Команда Женские лица ЭВМ / ПИМ-17
СодержаниеАвторы и участники проекта
Эмблема Девиз Этап 1. Выдающиеся советские ученыеРоль женщин в советском программировании К сожалению, в IT-сфере до сих пор остается актуальным стереотип о том, что женщинам не место в данной области деятельности. Но вопреки представлениям, их роль постоянно повышается. Ведь и в мировой, и в российской истории it немало примеров, где они открывали что-то новое, добивались огромных высот в этой отрасли. Одной из выдающихся женщин в IT-сфере безукоризненно является Ющенко Екатерина Логвиновна. Ярким примером, вдохновляющим не только женщин программистов, но и мужчин, стать частью мира информационных технологий, является Екатерина Логвиновна Ющенко - украинский кибернетик и математик, член-корреспондент АН Украинской ССР (1976). Окончила Среднеазиатский университет (1942). Доктор физико-математических наук (1966). Первая женщина в СССР, защитившая докторскую диссертацию по компьютерному направлению, вторая женщина-программистка в мире. Изобрела косвенную адресацию при программировании, благодаря которой исчезла зависимость от места расположения программы в памяти. Работала в Институте математики АН Украинской ССР и его Львовском отделении, с 1958 г. – в Институте кибернетики АН Украинской ССР. Ее труды относятся к теории вероятностей, теории построения компиляторов, алгоритмическим алгебрам и автоматическим системам обработки данных.
Со слов коллеги-программиста Надежды Михайловны Мищенко:
Екатерина Лонгвиновна Ющенко. Выдающаяся личность Интересные факты из биографии Семейная драма
«На собрании сказали, что отца арестовали. Меня не стали расспрашивать. Председательствующий был краток: Ющенко с сокурсницами, (40-е г.) Во время войны Екатерина Логвинована продолжала учебу и параллельно устроилась на работу на военное предприятие, занимающееся производством прицелов для танковых пушек. По окончанию университета перед Ющенко встал главный вопрос — что делать дальше? Война свирепствовала. Девушка решилась ответить на призыв прийти на помощь шахтерам Ангренского угольного комбината для увеличения добычи угля (поскольку Донбасс был оккупирован фашистами). Вместе с другими девушками-комсомолками, Ющенко отправилась в город Ангрен-Сталин. Екатерину поставили на должность запальщика-взрывника. Работа была невероятно сложной, особенно для неопытной и юной девушки. Она тосковала за домом и за наукой, пыталась находить утешение в сочинении стихов. Обратно на родину
Выпуск научных и учебных изданий
Анкетирование: Женское лицо в IT сфере Мы провели анкетирование среди учащихся нашей группы. Результаты проведенной работы представлены ниже, в виде диаграмм.
Этап 2. Они были первымиЗарождение российской информатики По заключению Российского национального подкомитета IEEE Computer Society компьютерная информатика в России, в СССР началась с работ И.С. Брука.
В августе 1948 г. он подготовил проект «Автоматическая цифровая электронная машина». Примерно в это же время он представил совместно со своим сотрудником инженером Б.И. Рамеевым заявку на изобретение «Автоматическая цифровая вычислительная машина». 4 декабря 1948 г. Государственный комитет Совета Министров СССР по внедрению передовой техники в народное хозяйство зарегистрировал за номером 10475 авторское свидетельство на изобретение И.С. Бруком и Б.И. Рамеевым автоматической цифровой вычислительной машины. Это первый официально зарегистрированный документ, касающийся развития вычислительной техники в нашей стране. Поэтому 4 декабря может считаться днем рождения советской (а ныне – российской) информатики.
