БЭСМ-6 (Большая электронно-счётная машина) — советская электронная вычислительная машина серии БЭСМ, первая советская суперЭВМ на элементной базе второго поколения — полупроводниковых транзисторах.
Основные сведения
 | |
|---|---|
 |
Создатели БЭСМ-6: А. А. Соколов (пятый слева), С. А. Лебедев (второй справа) |
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:
- Элементная база — транзисторный парафазный усилитель с диодной логикой на входе.
- В электронных схемах использовалось 60 000 транзисторов и 180 000 полупроводников-диодов.
- Тактовая частота — 9 МГц.
- 48-битное машинное слово.
- Быстродействие — около 1 млн операций в секунду (наиболее производительная американская система CDC 6600, выпускавшаяся с 1964 года, обеспечивала быстродействие того же порядка).
- Конвейерный центральный процессор (ЦП) с отдельными конвейерами для устройства управления (УУ) и арифметического устройства (АУ). Конвейер позволял совмещать обработку нескольких команд, находящихся на разных стадиях выполнения.
- 8-слойная физическая организация памяти.
- Виртуальная адресация памяти и расширяемые регистры страничной приписки.
- Совмещённое АУ для целой и плавающей арифметики.
- Кеш на 16 48-битных слов: 4 чтения данных, 4 чтения команд, 8 — буфер записи.
- Система команд — 50 24-битных команд (по две в слове).
- Потребляемая мощность — 50 кВт.
- Площадь, необходимая для размещения машины — 225 кв. м.
- Ориентировочная стоимость БЭСМ-6 — 530000 рублей[1].
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[2][3].
В 2017 году Почтой России выпущена памятная почтовая карточка, посвященная 50-летию БЭСМ-6 и ее 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 тех. документация 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[4].
Оригинальный текст (англ.)Although the BESM-6 shares some design features with the British Atlas and the CDC-1604, it does not closely copy either.
Тем не менее, на уровне прикладных программ, разработчикам, адаптировавшим транслятор Фортрана для БЭСМ-6, была поставлена задача обеспечения полной совместимости с CDC 1604[5].
Прямое сравнение спецификаций БЭСМ-6 и CDC-1604[6] 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 отличается (у CDC — отдельные команды для работы с целыми, у БЭСМ — отключение нормализации);
- Представление числа — отлично (36 бит мантиссы у CDC, 40 - у БЭСМ);
- Система прерываний БЭСМ включает 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. В течение нескольких месяцев она была самой высокопроизводительной ЭВМ в Европе. (С 1965 года в Швейцарии в ЦЕРН эксплуатировалась предсерийная машина CDC 6600[7]. 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[8]. 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»[9]. Аналогичный вопрос о программах на Фортране для систем с архитектурами CDC и IBM рассмотрен в книге «Оптимизация в Фортране»[10].
Производство
БЭСМ-6 выпускалась серийно с 1968 по 1987 год, всего было выпущено 355 машин[11]. 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)[12]. 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, ИВФЭ, 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 90-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
- ↑ Справочник по ЭВМ и аналоговым устройствам. Грубов В. И., Кирдан В. С. К., "Наук. думка", 1977
- ↑ 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.
- ↑ Машина электронная вычислительная общего назначения БЭСМ-6 — на сайте Виртуального компьютерного музея
- ↑ 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.
- ↑ Расторгуев А. Говорун и его команда
- ↑ Описание CDC-1604
- ↑ CERN Timelines, "The CDC 6600 arrives at CERN"
- ↑ 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.
- ↑ Боровин Г. К., Комаров М. М., Ярошевский В. С. Ошибки-ловушки при программировании на фортране. — М.: Наука, 1987
- ↑ Меткалф М. Оптимизация в Фортране: Пер. с англ. — М.: Мир, 1985
- ↑ Журнал «Суперкомпьютер» Номер 1 — «Покоритель диджитального космоса», стр.31
- ↑ Страница ностальгии по БЭСМ-6
Литература
- Смирнов А. Д. Семейство БЭСМ-6 // Архитектура вычислительных систем: Учеб. пособие для вузов. — М.: Наука. Гл. ред. Физ.-мат. лит., 1990. — С. 149—164. — 320 с. — ISBN 5-02-013997-1.
- Мазный Г. Л. Программирование на БЭСМ-6 в системе «Дубна» / Под редакцией Н. Н. Говоруна. М.: Наука, 1978. (Библиотечка программиста)
- Карпов В. Я. Алгоритмический язык Фортран: Фортран-Дубна. 1976. 192 с. (Библиотечка программиста)
- Королёв Л. Н. Архитектура ЭВМ БЭСМ-6. Из книги Л. Н. Королёва «Структуры ЭВМ и их математическое обеспечение» (1978). PARALLEL.RU - Информационно-аналитический центр по параллельным вычислениям:. Проверено 7 августа 2009. Архивировано 27 августа 2011 года.
- Иванов A. Школа академика С. А. Лебедева в развитии отечественной вычислительной техники // Электроника: НТБ. — 2002. — № 6. — С. 48—54.
Ссылки
 |
БЭСМ-6 на Викискладе |
|---|
- Иванников В. П., Королёв Л. Н., Любимский Э. З., Томилин А. Н. Разработки московской школы операционных систем ЭВМ. Виртуальный компьютерный музей. Проверено 7 августа 2009.
- Leonid A. Broukhis. Страница ностальгии по БЭСМ-6. Проверено 7 августа 2009. Архивировано 27 августа 2011 года.
- Группа обсуждения БЭСМ-6. БЭСМ-6. Группы Google. Проверено 7 августа 2009. Архивировано 27 августа 2011 года.
- Real Machines with 24-bit and 48-bit words сравнение различных компьютеров с 48-и разрядным словом
- http://www.besm-6.su сайт, посвящённый отечественной ЭВМ - БЭСМ-6
- Почтовая карточка, посвященная 50-летию БЭСМ-6 и С. А. Лебедеву
 | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||
| |||||||||||||
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .