苏联谢尔盖·列别捷夫计算机学院

Sergey Alekseevich Lebedev是一位苏联学者,是苏联计算机技术的创始人。他用存储在内存(MESM)中的程序创建了欧洲大陆上的第一台计算机,并且是第一批使用动态变化的计算程序的数字电子计算机的开发商之一。在这位杰出科学家的指导和亲自参与下,制造了18台计算机,其中15台被大量生产。

列别捷夫站在国内计算机技术发展和形成的最前沿。他的经验是独一无二的,因为它涵盖了从创建第一台每秒执行成千上万次操作的显像管计算机到大型集成电路上的高速超级计算机的时期。



谢尔盖·列别捷夫(Sergey Lebedev)于1902年11月2日出生在下诺夫哥罗德市。父亲阿列克谢·伊万诺维奇(Alexei Ivanovich)是美国广播公司(ABC)和《难以理解的单词词典》(Dictionary of Incomprehensible Words)的著名作者,他的母亲阿纳斯塔西娅·彼得罗夫纳(Anastasia Petrovna)(来自贵族的妮·马夫里娜)在公立学校低年级教授普通科目。在革命后的岁月中,一家之主被邀请担任人民教育委员会委员,而列别捷夫人移居莫斯科。



谢尔盖·列别捷夫(1920)

旅程的开始


1921 . () . .. . -, , . ( ). . , . , ...

1928年,列别捷夫(Lebedev)取得了电气工程专业的文凭,并继续在他的母校任教,与此同时,他还曾在全盟电工技术学院(VEI)担任初级研究员。他是这所大学的电气网络实验室的负责人,在那里他继续致力于可持续性问题。实验室的主题逐渐扩大,还涵盖了自动调节的问题。结果,1936年在此基础上成立了一个自动化部门,由Sergey Alekseevich负责管理。

到了这个时候,列别捷夫已经成为“电气系统并联运行的稳定性”专着的教授和作者(与Peter Sergeevich Zhdanov一起),在电气工程师中广为人知。



列别捷夫在他的办公室

列别捷夫(Lebedev)的科学活动注意到了一个特征,那就是将广泛的理论研究与特定的实践方向有机地结合在一起。继续进行理论研究,他积极参与了库比雪夫水电站综合体的建设。

第二次世界大战开始时,列别捷夫被迫离开VEI,前往斯维尔德洛夫斯克。自动化部门的所有资源都切换到了国防主题。

在斯维尔德洛夫斯克出奇的短时间内,阿列克谢·谢尔盖耶维奇设计了一种用于瞄准时稳定坦克炮的系统。这一发展改进了坦克,使其不那么脆弱,从而节省了许多油轮。该系统使您无需停止机器即可瞄准并射击。由于他的发明,该科学家被授予劳动红旗勋章和“ 1941-1945年伟大卫国战争中的英勇劳动”勋章。



1945年,列别捷夫当选为乌克兰SSR科学院正式成员

战争结束后,这位科学家开始实施一项长期计划,以使用二进制数字系统创建计算机。在那些年里,关于二进制数系统和二进制数的运算方法的出版物还不够完善。建造数字计算机的基础是在二进制系统中执行算术运算的方法,以及Lebedev自己先前为解决数学问题而开发的方法。

1947年,列别捷夫(Lebedev)担任乌克兰科学院电气工程研究所所长,并同时领导苏联精密力学与计算机工程研究所的实验室。

MESM


1948年,创建小型电子计算机(MESM)的过程开始了。为了科学工作,列别杰夫被分配了位于费奥法尼亚(基辅)的前修道院酒店的部分摧毁的建筑。在乌克兰SSR科学院副院长Mikhail Alekseevich Lavrentyev的财政帮助和支持下,对房间进行了维修并配备了实验室。



Lebedev实验室所在的Feofania大楼

列别捷夫在第一台苏联机器中提出,证明和实现了用存储在内存中的程序构建计算机的原理。 MESM占据了两层建筑(60平方米)的整个机翼,并由6,000盏电子灯组成。值得注意的是,机器的设计,安装和调试已在三年内完成。同时,只有11名工程师和15名技术人员参与了开发。世界上第一台电子计算机ENIAK(美国)的开发花费了5年时间,涉及13名开发人员和200多名技术人员。


算术装置MESM的存储块的单位单元图

, , , , , , , , , , , . , 16 , .

6 1950 . , : Y'' + Y = 0; Y(0) = 0; Y(\pi) = 0.

, , . , . 1953 . .