МЭСМ
История создания первых советских ЭВМ.Первое поколение ЭВМ в СССР «МЭСМ» (малая электронная счётная машина) В 1950-м ЭВМ, названная Малой электронной счётной машиной (МЭСМ), произвела первые вычисления – нахождение корней дифференциального уравнения. В 1951-м году инспекция академии наук, возглавляемая Келдышем, приняла МЭСМ в эксплуатацию. МЭСМ состояла из 6000 вакуумных ламп, выполняла 3000 операций в секунду, потребляла чуть меньше 25 кВт энергии и занимала 60 квадратных метров. Имела сложную трёхадресную систему команд и считывала данные не только с перфокарт, но и с магнитных лент. ЭВМ серии «М» К 1950-му году изобретателя Башира Рамеева поставили во главе особой лаборатории, где буквально за год была собрана М-1– ЭВМ значительно менее мощная, чем МЭСМ (выполнялось всего 20 операций в секунду), но зато и меньшая по размерам (около 5 метров квадратных). 730 ламп потребляли 8 кВт энергии. В отличие от МЭСМ, вычислительное время серии «М» отводилось и учёным-ядерщикам, и организаторам экспериментального шахматного турнира между ЭВМ. В 1952-м году появилась М-2, производительность которой выросла в сто раз, а число ламп – всего лишь вдвое. Этого удалось достичь активным использованием управляющих полупроводниковых диодов. Энергопотребление увеличилось до 29 кВт, площадь – до 22 квадратных метров. М-3 вновь была «урезанным» вариантом – ЭВМ выполняла 30 операций в секунду, состояла из 774-х ламп и потребляла 10 кВт энергии. Зато и занимала эта машина только 3 кв.м., благодаря чему пошла в серийное производство (было собрано 16 ЭВМ). В 1960-м году М-3 модифицировали, производительность довели до 1000 операций в секунду. «Стрела» ЭВМ «Стрела» создавалась в Москве, под руководством Юрия Базилевского. Первый образец устройства завершили к 1953-му году. Как и М-1, «Стрела» использовала память на электронно-лучевых трубках. «Стрела» оказалась наиболее удачным из этих трёх проектов, поскольку её сумели запустить в серию – за сборку взялся Московский завод счётно-аналитических машин. За три года (1953-1956) было выпущено семь «Стрел», которые затем отправились в МГУ. Во многих смыслах «Стрела» была хуже, чем М-2. Она выполняла те же 2000 операций в секунду, но при этом использовалось 6200 ламп и больше 60 тысяч диодов, что в сумме давало 300 квадратных метров занимаемой площади и порядка 150 кВт энергопотребления. ЦЭМ-1 Разработка ЦЭМ-1 была начата во второй половине 1951 г . по инициативе академика Л. Н.Соболева, руководившего в то время расчётным подразделением ЛИПАНа. ЦЭМ-1 была введена в эксплуатацию в 1953 г. В ЦЭМ-1 был использован следующий набор команд: сложение, вычитание, умножение, деление, умножение и деление на целые степени (сдвиг вправо и влево на п разрядов), поразрядное логическое умножение, перенос чисел, условные переключения по знаку плюс и минус, ввод — чтение с перфоленты, вывод — запись на перфоленту. 1. принцип действия — последовательный; 2. система кодирования команд — двухадресная, с засылкой результата на место второго числа; 3. запоминающие устройства: оперативное, ёмкостью 496 чисел или команд на ультразвуковых линиях задержки и внешнее на магнитном барабане ёмкостью 4096 чисел или команд; 4. в ЦЭМ-1 использовалось около 1900 ламп (потребляемая мощность составляла 14 кВт); 5. средняя скорость выполнения операций: o сложения или вычитания 495 команд в секунду; o умножения или деления 232 команды в секунду. ЦЭМ-2 В 1954 г. было выдвинуто предложение об создании нового ЭВМ, в последствии получившего название ЦЭМ – 2. ЦЭМ-2 имела следующие характеристики: 1. система команд — трёхадресная; 2. арифметическое устройство параллельного действия с представлением чисел с плавающей запятой (32 разряда — мантисса, 8 разрядов — показатель); 3. оперативная память на ферритовых кольцах ёмкостью 1024 слова по 40 бит в слове; 4. внешняя память на магнитном барабане ёмкостью 16000 слов; 5. оперативное запоминание кодов чисел и команд с использованием триггерных регистров, выполненных на электронных лампах (общее количество ламп 1500); 6. система управления арифметическими и логическими операциями — микропрограммная с использованием импульсно-потенциальной логики; 7. ввод данных и команд при помощи фотоввода собственной конструкции (с использованием стандартной телеграфной перфоленты); 8. вывод данных на перфоленту и бумагу с помощью стандартного телеграфного аппарата, позже замененного АЦПУ параллельного действия. 9. средняя скорость выполнения операций: o сложение или вычитание 30 тыс. команд в секунду; o умножение или деление 8 тыс. команд в секунду. «БЭСМ»(большая электронная вычислительная машина) В 1950-м году Лебедева перевели в Москву, в Институт точной механики и вычислительной техники. Там за два года была спроектирована ЭВМ, прообразом которой в своё время считалась МЭСМ.