Сложно найти дом, в котором не было бы персонального компьютера. Чаще всего он занимает не очень много места. Когда мы слышим слово «суперкомпьютер», то многие представляют огромные сервера, занимающие целые комнаты. И в этом есть доля правды. Давайте рассмотрим, как развивались эти «цифровые титаны».
ENIAC
Эпоха вычислений началась в 1940-х годах с машин на электронно-вакуумных лампах. Первой среди них стал американский ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), созданный в 1946 году и ставший первым в мире программируемым электронным компьютером общего назначения.
Строительство ЭВМ (электронно-вычислительной машины) обошлось правительству США в 400 000 долларов. Первоначальной целью проекта, соответствовавшей военному времени, были расчеты для ускорения победы во Второй мировой войне. Однако к моменту завершения машины война уже закончилась, и ее первой практической задачей стали вычисления для создания водородной бомбы.
Габариты ENIAC были поистине гигантскими. Машина весила около 30 тонн и занимала площадь в 167 м2, потребляя при этом 150-160 кВт электроэнергии. Для создания ENIAC было задействовано 13 инженеров и 200 техников. Производительность тогда была соответствующей: 5000 операций сложения/вычитания в секунду (у современных ЭВМ – триллионы); 357 операций умножения в секунду; 38 операций деления в секунду; 3 операции извлечения квадратного корня в секунду. Память этого «монстра» составляла 20 десятичных чисел.
МЭСМ
Двумя годами позднее, а именно 1948 года в СССР, на базе киевского Института электротехники АН СССР началась разработка Малой Электронной Счетной Машины (МЭСМ) под руководством Сергея Алексеевича Лебедева.
Лебедев являлся очень важной фигурой в построении отечественных ЭВМ, так как именно в МЭСМ он заложил основы и принципы построения таких машин, которые хранили в своей памяти программу. Программа, о которой идет речь – это последовательность машинных команд (инструкций), закодированных в числах, которые хранятся в той же самой оперативной памяти, что и обрабатываемые данные. Этот принцип известен как архитектура фон Неймана (или "принцип хранимой программы").
Малая Электронная Счетная Машина стала первой ЭВМ в континентальной Европе и вошла в число первых суперкомпьютеров, изобретенных в европейских странах, так как в Великобритании уже существовал EDSAC. В нашем Телеграмм-канале уже был пост про эту ЭВМ, так как на ней была создана первая компьютерная игра – https://t.me/rocmim/179.
Создание МЭСМ требовало 11 инженеров, 15 технических сотрудников и три года времени (сюда входит проектирование, монтаж и отладка). Также стоит отметить, что данная ЭВМ создавалась как макет Большой Электронной Счетной Машины.
МЭСМ занимала 60 м2, потребляла 25 кВт электроэнергии и состояла из 6000 электровакуумных ламп. Производительность составляла 3000 операций в секунду (неизвестно каких). Память у МЭСМ делилась на оперативную и постоянную, отличаясь носителями – триггерные ячейки и штекеры соответственно. Также были виды сохраняемой информации – команды (максимум – 63 команды) и данные (максимум – 31 число).
Как говорилось ранее, МЭСМ была лишь макетом БЭСМ. Однако это не помешало ей стать мощным инструментов своего времени для СССР. Среди практических применений можно выделить такие как:
· оценка объемов земляных работ при проектировании автодорог, в том числе для БАМа (Байкало-Амурская магистраль);
· расчет тепловых напряжений строительных конструкций зданий, мостов;
· определение областей устойчивости электро-энергосистем для Куйбышевской ГЭС и другие.
Недостатками ЭФМ первого поколения можно назвать:
· высокую стоимость элементов (электронно-вакуумные лампы, системы охлаждения и других)
· очень большие размеры машин;
· выделение большого количества тепла;
· высокие затраты на электроэнергию.
Без прошлого нет настоящего и будущего. Первое поколение ЭВМ, созданное отечественными и зарубежными пионерами компьютерного дела, стало тем фундаментом, на котором основаны современные технологии. Эти громоздкие машины с их смешной по нынешним меркам памятью стали надежным инструментом, который кардинально облегчил труд ученых и инженеров, успешно справляясь с поставленными перед ними задачами. Да, это были большие и огромные блоки со смешным, по нынешним меркам, количеством памяти, однако они достойно справлялись с поставленными задачами, облегчая жизнь рабочим и ученым.
Список источников:
1. В 500 раз слабее калькулятора, но гениален: как ENIAC заложил основы современных ПК - https://servermall.ru/blog/v-500-raz-slabee-kalkulyatora-no-genialen-kak-eniac-zalozhil-osnovy-sovremennykh-pk/
2. Кузнецова, О. И. Краткий обзор истории развития, сфер применения и сравнение мощностей современных суперкомпьютеров / О. И. Кузнецова // Вестник ЦЭМИ. – 2021. – № 1. – DOI 10.33276/S265838870015738-4. – EDN UQOLFN. - https://cemi.jes.su/s265838870015738-4-1/
3. Калькулятор, который смог: краткая история первого программируемого компьютера - https://engineer.yadro.com/note/eniac/
4. История создания первой межконтинентальной ЭВМ - МЭСМ в Киеве под руководством С.А. Лебедева в период 1948-1953 годах - https://www.ispras.ru/lavrishcheva/presentations/Lebedev.pdf
5. МЭСМ - https://ru.ruwiki.ru/wiki/МЭСМ#CITEREFБусленко1977
6. Советская вычислительная школа Сергея Лебедева - https://habr.com/ru/companies/ua-hosting/articles/388169/