БЭСМ-6

БЭСМ-6 (Большая электронно-счётная машина) — советская электронная вычислительная машина серии БЭСМ, первая советская суперЭВМ на элементной базе второго поколения — полупроводниковых транзисторах.

БЭСМ-6 в экспозиции Музея науки, Лондон, Великобритания

Основные сведения
Одна из печатных плат БЭСМ-6
Память на ферритовых сердечниках
Консоль стойки АУ центрального вычислителя
Консоль стойки УВУ
Консоль стойки УУ центрального вычислителя

БЭСМ-6 была разработана в середине 1960-х годов и сдана Госкомиссии в 1967 году. С 1968 года начат серийный выпуск на Заводе счётно-аналитических машин (САМ) в Москве. Производство шло вплоть до 1987 года, и за это время было выпущено 355 машин.

Главный конструктор — Сергей Алексеевич Лебедев, заместители главного конструктора — В. А. Мельников, Л. Н. Королёв.

Особенности БЭСМ-6:

За разработку и внедрение в народное хозяйство БЭСМ-6 в 1969 году следующим людям была присуждена Государственная премия СССР в области науки и техники: С. А. Лебедев, В. А. Мельников, Л. Н. Королёв, А. А. Соколов, В. Н. Лаут, М. В. Тяпкин, Л. А. Зак, В. И. Смирнов, А. Н. Томилин, В. И. Семешкин, В. А. Иванов[3][4].

В 2017 году Почтой России выпущена памятная почтовая карточка, посвящённая 50-летию БЭСМ-6 и её главному конструктору С. А. Лебедеву.

БЭСМ-6 ≠ CDC 1604

Существует мнение, что архитектура БЭСМ-6 в значительной степени воспроизводила архитектуру системы CDC 1604 фирмы Control Data Corporation (главный конструктор — Сеймур Крэй), серийно выпускавшейся с 1960 года (совпадали некоторые технические характеристики, такие как уникальная для этих двух систем разрядность слова и адреса и разрядность машинных команд в слове, использование одноадресных команд с индексным регистром, регистра скрытых разрядов, кодировка символов и пр., также идентичная техдокументация на обе машины), а также ряд архитектурных решений системы Atlas. В качестве подтверждения приводится статья аспиранта Питера Уолкота (англ. Peter Wolcott) и профессора Сеймура Гудмена (англ. Seymour E. Goodman) из Аризонского университета «High-Speed Computers of the Soviet Union». Однако, фактически статья содержит обратное утверждение:

Хотя БЭСМ-6 имеет некоторые общие конструктивные особенности с британским Атласом и CDC-1604, она не является близкой копией ни того, ни другого[5].

Тем не менее, на уровне прикладных программ разработчикам, адаптировавшим транслятор Фортрана для БЭСМ-6, была поставлена задача обеспечения полной совместимости с CDC 1604[6].

Прямое сравнение спецификаций БЭСМ-6 и CDC-1604[7] не позволяет выявить каких-либо ощутимых сходств в архитектуре этих машин. В частности:

  • Набор команд полностью различен;
  • Формат команд полностью различен;
  • Подход к работе с целыми числами полностью различается (у CDC — отдельные команды для работы с целыми, у БЭСМ — отключение нормализации);
  • Представление числа — различно (36 бит мантиссы у CDC, 40 — у БЭСМ);
  • Система прерываний БЭСМ включает в себя множество различных источников прерываний и раздельное их маскирование;
  • Индексные регистры: 6 — у CDC, 15 — у БЭСМ;
  • БЭСМ имеет стековый режим адресации (индексный регистр 15), у CDC стека нет;
  • БЭСМ имеет признак «омега», влияющий на режим работы условных команд, у CDC нет ничего похожего;
  • В отличие от CDC, БЭСМ-6 имела виртуальную память, режимы пользователя и супервизора, защиту от исполнения привилегированных команд в режиме супервизора и набор операций для осуществления системных вызовов (экстракоды);
  • БЭСМ имеет кеш-память, предварительную загрузку команд в кеш и механизм асинхронной отложенной записи результатов;

