Техника - молодёжи 1976-08, страница 24

СЕРГЕИ МЕРГЕЛЯН, член-корреспондент АН СССР

ри истории — три проблемы

ЭЛЕКТРОНИКА ПРОНИКАЕТ НЫНЕ ВО ВСЕ СФЕРЫ ЖИЗНИ И ВО ВСЕ ОТРАСЛИ НАУКИ. ОНА СТАВИТ СЕБЕ НА СЛУЖБУ, ПОЖАЛУЙ, КАЖДОЕ ОТКРЫТИЕ, РОЖДЕННОЕ ИЗУЧЕНИЕМ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВА. ПНЕВМОНИКА, ИСКУССТВЕННЫЕ КРИСТАЛЛЫ, ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА, ПОЛИМЕРЫ, ГОЛОГРАФИЯ — ВСЕ ИНТЕРЕСУЕТ СПЕЦИАЛИСТОВ ПО РАДИОЭЛЕКТРОНИКЕ, ВСЕ ПОМОГАЕТ ИМ РЕШАТЬ СВОИ ЗАДАЧИ.

И НЕТ НИЧЕГО УДИВИТЕЛЬНОГО, ЧТО КРУГ НАУЧНЫХ ИНТЕРЕСОВ ЧЛЕНА-КОРРЕСПОНДЕНТА АН СССР СЕРГЕЯ МЕРГЕЛЯНА ВКЛЮЧАЕТ В СЕБЯ НЕ ТОЛЬКО КОНСТРУИРОВАНИЕ ЭВМ — «ДЕЛО, КОТОРОМУ ОН СЛУЖИТ», НО И ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ И ПЬЕЗОПОЛИМЕРОВ.

ОБ ЭТИХ ПРОБЛЕМАХ И РАЗМЫШЛЯЕТ ОН В СВОЕЙ СТАТЬЕ.

I. Эволюция вычислительных машин

Ереванский научно-исследователь-ский институт математических машин (ЕрНИИММ), двадцатилетие которого исполняется этим летом, внес значительный вклад в развитие советской вычислительной техники.

Созданные в институте и получившие широкое признание вычислительные машины — от первых образцов типа «Арагац», «Раздан» до машин и систем типа «Наири», ЕС-1030 и многих других — являются не только вехами в становлении самого института, но и отражают в какой-то мере путь, пройденный отечественной вычислительной техникой.

Начало работы ЕрНИИММ совпало с завершением того периода в истории развития электронной вычислительной техники, который, следуя классификации академика А. Дородницына, можно назвать периодом предыстории ЭВМ.

Обращаясь к истокам ЭВМ, напомню, что возникшие перед наукой и техникой в период второй мировой войны потребности в решении громадного количества сложных расчетных задач не могли быть удовлетворены с помощью тогдашних средств счета и вызвали к жизни принципиально новые идеи об информации, управлении и организации вычислительного процесса, идеи, составив

шие фундамент новой науки — кибернетики. И уже первое воплощение «в металле» вычислительных идей кибернетики — машина ЭНИАК (1944 г.) — убедило мир в необозримых возможностях, которые таят в себе три главных качества новых устройств: высокая скорость счета, наличие емкой памяти и автоматический режим работы. С того времени в ЭВМ многое изменилось (особенно элементная база), но в целом был найден облик ЭВМ, который сохранился до сегодняшнего дня.

Общий контур машины охватывает прежде всего арифметическое устройство (АУ), его называют еще сумматором или процессором, непосредственно выполняющее простейшие действия над числами, и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) с большой скоростью записи и считывания. В оборудование ЭВМ входит также внешняя память (ЗУ) с большим объемом памяти, но малой скоростью записи и считывания и, наконец, устройства ввода и вывода (УВВ), с помощью которь.х вводятся числовые данные, содержание задачи и способы ее решения. УВВ выдает промежуточные и конечные результаты, печатая их на бумажном рулоне, перфоленте или изображая на экране дисплея.

Все разнообразие работающих и создаваемых машин можно довольно отчетливо разбить на четыре или пять поколений, сменяющих друг друга приблизительно через 7—9 лет.

Каждое следующее поколение раскрывает новые возможности машин, устраняет многие слабости предшествующих, существенно меняет представление о том, что такое ЭВМ и что можно ожидать от нее.

ЭВМ «Арагац», с которой связано становление института, — это простейшая машина первого поколения. Типичными для нее с технической стороны были электронные лампы, на которых строились основные логические элементы, а с функциональной — однопрограммная работа машины, когда задачи и программы их решения вводятся и осуществляются последовательно, одна за другой. Что же касается памяти, то в первых поколениях внутренняя, оперативная память составлялась из небольших ферритовых колец с обмотками записи и считывания. Направление намагниченности определяло тот квант информации — «да — нет», или «ноль — один», который хранила эта даже не «молекула», а как бы «атом» памяти.

Информация .внешней памяти хранилась на магнитных барабанах или широкой магнитной ленте, считывание с которых занимало очень много времени. Скорость работы мозга оказалась неизмеримо выше скорости рук, листающих страницы внешней памяти. Поэтому в однопрограмм-ных машинах первого поколения повышение быстродействия арифметического устройства нейтрализовалось малыми скоростями считывания информации с внешних устройств.

Обойти это противоречие удалось лишь в машинах второго поколения. Разработанные в ЕрНИИММ машины серии «Раздан» были первыми в стране машинами второго поколения. Вместо электронных ламп в них использовались полупроводниковые элементы — транзисторы. Но главной их особенностью стала много-программность: в память заносятся сразу несколько программ, и если одна из них обращается к медленным внешним устройствам, мозг на время ввода или вывода информации подключается к решению следующей.

Последующее развитие привело к возникновению машин третьего поколения, широко распространенных в наше время. Что характерно для них? С точки зрения технической, это прежде всего переход от транзисторов к интегральным схемам или гибридным микросхемам. Одна интегральная схема заменяет собой небольшую ячейку транзисторной машины второго поколения. Набор таких схем дает возможность реализовать блочный принцип построения ЭВМ и ее последующего наращивания. Это крупный скачок в технологии. Он позволил во много раз повысить надежность работы машины, сократить ее размеры. Для на-

22