Новую машину назвали БЭСМ – Большая электронная счётная машина. Этот проект положил начало самой успешной серии советских компьютеров. Доработанная ещё за три года БЭСМ отличалась великолепным по тем временам быстродействием – до 10 тысяч операций в минуту. При этом использовалось всего 5000 ламп, а потребляемая мощность составляла 35 кВт. БЭСМ являлась первой советской ЭВМ «широкого профиля» – её изначально предполагалось предоставлять учёным и инженерам для проведения их расчётов. БЭСМ-2 разрабатывалась для серийного производства. Число операций в секунду довели до 20 тысяч, оперативная память, после испытаний ЭЛТ, ртутных трубок, была реализована на ферритовых сердечниках. Выпуск начался в 1958-м году, и за четыре года с конвейеров завода им. Володарского сошло 67 таких ЭВМ. С БЭСМ-2 началась разработка военных компьютеров. За всю историю советской вычислительной техники БЭСМ-6 считается самой триумфальной. На момент своего создания в 1965-м году эта ЭВМ была передовой не столько по аппаратным характеристикам, сколько по управляемости. Она имела развитую систему самодиагностики, несколько режимов работы, обширные возможности по управлению удалёнными устройствами (по телефонным и телеграфным каналам), возможность конвейерной обработки 14 процессорных команд. Производительность системы достигала миллиона операций в секунду. Имелась поддержка виртуальной памяти, кеша команд, чтения и записи данных. В 1975-м году БЭСМ-6 обрабатывала траектории полёта космических аппаратов. «Урал» С 1955-го года Рамеев «передислоцировался» в Пензу для разработки ещё одной ЭВМ, более дешёвой и массовой «Урал-1». Состоящая из тысячи ламп и потребляющая до 10 кВт энергии, эта ЭВМ занимала порядка ста квадратных метров и стоила куда дешевле мощных БЭСМ. «Урал-1» выпускался до 1961-го года, всего было произведено 183 компьютера. Их устанавливали в вычислительных центрах и конструкторских бюро по всему миру, в частности, в центре управления полётами космодрома «Байконур». «Урал 2-4» также являлись ЭВМ на электронных лампах, но уже использовали ферритовую оперативную память, выполняли по несколько тысяч операций в секунду и занимали 200-400 квадратных метров. «Сетунь» В МГУ разрабатывали собственную ЭВМ – «Сетунь». Она также пошла в массовое производство – на Казанском заводе вычислительных машин было выпущено 46 таких ЭВМ. «Сетунь» – ЭВМ на троичной логике; в 1959-м году, за несколько лет до массового перехода на транзисторные компьютеры, эта ЭВМ со своими двумя десятками вакуумных ламп выполняла 4500 операций в секунду и потребляла 2,5 кВт электричества.
Cравнительный анализ первых советских ЭВМ с зарубежными ЭВМ первого поколения Мы провели сравнительный анализ первых советских ЭВМ на основе данных представленных выше.
ЭВМ первого поколения имели сильную централизацию. Устройство управления отвечало не только за выполнение команд, но и контролировало работу устройств ввода и вывода данных, пересылку данных между запоминающими устройствами и другие функции ЭВМ. Также были жестко стандартизированы форматы команд, данных и циклов выполнения операций.
Все это позволяло несколько упростить аппаратуру ЭВМ, ужасно сложную, громоздкую и без изысков организации вычислительного процесса, но значительно сдерживало рост их производительности. Первая ЭВМ на электронных лампах была создана в США - ЭНИАК. Она оказала существенное влияние на направление развития вычислительной техники. Вскоре, за примером США последовали и многие другие промышленно-развитые страны (Великобритания, Швейцария, СССР и др.), уделявшие развитию вычислительной техники в послевоенный период много внимания.
Однако, наибольшее значение в развитии вычислительной техники оказали исследования, проводимые в США, СССР и Великобритании. В других же странах, например во Франции, ФРГ, Японии, ЭВМ, относящиеся к первому поколению, не получили серьезного развития. В частности, для ФРГ, Испании и Японии даже трудно отделить рамки перехода от ЭВМ первого поколения к ЭВМ второго поколения, так как, наряду с первыми ламповыми ЭВМ, в конце пятидесятых годов начинали создаваться и первые ЭВМ на полупроводниковой основе. По данной таблицы видно, что МЭСМ превосходит ЭВМ зарубежного производителя, но нельзя забывать о том, что ЭНИАК создавалась в военное время в большой спешке с нуля при отсутствии какого-либо предыдущего опыта создания подобных устройств. Эксплуатация ЭВМ первого поколения дала ряд заметных результатов и тем самым определяла необходимость дальнейших научных исследований и практических внедрений в области развития этого нового для человечества класса техники. Такие исследования и внедрения проводились во многих странах и через некоторое время темпы развития новой отрасли вышли в число одних из ведущих в мире.
