БЭСМ-6

Поделись знанием:
Перейти к: навигация, поиск

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

Основные сведения

Внешние изображения
[www.computer-museum.ru/images/galglory/sozdateli_besm6.jpg Создатели БЭСМ-6: А. А. Соколов (пятый слева), С. А. Лебедев (второй справа)]

Разработка БЭСМ-6 завершена в конце 1965 года. Главный конструктор — Сергей Алексеевич Лебедев, заместители главного конструктора — В. А. Мельников, Л. Н. Королёв. В 1968 году начат выпуск на заводе Счётно-аналитических машин (САМ) в Москве.

Особенности БЭСМ-6:

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[1].

Тем не менее, на уровне прикладных программ, разработчикам, адаптировавшим транслятор Фортрана для БЭСМ-6, была поставлена задача обеспечения полной совместимости с CDC 1604[2].

Прямое сравнение спецификаций БЭСМ-6 и CDC-1604[3] 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[4]. 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.) Модернизированная БЭСМ-6, работая в 1975 году в составе вычислительного комплекса, в ходе космического полёта „Союз-Апполон“» обрабатывала данные по траектории полёта за 1 минуту, в то время как американская сторона на такой расчёт тратила 30 минутК:Википедия:Статьи без источников (тип: не указан)[источник не указан 2909 дней]. 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»[5]. Аналогичный вопрос о программах на Фортране для систем с архитектурами CDC и IBM рассмотрен в книге «Оптимизация в Фортране»[6].

Производство

БЭСМ-6 выпускалась серийно с 1968 по 1981 год, всего было выпущено 367 машин[7]. 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)[8]. 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, обеспечивавающее 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. www.mailcom.com/besm6/ и sourceforge.net/projects/besm6/

Примечания

  1. ↑ Peter Wolcott, Seymour E. Goodman (University of Arizona) [www.computer.org/portal/web/csdl/doi/10.1109/2.14345 High-Speed Computers of the Soviet Union] // Computer. — 1988. — Т. 21, вып. 9. — С. 32-41. — DOI:10.1109/2.14345.
  2. ↑ Расторгуев А. [samlib.ru/r/rastorguew_a_a/9_fortran.shtml Говорун и его команда]
  3. ↑ [bitsavers.org/pdf/cdc/1604/018c_CDC1604_Manual.pdf Описание CDC-1604]
  4. ