Вычислительная техника

Вычислительная техника

 Совокупность средств для облегчения
 и ускорения процессов вычислений
(счета) путем частичной или полной
 их автоматизации, а также отрасль техники,
 занимающаяся разработкой, изготовлением и
 эксплуатацией этих средств. 

От сливовых косточек к быстродействующим машинам

Один иностранец, побывавший в России 400 лет назад, во времена Ивана Грозного, заметил в приказах писцов сливовые и вишневые косточки, которые каждый носил при себе в мешочке. Иностранец записал: "В русской земле счет ведут при помощи сливяных косточек".

История приспособлений для счета длинная, тысячелетняя. Самым древним "инструментом счета", который сама природа предоставила человеку, была его собственная рука - "десять пальцев, на которых люди учились считать, то есть производить первую арифметическую операцию...", как писал Ф. Энгельс. Не случайно в древнерусской нумерации первые десять цифр назывались "перстами", то есть пальцами.

Счет костями в России возник как самобытный способ счисления. Впоследствии он подготовил почву для появления "дощаного счета" - прообраза современных счетов.

В Эрмитаже хранятся различные старинные счеты. Два неглубоких ящичка соединены между собой на петлях и раскрываются в виде книги. Когда сложишь обе половинки, получается изящная шкатулка, запирающаяся на серебряный крючок. Вся шкатулка собрана из пластинок и брусков слоновой кости, соединенных серебряными гвоздиками. Внутри и снаружи шкатулка украшена орнаментом, костяшками служат бусы из красного и черного стекла с белыми разводами.

Дорогая шкатулка, вероятно, принадлежала богатому человеку. Но отсюда не следует, что "дощаный счет" был доступен лишь богатым. В рукописи XVII века говорится: "Им всякий торговый счет счтет, и счетный, и померной, и весчий, и денежной". В том же Эрмитаже есть счеты, устроенные в грубом ящичке из еловых дощечек, сколоченных гвоздями. Конечно, такой "дощаный счет" был доступен многим. В России даже выпускались специальные руководства в помощь считающим. В 1682 году в Москве вышла книжечка под названием "Считание удобное, которым всякий человек, купующий и продающий, дело удобное изыскати может, число всякие вещи". В книжечке приводилась таблица произведений целых чисел^от 1 до 100.

Из истории развития вычислительной техники

Вот уже около 250 лет живут счеты, почти не изменяясь. В работе на счетах можно достигнуть (виртуозности. Некоторые очень опытные люди иногда даже могут соперничать с простой счетной машиной.

Из истории развития вычислительной техники

С развитием производительных сил росло и значение вычислений. Считать приходилось все больше и больше. И счет был поручен специальным механизмам. Человек научил эти механизмы считать быстрее, заставил свести к минимуму свое непосредственное участие в их работе. Счетные агрегаты он снабдил моторами, "принудил" машину "читать" и "запоминать" числа, "записывать" промежуточные результаты.

В век автоматов стала автоматом и вычислительная машина. Ее "научили" управлять вычислительным процессом и контролировать его. Гигантски выросла скорость работы вычислительных машин, значительно расширилась сфера их применения.

Велик арсенал современных вычислительных машин, многообразны пути механизации вычислительных процессов. От Настольного арифмометра до быстродействующей электронно-вычислительной машины. От простейшего планиметра до сложной электронной моделирующей установки. От небольшого счетного бюро до мощного вычислительного центра.

Счетно-перфорационный комплект

Настольные клавишные счетные машины

Все это поставлено на службу человеку и позволяет ему с большой скоростью, точностью и надежностью выполнять арифметические действия с гигантскими числами, решать сложнейшие задачи высшей математики, изучать быстропротекающие процессы.

Счетно-перфорационный комплект

Сегодня вычислительная техника - необозримый парк машин. У них есть своя четкая классификация.

Древнейшие и наиболее простые средства вычисления способствовали созданию известного всем арифмометра. Дальнейшее развитие этой ветви привело к появлению всевозможных настольных клавишных машин. Их можно увидеть в бухгалтериях, на счетных станциях, во всевозможных вычислительных бюро.

Рядом с ними стоит другая часть вычислительной техники - счетно-перфорационные машины. Они работают с использованием перфорационных карточек: картонных прямоугольников с отверстиями. Полный комплект таких машин образует поточную вычислительную линию, на которой перфокарты проходят все стадии обработки.

Счетно-перфорационные, или, как их еще называют, табуляторные, машины обладают сравнительно большой производительностью - десятки тысяч карт в час.

Счетно-перфорационный комплект - основное оборудование машинно-счетных станций, бюро, фабрик. Они работают на заводах, в учреждениях, институтах, в колхозах.

Моделирующая электронная математическая машина средней мощности. Предназначена для моделирования сложных динамических систем

Наши конструкторы продолжают трудиться над совершенствованием счетно-перфорационных машин. Комплект их дополняется и совершенствуется. Теперь созданы сортировки, табуляторы, множительные устройства на электронных элементах. Все это направлено на расширение возможностей поточной счетной линии, на повышение ее производительности.

Стремителен рост выпуска математических машин в Советском Союзе

Есть еще одно направление в вычислительной технике - моделирующие устройства и машины. В них математические величины представляются не числами, не конкретными, скачкообразно меняющимися данными, а определенным масштабом физических величин: перемещением углов поворота, напряжением электротока, уровнем жидкости. Эти машины удобны тем, что позволяют производить вычисления над величинами, поступающими непрерывно, как струя воды. И ответ они дают по такому же принципу - непрерывно.

Такие устройства многие из вас видели: счетные линейки, подвижные номограммы, логарифмические линейки, различные математические инструменты - планиметры, тангенсные механизмы, пантографы и др.

Но электроника и здесь произвела революцию. Теперь построено много электронных моделирующих установок - аналоговых вычислительных машин непрерывного действия, которые быстро, с точностью до нескольких процентов решают сложнейшие системы уравнений. Эти машины просты в эксплуатации, надежны и требуют не так уж много подготовительных работ, прежде чем начать процесс вычисления.

Вот одна из них - электронная моделирующая установка из класса "ЭИ" (электронных интеграторов). Она из самых больших в своей группе. Эта модель-богатырь позволяет исследовать в 70-80 вариантах все расчеты, необходимые для расположения 50 эксплуатационных и 250 нагнетательных скважин, всего за 2-3 дня. Раньше только 100 скважин "съедали" 200 человеко-месяцев работы расчетчиков.

Другая машина - "МН-14". Исходные данные в нее вводятся автоматически. А результаты решений фиксирует электрическая пишущая машинка. При желании весь ход решения можно проследить на экране-индикаторе - специальной электроннолучевой трубке. Для обслуживания этой машины требуются один инженер и один техник.

Перед вами продемонстрированы две моделирующие установки. Советская промышленность выпускает их много - самых различных. Все они делятся на три группы: "аналоговые машины для интегрирования", "модели для решения дифференциальных уравнений", "специализированные моделирующие устройства". Смотрите, как велик даже их краткий перечень: "МПТ-9", "МН-8", "МН-10", "Интеграл-1", "МН-14", "ЭМСС-7", "УСМ-1" и др.

Одна из машин семейства 'Урал'

Но, конечно, "господа" в мире электронных устройств - это быстродействующие электронно-вычислительные машины. В 40-х годах появились их первые образцы, а уже в 1955 году по отношению к росту перерабатывающей промышленности в ФРГ увеличение производства электронных машин было равно 546 процентам, в Италии 505, а в Англии 303. В Японии в 1957 году было только 3 электронно-вычислительных машины, а теперь более 4 тысяч. Во всем мире в "1967 году насчитывалось около 54 тысяч ЭВМ, а к 1970 году их стало более 75 тысяч.

Стремительно растет выпуск математических машин и в Советском Союзе. Отправная точка - 1950 год - 100 процентов. Через пять лет - 737 процентов. Проходит только год, и скачок за тысячу: 1171 процент. К 1965 году выпуск увеличился в 4,7 раза по сравнению с 1956 годом. А к 1970 году, продолжая неуклонно расти, он превышает 1965 год более чем в 3 раза.

Можно сказать, что теперь у нас вычислительные машины расплодились целыми семействами. Вот первое - типа "Урал". Это целая гамма: "Урал-1", "Урал-2", "Урал-3"... "Урал-10" и далее "Урал-16". Хотя все они одного семейства, назначение у них разное - они могут решать очень широкий круг математических и логических задач.

Совсем недавно появилась новая группа универсальных цифровых вычислительных машин: "Минск", "Минск-1", "Минск-2"... "Мияск-22"... "Минск-32". Эта серия - из класса малых машин. Она предназначена главным образом для решения научных и инженерных задач, а также для планирования и управления производством. "Минск-22" - машина полупроводниковая. И основное ее назначение - обработка информации при планово-экономических расчетах. Что она может? Начислять зарплату, учитывать все, что хранится на складах, составлять бухгалтерские отчеты, обрабатывать статистические материалы, формировать сводную документацию на готовые изделия и многое другое, что в руководстве-описании машины называется "прочими экономическими задачами". А кроме этого, машина может еще решать разные системы алгебраических уравнений, многооперационных арифметических действий и "других математических операций, встречающихся при решении научных и сложных инженерных проблем".

Как видите, это не просто - машина, а универсальный математический комбайн - мастер на все руки, который может и готов выполнить любую задачу!

"Минск-32" еще совершеннее своего собрата "22". Считает в 5-б раз быстрее, объем сведений, которыми может оперировать, в 8 раз больше. Машина может работать со 136 внешними приспособлениями. Управляет ею один оператор с помощью пишущей машинки.

Показ малых машин был бы неполным без универсальной "Наири", предназначенной для научно-исследовательских организаций и проектно-конструкторских бюро, без машины "Проминь" - небольшого стола, у которого в крышке пульт управления, а все устройство под ней. На этой машине-столе можно решать инженерные задачи средней сложности и производить небольшие расчеты. Интересна машина "Сетунь" - она помещается в двух шкафах. Особо следует сказать о машине "Мир", которая, несмотря на свои небольшие размеры, может решать многие системы уравнений, задачи линейного программирования, рассчитывать сетевые графики и выполнять 1 целый ряд сложных математических операций, в том числе аналитическое преобразование формул и решение уравнений в буквенном виде.

Руководитель разработки машин "Мир" Герой Социалистического Труда академик В. М. Глушков так характеризует свое детище. Машина может запомнить 12 тысяч символов - это 6-7 страниц текста. Она "от рождения" помнит основные формулы, которым нас учили в школе, и знает даже кое-что из вузовской программы. Ее прозвали "электронным инженером". Она может служить незаменимым инструментом для специалистов, применяющих в своих исследованиях математику.

Такие (аналого-математические) машины называют гибридными: в них объединены два принципа - цифровых машин и моделирующих

Но, увы, математических машин у нас выпускается много, обо всех рассказать невозможно.

Цифровая машина большой мощности

Отметим, чтобы не забыть, еще одно качество машин типа "Мир": задачи в них вводятся с помощью принятых в математике слов, чисел, формул, обозначений. Перевод на специальный язык машин не требуется - это очень удобно.

Теперь перейдем к самому важному семейству машин, "генералам" отечественной вычислительной техники, - к "БЭСМам". Они относятся к числу крупных математических агрегатов. Это машины надежные, быстродействующие, мощные, универсальные, решающие сложнейшие математические задачи.

Первенцем в этом семействе была "БЭСМ-1". Ее создал коллектив ученых и инженеров под руководством Героя Социалистического Труда академика С. А. Лебедева. Машина была в свое время лучшей в Европе. Она делала 8, а после усовершенствования 10 тысяч операций в секунду. У машины была хорошая "память" - емкая и быстрая.

Теперь эта машина - предок. Ее давно демонтировали. На смену ей пришло новое поколение: "БЭСМ-2", "БЭСМ-3". Эта машина уже делает 20 тысяч операций в секунду. У нее громадная "память" - 4 миллиона слов!

Следующее поколение - "БЭСМ-4"; за свои достоинства она была награждена дипломом Международной выставки средств механизации инженерно-технических и административно-управленческих работ в Москве в 1966 году.

Жизнь движется вперед, и мы стали свидетелями создания "БЭСМ-6". Это машина-гигант. Гигант не по размерам, а по мощности. Хотя она в несколько раз меньше своей "прабабушки" - "БЭСМ-1", машина совершает миллион операций в секунду! Такой агрегат предназначен для решения широкого круга сложных задач науки, техники, народного хозяйства, требующих очень большого объема вычислений.

В машине учтено все самое новое, чем богата теперь вычислительная техника. Ее конструкторы были удостоены в 1969 году Государственной премии. В "БЭСМ-6" использовано совмещенное выполнение операций - машина одновременно может решать несколько задач. Она может воспринимать их условия и с перфокарт, и с перфолент, и с магнитных барабанов и лент, и даже с телеграфной линии. Сверхбыстродействующее запоминающее устройство значительно повышает и без того высокую производительность машин. На ней могут работать несколько операторов с нескольких пультов управления и даже вне машинного зала.

Одни из флагманов советской вычислительной электроники уже стал на вахту во ryiaiBe электронных машин мощного вычислительного комплекса в Дубне, под Москвой, в Объединенном институте ядерных исследований. "БЭСМ-6" используют при решении сложнейших математических задач современной физики, когда необходима скоростная обработка материалов многочисленных экспериментов.

Как видите, много отличных электронных машин для вычислений создано в нашей стране. Темпы их производства таковы, что специалисты с полной уверенностью заявляют: "В ближайшее время мы выйдем на одно из первых мест в мире".

От сливовых косточек к быстродействующим машинам