Каковы особенности и основные достоинства МЭСМ? Для осуществления комплексной отладки МЭСМ вначале были подготовлены небольшие тестовые программы проверки работоспособности и надежности отдельных устройств. Эти программы осуществляли повторяющееся выполнение машиной какой-либо одной операции (например, деления) над наперед заданными числами. Если операция выполнялась правильно, то расчет повторялся; если в машине происходил сбой, то она останавливалась. Аналогичные программы были подготовлены для проверки оперативного и пассивного запоминающих устройств, устрой-ства управления, внешнего запоминающего устройства на магнитном барабане. Впоследствии все эти локальные тестовые программы были объединены в одну комплексную испытательную программу, которой мы пользовались при профилактических проверках машины в период ее нормальной эксплуатации. К осени 1951 г. машина «начала нормально дышать», т. е. достаточно устойчиво выполняла комплексную тестовую программу, и можно было пере ходить к решению пробных реальных задач. Всего в МЭСМ было использовано порядка 6 тысяч различных электронных ламп, устройству требовалась мощность в 25 кВт. Программирование происходило за счет ввода данных с перфолент или в результате набора кодов на штекерном коммутаторе. Вывод данных производился посредством электромеханического печатающего устройства или путем фотографирования. Параметры МЭСМ: · двоичная с фиксированной запятой перед старшим разрядом система счета; · 17 разрядов (16 плюс один на знак); · емкость ОЗУ: 31 для чисел и 63 для команд; · емкость функционального устройства: аналогичная ОЗУ; · трехадресная система команд; · производимые вычисления: четыре простейших операции (сложение, вычитание, деление, умножение), сравнение с учетом знака, сдвиг, сравнение по абсолютной величине, сложение команд, передача управления, передача чисел с магнитного барабана и пр.; · вид ПЗУ: триггерные ячейки с вариантом использования магнитного барабана; · система ввода данных: последовательная с контролем через систему программирования; · моноблочное универсальное арифметическое устройство параллельного действия на триггерных ячейках. Несмотря на ряд существенных ограничений, первый компьютер, сделанный в СССР, работал в соответствии с требованиями своего времени. По этой причине машине академика Лебедева было доверено проводить расчеты по решению научно-технических и народно-хозяйственных задач. Опыт, накопленный в процессе разработки машины, был использован при создании БЭСМ, а сама МЭСМ рассматривалась в качестве действующего макета, на котором отрабатывались принципы построения большой ЭВМ. Первый «блин» академика Лебедева на пути развития программирования и разработок широкого круга вопросов вычислительной математики не оказался комом. Машину применяли как для текущих задач, так и рассматривали прототипом более усовершенствованных аппаратов. Появление МЭСМ послужило мощным толчком к постановке и решению актуальных задач вычислительной математики в области ядерной физики, ракетной баллистики, расчета линий электропередач Куйбышев - Москва и других. Решение вручную этих задач надолго задержало бы развитие важных направлений отечественной науки и техники. Этап 3.Первый высокоуровневыйЕкатерина Лонгвиновна Ющенко предложила один из первых языков программирования - адресный язык. Каковы особенности данного языка? Адресный язык программирования считается одним из первых языков программирования высокого уровня. Он был создан советским разработчиком Екатериной Логвиновной Ющенко совместно с математиком Владимиром Семеновичем Королюком в 1955 г. Конструкции этого алгоритмического языка вошли в основу современных языков программирования. Своеобразной базой для адресного языка стали разработки члена корреспондента АН СССР Алексея Андреевича Ляпунова. Этим выдающимся математиком был создан операторный метод программирования, получивший широкое распространение на практике и оказавший сильное влияние на все последующее развитие теоретического программирования. Е.Л.Ющенко и В.С.Королюк воплотили в адресном языке два общих принципа работа — адресность и программное управление.
Можно сказать с уверенностью, что создание адресного языка стало одним из первых значимых достижений научной школы теоретического программирования. Причем, не только в СССР. Адресный язык опередил появление ассемблеров и языков программирования с аппаратом косвенной адресации.
В каких языках используются конструкции адресного языка? Адресный язык программирования — алгоритмический язык, который ориентирован на приложения в качестве основы для создания языков программирования. В его основе находится отношение адреса и содержимого, формализация этого отношения позволяет в простой форме описывать операции, реализуемые на Цифровой Вычислительной Машине (ЦВМ). Именно создание адресного языка стало первым фундаментальным достижением научной школы теоретического программирования. Адресный язык стал основой возникновения первых языков программирования, таких как Фортран (1958 г.), Кобол (1959 г.) и Алгол (1960 г.). Также он опередил не только появление языков программирования с аппаратом косвенной адресации, но и возникновение ассемблеров (трансляторов исходного текста программы). А его конструкции вошли в состав современных языков. В каких первых советских ЭВМ использовался адресный язык?
