БЕСМ-6
Наталія Дубова
В
1966 році була завершена розробка БЕСМ-6
Дві
шістки цього року асоціюються з легендарною шісткою радянського
комп'ютеробудування - БЕСМ-6. До кінця 1966 розробка машини в стінах
ІТМіВТ була завершена. У середині наступного нове творіння Лебедєва, яке
багато хто називає вершиною його наукової кар'єри, успішно пройде випробування і
отримає путівку в життя. Це життя буде довгою - машину випускали майже 20
років, з 1968-го по 1987-й. Це життя буде трудової - великі наукові та
військово-наукові центри мали у своїх ВЦ БЕСМ-6, яка своєю
продуктивністю в 1 млн. операцій в секунду, для середини 60-х рекордною,
та й для наступних років чимала, покривала їх потреби у швидкому рахунку. У
1975 спільним польотом «Союз - Аполлон» керували за допомогою
обчислювального комплексу, до складу якого входила БЕСМ-6. На БЕСМ-6
з'явилися перші повноцінні операційні системи, потужні транслятори,
найцінніша бібліотека чисельних методів. На БЕСМ-6 зростали покоління радянських
інженерів і програмістів. Перелік заслуг цієї машини можна продовжувати і
продовжувати. Нарешті, назвіть мені ще яку-небудь ЕОМ, принаймні
радянську, про яку розповідали анекдоти. Незаперечна свідоцтво
популярності машини.
БЕСМ-6
випускали майже 20 років, з 1968-го по 1987-й. Лебедєв з самого початку робіт над
створенням цифрової обчислювальної техніки робив ставку на Надшвидкодіючі і
послідовно проводив у життя основний принцип його досягнення --
розпаралелювання обчислювальних процесів. У перших його розробки,
МЕСМ і БЕСМ, використовувалися арифметичні пристрої паралельної дії.
Створюючи БЕСМ-6, він прийшов до реалізації принципу конвеєра - суміщення
кількох команд, що знаходяться на різних стадіях виконання. Сам Лебедєв назвав
цей принцип водопровідним. Для того щоб «водопровід» заробив, до структури
машини внесли кілька важливих нововведень - розділили оперативну пам'ять на
вісім блоків з можливістю одночасної вибірки інформації з них, реалізували
буфер замовлень до системи пам'яті, тому що пристрій управління могло
переглядати команди «вперед», організували асинхронну і паралельну роботу
модулів пам'яті, управління та арифметики, зробили системний кеш - невелику
сверхоператівную пам'ять на регістрах для зберігання найбільш часто використовуваних
операндів і командних циклів. У підсумку виходило, що при достатньому великому
часу від початку виконання команди до її повного завершення загальний темп
обробки інформації сумісними командами опинявся дуже високим. Звідси
аналогія з водопроводом - одна крапля води повільно проходить певний його
ділянку, а швидкість потоку величезна.
В
БЕСМ-6 з'явилася віртуальна пам'ять - механізм перетворення математичного
адреси у фізичний за допомогою спеціальних таблиць (термін «віртуальна», правда,
ще не використовувався). Вперше ідея віртуальної пам'яті була реалізована (зовсім
не так, як у БЕСМ-6) у машині «Атлас», розробленої в Манчестерському
університеті (Англія) в 1961 році. Таке перетворення плюс розвинена система
переривань і механізми захисту пам'яті дозволили реалізувати в розробляється
майже одночасно операційній системі для БЕСМ-6 мультипрограмному режим і
режим поділу часу. Відповідає за створення ОС Лев Миколайович Корольов був
заступником Лебедєва в роботі над БЕСМ-6.
Один
з основних розробників БЕСМ-6, Володимир Іванович Смирнов, згадує, що в
початок робіт над машиною він разом зі своїми колегами уважно стежив за
всій надходить літературою, і найбільше цінної інформації почерпнув із
іноземних джерел, а не вітчизняних, багато з яких несли на собі
гриф «таємно». У ті часи наші пошуки в області структури ЕОМ йшли нарівні з
західними, і наші конструктора успішно розвивали власні оригінальні ідеї.
До ідеї конвеєра підійшли абсолютно самостійно. На цьому етапі у радянських
розробників не було можливостей, а головне, необхідності в копіюванні.
Досить було зрозуміти загальні тенденції і реалізувати їх самостійно. Було
величезне бажання самим зробити щось зовсім нове і передове.
В
БЕСМ-6 було багато принципово нових ідей. При цьому вийшла витончена і
проста по внутрішній організації, а тому надійна машина - в цьому виявилася
інженерна геніальність Лебедєва, його вміння знайти оптимальне для масового
виробництва рішення, не перевантажуючи машину зайвої апаратурою.
БЕСМ-6
була першою радянською суперЕОМ другого покоління, на напівпровідникових
транзисторах. Одночасно з розробкою нової структури Лебедєв шукав і нові
підходи до елементної бази. Кілька людей його команди, в тому числі
заступник з розробки апаратної частини машини Володимир Мельников, Андрій
Соколов, Марк Тяпкін (всі вони працювали з Лебедєвим починаючи з першого БЕСМ),
займалися одночасно опрацюванням усіх питань - і структурних і елементних.
Треба сказати, що пошук нових рішень схемотехнік був багато в чому не від
доброго життя - у радянських розробників завжди були проблеми з елементами.
Купувати на Заході їх було не можна, а для власного якісного виробництва
не вистачало технологічного рівня. Тому й доводилося виявляти
винахідливість. У результаті творцям БЕСМ-6 вдалося отримати оригінальні
схеми на основі нових радянських високочастотних транзисторів.
В
процесі роботи над машиною формувалися основні принципи САПР ЕОМ. Вперше
схеми машини записувалися формулами булевої алгебри, і з таких формул складалася
її документація для налагодження та експлуатації. Документація для монтажу
постачалася на завод у вигляді таблиць, які робилися в інституті на БЕСМ-2.
Машина, до речі, розроблялася в тісному співробітництві з інженерами майбутнього
заводу-виробника, Московського заводу лічильно-аналітичних машин (САМ).
Нестандартний
підхід до формального опису БЕСМ-6 послужив джерелом неприємностей до моменту
її здачі. Комісія зажадала звичайні, зроблені за допомогою Кульман креслення
всіх схем. Але складність цих схем зробила це завдання практично невирішеною.
На щастя, приймати БЕСМ-6
повинна була не ВПК, а громадянська держкомісія, яку очолював президент
Академії наук Келдиш. А він був розумна людина і не міг не бачити, як потрібна
така машина і науковцям, і військовим. Тому БЕСМ-6 пройшла випробування, була прийнята
і отримала від комісії високу оцінку. А в 1969-м основний кістяк розробників
БЕСМ-6 отримав Державну премію.
Про
матобеспеченіі БЕСМ-6 особлива розмова. Навколо машини почало складатися
співтовариство користувачів і програмістів, які, завдяки повній відкритості
всіх розробок, разом створювали програмну «начинку» для самої потужної
радянської ЕОМ. Але оскільки операційні системи для БЕСМ-6 з'являються в 1967
році, ми відкладемо цю розмову до наступного випуску.
Список літератури
Для
підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.osp.ru
