Семейство ЭВМ БЭСМ

Самая производительная отечественная ЭВМ первого поколения (и последняя машина этого поколения, созданная под руководством Сергея Алексеевича Лебедева), М-20, появилась в 1958 году и в следующем году была запущена в производство.
Эта машина послужила исходной моделью для ряда ЭВМ второго поколения - БЭСМ-ЗМ, БЭСМ-4, М-220, М-222, причем по структурной организации первые три из указанных ЭВМ мало чем отличались от М-20, а БЭСМ-4 называли даже ее "полупроводниковым вариантом", который отличается от машины М-20 только большей емкостью оперативной и внешней памяти и более широким набором устройств ввода и вывода.

Быстродействие БЭСМ-4 было несколько ниже быстродействия машины М-20 (18 000 и 20 000 операций в секунду соответственно), а системы команд у них являлись совместимыми - в том смысле, что любая программа ЭВМ М-20 могла быть "правильно выполнена на машине БЭСМ-4". (Для сравнения, первая машина семейства БЭСМ, работа над которой закончилась в 1952 году, имела среднюю производительность около 10 000 операций в секунду, при этом она являлась тогда самой быстродействующей ЭВМ в Европе).

БЭСМ-1

Краткая характеристика М-20

Форма представления чисел: двоичная, с плавающей запятой. 45 двоичных разрядов.

Диапазон представления чисел: от 2 ^-64 до 2 ⁶⁴.

Структура команд: трехадресная, с автоматическим изменением адресов. Трехадресная команда содержит три адреса: адрес первого числа, адрес второго числа и адрес результата операции.

Емкость оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) на ферритовых сердечниках - 4096 машинных слов. В машине имелись внешние запоминающие устройства на магнитных барабанах и лентах. Три магнитных барабана позволяли запомнить приблизительно 12 000 слов, а четыре блока накопителей на магнитной ленте давали возможность хранить около 300 000 слов.

Скорость обмена информацией с ОЗУ: 12 000 слов в секунду для магнитных барабанов и 2800 слов в секунду для магнитных лент.

Ввод информации в машину производился с перфокарт со скоростью 100 карт в минуту.

Устройства вывода: быстродействующее печатающее устройство (скорость печати — 15 строк в секунду) и выходной перфоратор (50 карт в минуту). Промежуточное буферное запоминающее устройство на магнитном барабане позволяло одновременно выводить результаты и производить вычисления.

Система команд предусматривала операции:

арифметического типа (пересылка слова, сложение, вычитание, вычитание модулей, деление, умножение, извлечение корня и некоторые другие);

логического типа (сравнение, логическое умножение, логическое сложение, сдвиг мантиссы по адресу, сдвиг мантиссы по порядку, сдвиг слова по адресу, сдвиг слова по порядку);

специальные операции над словами - главным образом для действий с командами (например, сложение кодов операций, вычитание кодов операций, циклическое сложение);

операции управления — операции с содержимым так называемого регистра адреса, а также операции условных и безусловных переходов (безусловный переход с обратной связью, условный переход, безусловный переход, окончание цикла по регистру адреса, изменение регистра адреса).>

В машине использовалось 4500 электронных ламп и 35 000 полупроводниковых диодов.

В 1950 году в Институте точной механики и вычислительной техники под руководством С.А.Лебедева была спроектирована машина БЭСМ (Большая Электронная Счетная Машина), а в 1952 году началась ее опытная эксплуатация.
В проекте в начале предполагалось применять память на трубках Вильямса, но в 1955 году в качестве элементов памяти в ней использовались ртутные линии задержки. По тем временам БЭСМ была весьма производительной машиной - 8000 оп/сек. Она имела трехадресную систему команд, а для упрощения программирования широко применялся метод стандартных программ, который в дальнейшем положил начало модульному программированию, пакетам прикладных программ. Серийно машина стала выпускаться в 1956 году под названием БЭСМ-2.

БЭСМ-2

Создание высокопроизводительной и оригинальной по архитектуре вычислительной системы БЭСМ-6 имело большое влияние на развитие вычислительной техники. В ЭВМ БЭСМ-6 использовались 60 тыс. транзисторов и 200 тыс. полупроводниковых диодов, причем высокая надежность машины была обеспечена большим запасом мощности основных схем – диоды и транзисторы были нагружены на 25-40% от допустимого предела. Имея исключительно высокое быстродействие – 1 млн. оп/с, БЭСМ-6 обладала отличным коэффициентом отношения производительности к стоимости вычислений.

Разработка БЭСМ-6 была осуществлена под руководством С.А.Лебедева и В.А.Мельникова в ИТМ и ВТ. Серийный выпуск начат в 1967 году.

Машина БЭСМ-6 обладала рядом интересных особенностей, по организации виртуальной памяти по принятому в ее структурной организации принципу "трубопровода", по организации связи с каналами и периферийными устройствами.

Пульт управления БЭСМ-6