BESM。 コンピュータシステムの開発の回顧

これはHabréに関する私の最初の投稿であり、BESMファミリーのコンピューターに関する人気のある科学記事を紹介したいと思います。 少し話を始めましょう。 興味をお持ちの場合は、同様の記事のシリーズ全体をご紹介します。

コンピューターBESM-第1世代の最も生産性の高い国内コンピューターであるM-20(第1世代には、1946年以降に登場したすべてのコンピューターが含まれます)。 ところで、BESMはこの世代の最後のマシンであり、Sergey Alekseevich Lebedevのリーダーシップの下で作成されました。 BESMは1958年に誕生し、翌年にはすでに生産されていました。

このマシンは、BESM-ZM、BESM-4、M-220、M-222、およびこれらのコンピューターの最初の3台は構造組織においてM-20とそれほど違いがなく、BESM-4と呼ばれることもありました。その「半導体オプション」は、M-20とは異なり、RAMと外部メモリの大容量、およびより広い範囲の入出力デバイスのみが異なります。



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BESM-4の速度はM-20マシンの速度よりもわずかに遅く(それぞれ1秒あたり18,000および20,000操作)、コマンドシステムは互換性がありました-M-20コンピュータープログラムは「マシンで正しく実行できる」という意味でBESM-4。」 (比較のため、1952年に完成したBESMファミリーの最初のマシンの平均生産性は1秒あたり約10,000回でしたが、当時はヨーロッパで最速のコンピューターでした)。



M-20の簡単な説明



数値の表現:バイナリ、浮動小数点。 45桁の2進数。

数値の表現範囲: 2 -64〜2 64。

コマンド構造: 3アドレス、アドレスの自動変更。 3アドレスコマンドには、最初の番号のアドレス、2番目の番号のアドレス、および操作の結果のアドレスの3つのアドレスが含まれます。

フェライトコアのランダムアクセスメモリ(RAM)の容量は4096マシンワードです。 このマシンには、磁気ドラムとテープに外部記憶装置がありました。 3つの磁気ドラムで約12,000ワードを記憶でき、4ブロックの磁気テープドライブで約30万ワードを保存できました。

RAMとの情報交換の速度:磁気ドラムでは12,000ワード/秒、磁気テープでは2800ワード/秒。 情報は、毎分100枚​​の速度でパンチカードを使用してマシンに入力されました。

出力デバイス:高速印刷デバイス(印刷速度-15ライン/秒)および出力パンチ(50カード/分)。 磁気ドラムの中間バッファメモリにより、結果の表示と計算の実行が同時に可能になりました。

コマンドシステムには次の操作が含まれていました。

1.算術タイプ(ワード転送、加算、減算、モジュールの減算、除算、乗算、ルート抽出など);

2.論理タイプ(比較、論理乗算、論理加算、アドレスによる仮数シフト、順序による仮数シフト、アドレスによるワードシフト、順序によるワードシフト);

3.単語に対する特別な操作-主にコマンドを使用したアクション(操作コードの追加、操作コードの減算、周期的加算など)。

4.制御操作-いわゆるアドレスレジスタの内容を使用した操作、および条件付きジャンプと無条件ジャンプ(フィードバック付き無条件ジャンプ、条件付きジャンプ、無条件ジャンプ、アドレスレジスタのサイクルの終了、アドレスレジスタの変更)の操作。



このマシンでは、4,500個の電子管と35,000個の半導体ダイオードを使用しました。



1950年、BESMマシン(Big Electronic Calculating Machine)は、S。A. Lebedevの指揮の下、精密機械工学研究所で設計され、1952年に実験運転が開始されました。

プロジェクトでは、最初はウィリアムズチューブでメモリを使用することになっていたが、1955年には水銀遅延線がメモリエレメントとして使用された。 当時、BESMは非常に生産的なマシンでした-8000 op /秒。 コマンドの3アドレスシステムがあり、プログラミングを簡素化するために、標準のプログラム方式が広く使用され、後にモジュール式プログラミング、アプリケーションパッケージの基盤が構築されました。 このマシンは、1956年にBESM-2という名前で大量生産され始めました。



