек. За все время (до начала 80-х гг.) было построено около 350 БЭСМ-6.

1965 г. - начало выпуска в Казани полупроводниковых ЭВМ М-220 и М-222 с производительностью до 200 тыс. оп/сек, продолжающих линию ЭВМ М-20.

1966 г. - завершается разработка проекта большой ЭВМ "Украина", предвосхитившего многие идеи американских больших ЭВМ 70-х годов.

1969 г. — 5Э92Б - двухпроцессорный компьютер на дискретных полупроводниковых схемах, основной компьютер в первой системе ПРО Москвы.

Как видно из приведенных данных, конечно, неполных, в СССР была осуществлена грандиозная программа по разработке, выпуску и применению электронных вычислительных машин. При этом, как правило, независимо от своих зарубежных коллег внедрялись отечественные разработки. И, конечно, самые мощные ЭВМ были использованы для нужд обороны, что, в общем-то, было оправдано.

Следует подчеркнуть, что нередко отечественные ЭВМ лидировали по мощности. Так, например, в 1950 году была создана и испытана ЭВМ МЭСМ, которая в тот момент была самой быстродействующей в Европе.

Многие оригинальные разработки, созданные нашими специалистами, нашли воплощение в отечественных устройствах и были по достоинству оценены зарубежными коллегами. В качестве примера можно привести ЭВМ БЭСМ-6, созданную на транзисторах. В этой ЭВМ были использованы виртуальная память и асинхронные конвейерные структуры. Кстати, В 70-е годы М. А. Карцев впервые в мире предложил и реализовал концепцию полностью параллельной вычислительной системы с распараллеливанием на всех четырех уровнях: программ, команд, данных и слов. Эти идеи были воплощены в ЭВМ М-10. А в 1978 году разработал проект первой в СССР векторно-конвейерной ЭВМ М-13.

В дальнейшем, по мере роста потребностей народного хозяйства, увеличивался выпуск вычислительных машин. Была сделана попытка стандартизации схемотехнических решений. Этому в немалой степени способствовали успехи отечественной электронной промышленности, освоившей сначала гибридные, а затем и монолитные микросхемы. В дальнейшем после изобретения инженерами фирмы Intel микропроцессора был налажен выпуск аналогичных элементов.

За этот период за основу серийных ЭВМ были взяты лучшие образцы зарубежной вычислительной техники. Для сравнительно мощных моделей была взята линейка ЭВМ фирмы IBM — серия 360 и 370. Соответственно, такие ЭВМ единой системы (ЕС) получили название "Ряд-1" и "Ряд-2".

Не были забыты и управляющие машины. Этот класс малых машин — СМ ЭВМ был создан на основе лучших образцов фирм HP и DEC.

1971 г. - начало выпуска модели ЕС-1020 (20 тыс. оп/сек).

1973 г. - начало выпуска модели ЕС-1030 (100 тыс. оп/сек).

1973 г. - с использованием БЭСМ-6 была создана многомашинная система с переменной структурой АС-6 для задач управления космическими полетами в СССР.

1973 г. - начало выпуска ЭВМ ЕС-1050 (Москва, Пенза).

1973 г. - начало выпуска высокопроизводительной ЭВМ с много форматной векторной RISC-архитектурой для систем предупреждения о ракетном нападении и общего наблюдения за космическим пространством М-10.

1974 г. - начало выпуска модели ЕС-1022, (80 тыс. оп/сек).

1976 г. - начало выпуска модели ЕС-1033 (200 тыс. оп/сек).

1975 г. - результатом совместных разработок специалистами СССР, НРБ, ВНР, ПНР, ЧССР и ГДР явилось создание и выпуск мини-ЭВМ - СМ-1, СМ-2, СМ-3 и СМ-4 с широким диапазоном применений: в научных работах, для управления технологическими процессами, обработки экспериментальных данных в реальном масштабе времени, для автоматизации инженерных и управленческих работ и т.д.

1977 г. - старшая модель системы "Ряд-1" – ЕС-1060.

1977 г. - начало выпуска модели ЕС-1035 ("Ряд-2").

1977 г. - создание первого симметричного многопроцессорного вычислительного комплекса (МВК) "Эльбрус-1" на ИС средней интеграции со средствами аппаратной поддержки развитой структуризации программ и данных.