В 1967 году начала работать БЭСМ-6, выполнявшая около 1 млн операций в секунду (с 1965 года в Швейцарии в ЦЕРН эксплуатировалась предсерийная машина CDC 6600[8]. В 1968 году эта машина была остановлена на 2 месяца для капитального ремонта, необходимого для повышения надёжности работы и внесения изменений, применённых на серийных машинах). Вычислительный комплекс, в состав которого входили БЭСМ-6, в 1975 году в ходе космического полёта «Союз — Аполлон» обрабатывал телеметрию за 1 минуту, в то время как американская сторона на такой расчёт тратила 30 минут[9][10]. Тем не менее, в декабре 1977 года в Министерстве радиопромышленности СССР было принято решение прекратить разработки собственных вычислительных систем и использовать разработки американских компьютерных фирм «IBM» и «Digital Equipment», адаптировав их к советской элементной базе. Вопрос о связи машинной архитектуры с результатами работ программ на Фортране и о принципиальных причинах несоответствия результатов работы программ для численных расчётов на ЭВМ различной архитектуры (в частности, БЭСМ-6 и ЕС ЭВМ) рассмотрен в книге «Ошибки-ловушки при программировании на фортране»[11]. Аналогичный вопрос о программах на Фортране для систем с архитектурами CDC и IBM рассмотрен в книге «Оптимизация в Фортране»[12].

Производство

БЭСМ-6 выпускалась серийно с 1968 по 1987 год, всего было выпущено 355 машин[13]. В начале 1980-х в составе поставки Эльбрус-1 выпускалась в 2,5—3 раза более быстрая версия БЭСМ-6 на интегральных микросхемах — Эльбрус-1К2 или СВС («Система, воспроизводящая систему», неофициальное название)[14]. В качестве периферийных устройств использовались компоненты «Эльбрус». Также в систему был введён интерфейс EC ЭВМ, что позволяло подключать соответствующую периферию.

Другие разработки на основе БЭСМ-6

Эльбрус-Б

Дальнейшее развитие линии БЭСМ-6. Система разработана под руководством члена-корреспондента АН СССР Г. Г. Рябова и М. В. Тяпкина на элементно-конструкторской базе 5Э26. Производительность была увеличена в 4—5 раз. Были устранены следующие проблемы БЭСМ-6:

  • Длина адреса 15 разрядов, что позволяет адресовать только 32 килослов ячеек ОЗУ
  • Точность представления чисел 48-разрядным кодом недостаточна для вычислений

Система работала в следующих режимах:

  • режим полной совместимости с БЭСМ-6: разрядность чисел — 48, разрядность адреса — 15, полное повторение системы команд БЭСМ-6
  • Режим работы, полностью повторяющий систему команд БЭСМ-6, но с 27-разрядным виртуальным адресом
  • Новый режим работы с расширенной системой команд БЭСМ-6, с 64-разрядными словами

Аппаратура сопряжения — АС-6

В 1973 году под руководством В. А. Мельникова была разработана т. н. «аппаратура сопряжения к БЭСМ-6» (АС-6) — модульная система, позволяющая объединять БЭСМ-6, ЦП АС-6, общие модули памяти, несколько специализированных периферийных машин (ПМ-6) и их периферию в единый комплекс.

C 1977 по 1987 года АС-6 выпускалась на Московском заводе счётно-аналитических машин (САМ). Всего было выпущено 8 систем.

В 1982 году за разработку АС-6 была присуждена Государственная премия СССР, лауреатами которой стали: В. А. Мельников, А. А. Соколов, В. П. Иванников, А. Ю. Бяков, В. Л. Ли, В. И. Смирнов, Л. А. Зак, В. С. Чехлов.

Программное обеспечение

Д-68

Одной из первых операционных систем для БЭСМ-6 был Диспетчер-68 (Д-68). По сути Д-68 — ядро операционной системы, обеспечивающее мультипрограммный режим пакетной обработки заданий, управление виртуальной памятью, управление внешними запоминающими устройствами и устройствами ввода-вывода. Д-68 послужил основой для ОС реального времени НД-70 («Новый диспетчер-70»).