MESM的开发参与者包括Lev Naumovich Dashevsky和Solomon Beniaminovich Pogrebinsky(基辅,1951年)

。MESM的特性

元素基础:6,000个电子管(约3500个三极管和2500个二极管)
速度:每秒3,000次操作
功耗:约25 kW
放电: 16
时钟频率:5 kHz
I / O设备:从打孔卡输入或通过插入插入式开关上的代码输入;使用机电打印设备或照相设备输出,以获取胶片上的数据。
也可以使用磁鼓,存储多达5000个数字或命令代码。

BESM


MESM之后的第二个阶段是开发大型电子计算机(BESM)。即使在那时,在设备的结构中,仍实现了现代计算机典型的基本解决方案。

BESM具有考虑订单的二进制数字表示系统,即采用浮点数形式。机器以大约10 -9到10 9的数字范围运行。该命令系统为三地址,包括9个算术运算,8个代码传递运算,6个逻辑运算,9个控制运算。



实验室测试BESM

BESM具有39个二进制数字,以尾数/顺序的形式表示数字,其中32位分配给有效位,5个分配给顺序。保留了另一类用于尾数和顺序的符号。在为机器编写程序时,当直接修改用于访问数组的命令的地址部分时,便使用了自动修改代码的技术。

BESM Vsevolod Sergeevich Burtsev的一位开发人员回顾了有关该机器的以下内容:
, . , , . , , . .



: 4 000 , 5 000
: 8 000
: 35
: 39
: 9
: (2 5120 ) (4 30 000 )
/ : , - - .



(1956 .)

1956 . .

-2, -20 -4


1958年,BESM准备进行批量生产。在Lebedev的领导下,ITM&VT团队开发并展示了两台计算机:BESM-2和M-20。它们的特征是与工业(特别是M-20)密切接触而开发的。工厂的专家和学术机构共同参与了机器的创建。该原则之所以有用,是因为它提高了文档质量,因为它考虑了工厂的技术能力。

BESM-2计算机保留了命令系统和先前设备的所有基本参数,但是设计变得技术上更加先进,更便于批量生产。在BESM-2中,实现了铁氧体磁芯上的随机存取存储器,半导体二极管得到了广泛使用,并且改进了设计(小模块)。在BESM-2上,进行了与人造卫星的发射有关的计算,这是第一艘有人驾驶的航天器。正是在提到的其中一台计算机上,计算了将苏联三角旗送入月球的火箭的轨迹。



BESM-2拥有约4,000个电子管,并安装在三个主要机架

上BESM-2的

基本特征:4,000个电子管,5,000个半导体二极管
速度:每秒20,000次操作
功耗:35 kW
位:45
时钟频率:10 MHz
外部存储器:在磁鼓和磁带上
I / O设备:来自设备打印打孔带的输入。

M-20是第一台苏联式机器,配有完整的特殊数学软件(本质上是操作系统)。列别捷夫(Lebedev)在新设备中提出了许多建设性的解决方案,从而扩展了功能,并且几乎没有增加电子管的数量。

由于单个设备的组合和更快的算术运算,M-20的每秒处理能力为20,000次。该机器首次使用:自动地址修改;结合算术装置的操作和从存储器中获取指令;将缓冲存储器用于打印阵列。



M-20

特性M-20

元素库:电子灯,半导体电路
速度:每秒20,000次操作
功耗:50 kW
位:45
时钟频率:0.6667 MHz
外部存储器:在磁鼓和磁带上
I / O设备:输入用打孔的胶带打印设备



(1962 .)

1965 . -4, -20. -4 3 -60, Fortran, 2 , .

-4

: ,
: 40 000
: 50
: 45
: 9
:
/ : ,

-6


BESM-6的开发在1965年底完成。这台机器是第一台基于第二代元素基底(半导体晶体管)的苏联超级计算机。 BESM-6电子电路使用了60,000个晶体管和180,000个半导体二极管。那个时候的基础很新。

BESM-6具有主要或供水管理原则。有了它,指令和操作数的流就被并行处理了。在开发过程中,超快寄存器使用了关联存储器,从而减少了对铁素体存储器的调用次数,并允许对计数动态进行局部优化计算。 RAM具有捆绑到自主模块中的捆绑包(8层),这使得可以同时从多个方向访问存储块。 BESM-6的多程序操作模式可以解决给定优先级的几个问题。用于将数学地址转换为物理地址的硬件机制使得可以在通过OS进行计算的过程中动态分配RAM。

BESM-6具有一个输送机中央处理器,该输送机中央处理器带有用于控制设备和算术设备的单独输送机。它允许在执行的不同阶段合并几个团队的处理。有一个用于16个48位字的高速缓存(4个数据读取,4个命令读取,8个写入缓冲区)。指令系统包括50条24位指令。