1978 г. - ЕС-1055.

1978 г. - Начало выпуска СМ-3 и СМ-4.

1978 г. - Начало выпуска УВК СМ-1 и СМ-2, совместимых с М-6000/М-7000.

1979 г. - модель ЕС-1045 (800 тыс. оп/сек, "Ряд-2").

1979 г. - начало серийного выпуска высокопроизводительных многопроцессорных УВК с перестраиваемой структурой ПС 2000, реализующих распараллеливание на уровне задач, ветвей, векторных и скалярных операций в задачах геофизики, научных экспериментов и др. областей.

1980 г. - ЭВМ ЕС-1061.

1980 г. - двухпроцессорный комплекс СМ-1410.

1981 г. - УВК СМ 1800, СМ 1803, СМ 1804.

1982 г. - выпуск персональных ЭВМ (ПЭВМ): в СССР ЕС-1840.

1983 г. - начало выпуска ЕС-1036 – 400 тыс. оп/сек, "Ряд-3".

1983 г. - начало выпуска в Загорске многопроцессорной векторной ЭВМ М-13.

1985 г. - начало выпуска электронной вычислительной машины ЕС-1066.

1985 г. - начало выпуска многопроцессорного (10 процессоров) вычислительного комплекса "Эльбрус-2" производительностью 125 млн оп/сек (MIPS).

1985 г. - бытовой компьютер "Электроника БК0010-01".

1986 г. - УВК СМ 1810, СМ 1814, СМ 1820.

1986 г. - СМ 1700, совместимой с VAX-11 фирмы Digital Equipment Corp.

1986 г. - на заводе ВЭМ в Пензе передана в производство ЭВМ ЕС 1766 (до 256 процессоров).

1994 г. - "Эльбрус-3" - LSI, ECL БИС, 16 процессоров, быстродействие в два раза выше, чем у CRAY-YMP, был изготовлен, но в серию не запущен.

Конечно, развитие вычислительной техники с упором на зарубежные образцы несколько затормозило собственные разработки. В результате таких действий были свернуты работы по совершенствованию, например, линейки БЭСМ — БЭСМ-8 и БЭСМ-10. Можно было ожидать реального прорыва в этой области. Однако история, как известно, не знает сослагательного наклонения.

Оправдан ли путь развития отечественных вычислительных средств, связанный фактически с копированием зарубежных образцов,? Безусловно, да. В качестве аргументов можно привести, например, программное обеспечение и проблему стандартизации узлов и элементов.

2.3 Развитие программного обеспечения

Программное обеспечение в условиях несоблюдения и отсутствия защиты авторских прав в большинстве случаев просто несанкционированно копировалось без какой-либо выплаты лицензионных отчислений. Это позволяло экономить громадные финансовые средства. Правда, данное копирование обрекало компьютерные отрасли и страну на отставание, вызванное самим процессом копирования, перевода и выпуска документации. Да и сам процесс освоения и поддержки без необходимой помощи был мучителен и долог.

Но что касается развития электронной промышленности, сопровождающего процесс копирования зарубежного опыта, здесь все было вполне оптимистичным. Отечественная электронная промышленность получила вполне объяснимый рывок. Создавались институты и КБ, строились заводы, выпускались микросхемы.

Тем не менее без отечественных разработок обойтись было невозможно. Достаточно вспомнить о проблемах оборонных ведомств. Вероятно, именно этим и объясняется то внимание, которое уделялось мощным многопроцессорным комплексам типа "М-10" и "Эльбрус".

Свой вклад в решение основной проблемы руководства — копировать зарубежные образцы или стимулировать и создавать отечественные вычислительные машины — внесло и появление такого феномена, как ПЭВМ — персональные электронные вычислительные машины, которые в дальнейшем стали называть просто компьютерами.

В короткий срок в СССР был выпущен ряд изделий этого класса. В качестве примера можно привести, например, компьютеры серий ЕС, СМ, "Искра". Первыми моделями этих серий стали ЕС-1040, СМ1810, "Искра-1030". Архитектура данных компьютеров во многом была скопирована с соответствующих зарубежных изделий. В первую очередь это касается персональных компьютеров IBM, начало которым положил процессор фирмы Intel i8086. Кроме того, активно развивался сектор компьютеров архитектуры и системы команд фирмы DEC. Наиболее известными изделиями этого типа стали компьютеры линеек ДВК и "Электроника". Значительно меньшее распространение получили изделия, созданные на основе образцов фирмы HP.