高性能でオリジナルのBESM-6コンピューティングシステムアーキテクチャの作成は、コンピューター技術の開発に大きな影響を与えました。 BESM-6コンピューターは6万個のトランジスターと20万個の半導体ダイオードを使用し、主回路の大きな電力リザーブによってマシンの高い信頼性が確保されました。ダイオードとトランジスターは許容限度の25〜40%でロードされました。 100万op / sという非常に高速なBESM-6は、コンピューティングのコストに対するパフォーマンスの比が非常に優れていました。



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BESMの開発は、ITMおよびVTのS. A. LebedevおよびV. A. Melnikovの指導の下で行われました。 1967年に連続生産が開始されました。



BESM-6マシンは、その構造的編成で採用されている「パイプライン」 *の原理に従って仮想メモリを編成し、チャネルおよび周辺機器との通信を編成する際に興味深い機能を多数備えていました。



BESMは、大規模なコンピューターセンターに装備する科学技術のさまざまな分野の計算用コンピューターとして考案されました。 BESM-6の外観は偶然ではありませんでしたが、以前のBESM-4の一貫した改善と開発ではありませんでした。 航空、宇宙飛行士、核物理学、複雑なエンジニアリング産業などの科学および設計の計算には、浮動小数点形式で表示される数を超える数十万操作/秒の速度と数万ワードのメモリを備えたコンピューターが緊急に必要でした。 。 BESM-6システムソフトウェアは絶えず改善されていました。 新しいオペレーティングシステム、タイムシェアリングモード、Algol、Fortran、Lispなどの言語の翻訳者が導入され、1970年以来、ディスクドライブには磁気ディスクドライブが装備されています。



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BESM-6組織の運用では、最も重要な科学計算および設計計算を提供する応用プログラムの複合体が作成されています。



BESM-6の数学的サポートの分野での仕事は、わが国のこの科学分野の発展、人員の訓練、システムとアプリケーションソフトウェアの開発者チームの形成と開発、複雑なマルチマシンとネットワークシステムの開発において非常に重要な役割を果たしました。 ITM VT、IPM、JINR、モスクワ州立大学、ソ連科学アカデミーのコンピューティングセンター、およびソ連科学アカデミーのシベリア支部のコンピューティングセンターは多大な貢献をしました。



VZUおよび周辺機器を操作します。 BESM-6の初期バージョンでは、VZUセットには、磁気ドラムドライブ(NMB)に加えて、周辺パンチカード入出力デバイス、ADCP、パンチテープ入出力デバイス、電信デバイス、およびその後のディスプレイとプロッタ、電話通信モデムなどが含まれていました。最大16個の磁気ドラムがあり、それぞれに32Kワードの容量がありました。 NMBとNMLは、高速チャネル(方向)によって提供されました。 合計で、方向がありました:NMSのための2、NMLのための4および第7予備。



残りの周辺機器は低速で提供されました。 機器を節約するために、多重化チャネルはなく、割り込み信号によってサービス期間中オンに切り替えられたOSプログラムによって低速方向が提供されました。 すべての方向の管理は、外部デバイスの制御ユニット(UVU)によって実行されました。 したがって、BESM-6では、多くのデバイスの動作の高レベルの並列性(同時性)が原則に従って達成されました。現在動作可能な状態にあるものはすべて動作するはずです! デバイスの動作におけるこの非同期性と並列性、およびACの速度により、BESM-6の全体的な高性能が確保されました。 しかし、最も複雑な問題のいくつかを解決するのに十分ではなく、マルチマシンコンピューティングコンプレックス(MMVK)が開発されました。 そして、これは全く異なる話です。



BESM-6は、1968年から1987年にモスクワSAM工場で大量生産されました(合計355台が生産されました)。 最後のBESM-6は、1995年にモスクワミルヘリコプター工場で解体されました。 BESM-6には、最大の学術機関(ソ連科学アカデミーの研究機関、JINR ...)と業界(TsIAM、研究機関、研究機関TP ...)の研究機関、工場、設計局が設置されていました。



*「パイピング」の原則は、コマンドの実行を結合する原則です(最大14のユニキャストマシン命令が、実行のさまざまな段階で同時にプロセッサに存在する可能性があります)。






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