进行著名的BESM-6的最终测试的实验室

自1968年以来,莫斯科的计算机分析机器(CAM)工厂开始生产BESM-6。

BESM-6

元件的特性:输入端带有二极管逻辑的晶体管同相放大器
速度:每秒约100万次操作
功耗:60 kW
位:48
时钟频率:10 MHz
外部存储器:在磁带和磁盘上的
I / O设备:穿孔卡输入,数字打印和照片打印设备



在莫斯科国立大学计算数学和控制论系的开放日,弗拉基米尔·波诺马列夫在

1967年以来的BESM-6终端屏幕上演示了“卡拉”游戏苏联所有主要的计算中心都开始配备BESM-6计算机。甚至在科学院信息学,计算机工程和自动化系的一次会议上(1983年),E.P。Velikhov院士说BESM-6的诞生是苏联科学院对苏联工业发展的主要贡献之一。

1990年,其中一台BESM-6装置被运送到伦敦,并作为欧洲当时最好的超级计算机安装在科学博物馆。

5E26系列


5E26计算机是列别捷夫(Lebedev)的最后一生研发,他设法将其投入批量生产。

1968年,列别杰夫接受了防空导弹系统总设计师鲍里斯·瓦西里耶维奇·本金(Boris Vasilyevich Bunkin)的提议。他同意开发专门管理小型移动高性能数字计算机复合体(CVC)5E26。 Sergei Alekseevich梦想即使在创建MESM时也能实现这样的机会。由于这项工作,该研究所进行了最大的改组。许多不同实验室资源的集中导致了部门的实际创建:
-通用
计算机-专用计算机(包括体系结构)
-电子设计
-用于存储设备
-用于CAD和技术。

Vsevolod Sergeyevich Burtsev(Lebedev副手)提出了5E26 CVC的多处理器体系结构,该体系结构最多提供三个中央处理器模块和两个带有共享内存的特殊信息输入输出处理器。

从结构上讲,5E26系列CVC是一个高1885毫米,宽2870毫米,深655毫米的柜子,靠在车壁上。

5E26具有基于硬件控制的高效自动备份系统。通过开发的用于编程自动化的数学软件,该系统可以在出现各种气候和机械影响的设备发生故障和故障时恢复控制过程。



CCV 5E261

CCV 5E26可以轻松适应各种特殊要求的控制系统性能和存储要求。该设备还实时工作,配备了先进的数学软件,有效的编程自动化系统以及使用高级语言的能力。在5E26中,在微偏置上实现了非易失性指令存储,并可能通过外部记录设备对信息进行电重写,并且引入了一种有效的操作系统,对故障单元进行了两级定位,从而确保了中级技术人员恢复设备的效率。

作为集成电路,主要使用第一家用系列133和130(TTL型)之一的半导体微电路。



列别杰夫(Lebedev)到英国旅行期间(剑桥,1964年)

特点5E261

元素基础:TTL微电路标准系列
速度:每秒150万次操作
功耗:5.5 kW
容量:32
RAM:32-34 Kb
命令存储器的数量:64-256 Kb
一个独立的输入/输出处理器,用于12个通信通道上的信息:最大交换速率超过1 Mb / s。

创建5E26计算机的经验成为Elbrus系列超级计算机设计的基础。这个名字是列别杰夫提出的。“厄尔布鲁士”号的出现完成了苏联导弹防御系统的创建,但他本人不再有时间参与其发展。

后记





列别捷夫与家人在一起

据在基辅与谢尔盖·阿列克谢维奇(Sergey Alekseevich)合作的员工回忆,他是理想的领导者。在工作中,我将所有事情都做到了完美,并十分注意琐事。他从未发表过声音,没有偏见地公平,公正地对待每个人。总是注意到员工的小成就。在调试机器的过程中,他无与伦比。列别捷夫在了解汽车的问题和故障方面超越了所有人。

Sergei Alekseevich毕生都在培养科学人才方面做得很好。他是莫斯科物理技术学院创立的发起人之一,也是该学院计算机工程系的创始人和负责人,并领导了许多研究生和毕业生的工作。



列别捷夫与女儿凯瑟琳和娜塔莉亚

在70年代初,谢尔盖·阿列克谢维奇(Sergei Alekseevich)不再领导精密机械和计算机工程学院,1973年,他因病重病辞职。但是他继续在家工作。

Sergey Alekseevich Lebedev于1974年7月3日在莫斯科去世。他被安葬在Novodevichy公墓。

在基辅,乌克兰科学院电气工程学院所在的建筑物上,悬挂着一块纪念牌,上面写着:“ 1946-1951年,在乌克兰SSR科学院电气工程学院的这座建筑物中曾担任杰出的科学家,第一台家用电子计算机的创造者,社会主义劳工英雄,谢尔盖·阿列克谢维奇·列别杰夫院士。”



马赛克在ITMiVT中描绘了列别捷夫

95- . , : « 1902–1974 .… . ».

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN388169/


All Articles