Указанная политика копирования известных архитектур и систем команд позволила заимствовать богатое программное обеспечение, накопленное зарубежными коллегами. Кроме того, для персональных компьютеров архитектуры и системы DEC и HP существовали соответствующие мини-ЭВМ, например, СМ-3, СМ-4 и СМ-1, СМ-2.

Но не следует думать, что освоение зарубежного опыта производства и применения компьютеров сводилось к простому несанкционированному копированию лучших образцов вычислительной техники и переноса программ. Дело в том что, в основой отечественных компьютеров стали микросхемы и микропроцессоры, серийно выпускаемые в СССР. Связано это было и с вопросами экономии валютных средств, и вопросами безопасности государства. Связано это с тем, что в условиях недружественного окружения страна не могла позволить себе зависимость от иностранных источников снабжения наукоемкими комплектующими. Нельзя было сбрасывать со счета и опасность электронных закладок спецслужбами потенциальных противников.

Конечно, далеко не все микросхемы были собственной разработки. Использовался как отечественный опыт, так и зарубежный. Было налажено исследование микропроцессоров известных фирм. Существовали КБ, где послойно сканировали кристаллы микропроцессорных наборов, результаты которых передавались специалистам, а в дальнейшем и производственникам. Конечно, не секрет, что были задействованы и соответствующие каналы разведки, проделавшие огромную работу.

Кроме того, нельзя не отметить, что существовали и производственные ограничения. Дело в том, что в стране существовали ГОСТЫ, ориентированные на метрическую систему. А как известно, в компьютерных комплектующих используются дюймовый масштаб. Эта проблема касается не только корпусов и плат, но и микросхем, включая расстояние между контактами. Так что советским инженерам даже при наличии образцов приходилось проектировать свои изделия по-новому. Остается добавить, что существовало ограничение и на использование драгоценных металлов, что не способствовало надежности выпускаемой техники и негативно сказывалось на тираже выпускаемых изделий.

Необходимо отметить, что при сравнительно большом ассортименте отечественных персональных компьютеров их выпуск по мировым меркам был довольно скромным. Так, например, выпуск компьютера Искра-1030 и его модификаций составлял всего несколько тысяч штук в год. Более массовым изделием стал компьютер серии ЕС-1040. Одной из самых массовых и распространенных машин стала "Электроника-60". По некоторым данным ее выпуск составлял примерно 10 тысяч штук в год. Правда, благодаря компьютеризации народного образования сравнительно примитивные компьютеры типа "Электроника БК0010" и "Электроника БК0011", ставшие основой отечественных учебных классов КУВТ-86 и КУВТ-87, были выпущены тиражем с несколько сотен тысяч. Это являлось, безусловно, успехом отечественной промышленности. К слову сказать, "Электроника БК0010" и "Электроника БК0011" стали первыми массовыми бытовыми компьютерами, что позволило приобщиться к таинствам информатики миллионам граждан.

Следует подчеркнуть, что у условиях государственной поддержки планов, предусматривающих копирование зарубежного опыта, безусловно, существовали и отечественные разработки. Некоторые идеи явно обгоняли научную мысль зарубежных специалистов. В качестве примеров можно привести секционированные микропроцессоры и даже RISK-процессоры. К слову сказать, идеи таких процессоров были детально сформулированы задолго до зарубежных публикаций. Более того, в конце семидесятых годов был проект выпуска компьютеров на базе RISK-процессоров, созданных на основе отечественных разработок, силами одной из зарубежных фирм. При этом эта фирма брала не только производство компьютеров, но и международные маркетинг и реализацию. Однако проект натолкнулся на многочисленные ведомственные согласования, занявшие несколько лет. В результате время было упущено и мир не увидел реализацию перспективной разработки, сулившей миллиардные доходы в иностранной валюте бюджету страны, а на рынке воцарились менее совершенные зарубежные аналоги.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Благодаря успехам полупроводниковой промышленности Их развитие аппаратно-программного обеспечения ПЭВМ в мире осуществлялось столь быстрыми темпами, что просто слепое копирование довольно быстро потеряло не имело смысла, поскольку без поддержки отечественных разработчиков страна была обречена на постоянное и все возрастающее отставание. Как результат такого отставания, страдала не только экономика, но и безопасность государства.