Разработана в ИТМиВТ под руководством профессора Л. Н. Королёва при участии В. П. Иванникова и А. Н. Томилина.

Мониторная система «Дубна»

Мониторная система «Дубна» была создана в 1965—1966 годах коллективом сотрудников Объединенного института ядерных исследований с участием специалистов из ГДР, ВНР, КНДР, а также из ИАЭ им. Курчатова. В дальнейшем развитии системы принимали участие сотрудники ИК АН УССР, ИАПУ ДВНЦ АН СССР, ИФВЭ, ГОИ им. С. И. Вавилова и других. Имелись компиляторы Фортран, Алгол, Автокод МАДЛЕН, интерпретатор Лисп, Паскаль. Также имелась возможность использовать языки Симула, Аналитик, Аква, Сибэсм-6, метаязык R-грамматик, эмулировать на БЭСМ-6 программы М-6000 ТПА.

Другие программы

Большим коллективом разработчиков под руководством В. Ф. Тюрина в 1971 г. была создана операционная система ДИСПАК, удачно решавшая вопросы работы в режиме разделения времени, которая затем использовалась почти на всех ЭВМ типа БЭСМ-6 вплоть до 1990-х годов. Существовали и другие операционные системы: ИПМ, НД-70, БАМОС, УНИОС.

В конце 1970-х гг. была разработана диалоговая система «Краб».

Кроме мониторной системы «Дубна», были созданы другие мониторные системы для ЭВМ типа БЭСМ-6: Димон, Пульт, ДМС, Темп, Интеграл, УПО.

Широкое распространение получила библиотека векторной графики Графор.

В Вычислительном центре АН СССР в Лаборатории программирования под руководством В. М. Курочкина был создан транслятор с языка АЛГОЛ 60 сначала для ЭВМ БЭСМ-2, позже — для ЭВМ БЭСМ-6. Он на протяжении многих лет служил важным инструментом для решения прикладных задач из различных областей естественных наук, широко использовался во многих организациях СССР.

Эмуляция

На основе SIMH сделан эмулятор besm6 — см. http://www.mailcom.com/besm6/ и http://sourceforge.net/projects/besm6/

Примечания
  1. Control Data Computer Exceeds Specifications. (англ.) // Missiles and Rockets : The Weekly of Space Systems Engineering. — Washington, D.C.: American Aviation Publications, Inc., September 2, 1963. — Vol. 13 — No. 10 — P.39.
  2. Справочник по ЭВМ и аналоговым устройствам. Грубов В. И., Кирдан В. С. К., «Наук. думка», 1977
  3. Ежегодник Большой Советской Энциклопедии, 1970 г. / Гл. ред. Л. С. Шаумян. — М.: Советская Энциклопедия, 1970. — С. 590, 591, 593, 594, 596, 601—604, 608. — 608 с. — 47 500 экз.
  4. Машина электронная вычислительная общего назначения БЭСМ-6 — на сайте Виртуального компьютерного музея
  5. Peter Wolcott, Seymour E. Goodman (University of Arizona). High-Speed Computers of the Soviet Union // Computer. — 1988. — Т. 21, вып. 9. — С. 32—41. — doi:10.1109/2.14345. (недоступная ссылка)
  6. Расторгуев А. Говорун и его команда
  7. Описание CDC-1604
  8. CERN Timelines, «The CDC 6600 arrives at CERN»
  9. Малиновский Б. Н. История вычислительной техники в лицах. — Киев: фирма «КИТ», ПТОО «А. С. К.», 1995. — С. 65. — 384 с. — ISBN 5-7707-6131-8.
  10. «По существу, произошло государственное преступление». indicator.ru. Дата обращения: 29 июня 2019.
  11. Боровин Г. К., Комаров М. М., Ярошевский В. С. Ошибки-ловушки при программировании на фортране.  — М.: Наука, 1987
  12. Меткалф М. Оптимизация в Фортране: Пер. с англ. — М.: Мир, 1985
  13. Журнал «Суперкомпьютер» Номер 1 (недоступная ссылка) — «Покоритель диджитального космоса», стр.31
  14. Страница ностальгии по БЭСМ-6

Литература

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.