Универсальная электронная цифровая вычислительная машина «Киев», разработанная в Институте кибернетики АН УССР, предназначена для решения широкого круга математических задач и для научно-экспериментальных работ, связанных с исследованиями алгоритмов управления производственными процессами (так, в 1960—1961 гг. на машине проводились опыты по управлению технологическими процессами на расстоянии с использованием телеграфных связей на Днепродзержинском металлургическом заводе и на Славянском содовом комбинате). После отъезда С.А.Лебедева в Москву его ученики в Киеве - Л.Н.Дашевский, Е.А.Шкабара, С.Б.Погребинский и другие - под руководством академика Б.В.Гнеденко, директора Института математики АН УССР, куда была передана лаборатория С.А.Лебедева, приступили к разработке ЭВМ "Киев" на электронных лампах и с памятью на магнитных сердечниках. Машина хотя и уступала по характеристикам новой лебедевской ЭВМ М-20, но вполне отвечала требованиям того времени. В ней впервые использовался "адресный язык", упрощающий программирование. В 1956 г. бывшую лабораторию С.А.Лебедева возглавил В.М.Глушков. Под его руководством успешно завершилась разработка ЭВМ "Киев", которая долго использовалась в Вычислительном центре АН Украины, развернутом на базе лаборатории. Другой ее экземпляр закупил Объединенный институт ядерных исследований (Дубна), где машина также долго и успешно эксплуатировалась. Созданный в 1957 г. Вычислительный центр АН Украины в 1962 г. был преобразован в Институт кибернетики, который сегодня носит имя его создателя - В.М.Глушкова. «Днепр» — советская цифровая управляющая вычислительная машина на полупроводниковых элементах. В процессе разработки носила название УМШН — Управляющая Машина Широкого Назначения. Идея разработки была высказана В. М. Глушковым в июне 1958 года на Всесоюзной конференции в Киеве. «Днепр» выпускался в течение десяти лет — с 1961 по 1971 год, сначала на Киевском заводе «Радиоприбор», затем на Киевском заводе вычислительных и управляющих машин (ВУМ, позже «Электронмаш»), всего было выпущено около 500 машин. Помимо СССР, машина использовалась и в других странах социалистического блока. Система программирования (программирующая программа ПП-УМШН). В качестве входного языка принят адресный язык, разработанный в Институте кибернетики Е. Л. Ющенко. Допустимые формулы адресного языка (в скобках указаны соответствующие им операторы языка Алгол):
Реализация ПП-УМШН была выполнена на универсальной ЭВМ “Киев”, созданной в Институте кибернетики АН УССР. В результате ее работы (алгоритм решения задачи поэлементно закодированный формулами адресного языка) выдавались рабочие программы в кодах УМШН. Таким образом, ПП-УМШН представляла собой одну из первых реализаций кросс-трансляторов. “Урал-1” является одноадресной машиной с фиксированной запятой, работающей в двоичной системе. Двоичные числа, участвующие в операциях, соответствуют приблизительно 11-ти десятичным разрядам. Машина имеет постоянную длительность такта и работает со скоростью 100 операций в секунду. Память машины представлена тремя накопителями: накопителем на магнитном барабане (НБМ), накопителем на магнитной ленте (НМЛ) и накопителем на перфоленте (НПЛ). Применены традиционные технологические процессы механообработки, обработки пластмассы, сборки. Новыми были технологии наладки и испытаний ЭВМ в целом и отдельных ее узлов. С ЭВМ “Урал-1” началось широкое внедрение ЭВМ на относительно небольших предприятиях, она стала “школьной партой” для многих и многих разработчиков, эксплуатационников и математиков-программистов. «Стрела» отличалась гибкостью системы команд. Наличие нескольких типов групповых арифметических и логических операций, условных переходов и сменяемых стандартных программ, а также системы контрольных тестов и организующих программ позволяли создавать библиотеки прикладных программ различного тематического направления. В этой ЭВМ были использованы оригинальные решения в элементной базе, а также впервые выполнено матричное исполнение блока умножения на диодах. На «Стрелах» отрабатывались первые отечественные приемы и методы программирования, в том числе и в операторной форме. В 1954 г. разработка была отмечена Государственной премией. В течение нескольких лет «Стрела» была самой производительной ЭВМ в стране. Какие учебники написаны по данному языку?
Виртуальный компьютерный музей (начало российской информатики) Создание упражнений по информатике |