Решая нелегкую проблему развития электронной промышленности и отечественной вычислительной техники и осознавание их значения для развития страны, в семидесятых и восьмидесятых годах ЦК КПСС и Совет Министров СССР поставили задачу перед Академией наук проанализировать ситуацию и выдать соответствующие рекомендации. Результат этих усилий был оформлен в виде ряда докладов, опубликованных в открытых, доступных, хотя и специализированных изданиях.

Основной смысл рекомендаций можно сформулировать в нескольких положениях.

Итак, догнать и перегнать развитые страны практически невозможно, поскольку для этого не хватит ресурсов государства. Что же касается политики развития, то наиболее целесообразным представляется постепенная интеграция в процесс мирового производства с последовательным овладением сначала сравнительно простых устройств изделий, а затем и постепенным переходом к технологически сложным изделиям. При этом необходимо учитывать иностранный опыт. Только совместными усилиями с зарубежными коллегами можно обеспечить планомерное развитие отечественной и мировой экономики.

Именно это и является наиболее рациональной стратегией развития отечественных высокотехнологических отраслей промышленности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Грошев А.С. Информатика [Электронный ресурс]: учеб. для вузов. 2014 г. – Режим доступа: http://narfu.ru/iikt/Structure/ki/А.С.Грошев.Информатика.Учебник.2014.pdf
2. Грицевский, П.М.; Мамченко, А.Е.; Степенский, Б.М. Основы автоматики, импульсной и вычислительной техники; Советское радио - М., 2016. - 392 c.
3. Гуткин, М; Зайчик, Б; Фаградянц, И и др. Англо - русский словарь по вычислительной технике; ЭТС и Polyglossum - М., 2016. - 496 c.
4. Демиденко Н. Д. Моделирование и вычислительные технологии распределительных систем / Н. Д. Демиденко, В. А. Кулагин, Ю. И. Шокин. – Новосибирск : Наука, 2012. – 424 с.
5. Затонский А. В.Информационные технологии: разработка информационных моделей и систем : учеб. пособие / А. В. Затонский. – Москва : РИОР : ИНФРА-М, 2014. – 344 с.
6. Карпенков С. Х. Современные средства информационных технологий : учебное пособие / С. Х. Карпенков. – 2-е изд., испр.и доп. – Москва : КНОРУС, 2016 – 400 с. 
7. Мельников В. П. Информационное обеспечение систем управления : учебник для студ. высш. учеб. заведений / В. П. Мельников. – Москва : Издательский центр «Академия», 2010. – 336 с.
8. Наследов А. IBM SPSS Statistics 20 и AMOS : профессиональный статичтический анализ данных / А. Наследов. – Санкт-Петербург : Питер, 2013. – 416 с. : ил.
9. Пухальский, Геннадий Иванович. Проектирование цифровых устройств: учебное пособие для студентов вузов. / Г. И. Пухальский, Т. Я. Новосельцева. - СПб.; М.; Краснодар: Лань, 2016. - 896 с.: ил.
10. Свиридова, М.Ю. Информационные технологии в офисе. Практические упражнения: Учебное пособие для нач. проф. образования / М.Ю. Свиридова. - М.: ИЦ Академия, 2010. - 320 c.
11. Стрыгин, В.В.; Щарев, Л.С. Основы вычислительной техники и программирования; Высшая школа - М., 2016. - 359 c.
12. Сырецкий Г. А. Информатика. Фундаментальный курс. Том 1. Основы информационной и вычислительной техники; БХВ-Петербург - М., 2014. - 832 c.
13. Хлебников А. А. Информационные технологии / А. А. Хлебников. – Москва : КНОРУС, 2014. – 472 с. –
14. Хэндлер В. Новая архитектура ЭВМ – как увеличить параллелизм, не увеличивая сложности // Системы параллельной обработки, Под ред. Д. Ивенса. – М.: Мир, 2005. – 412с.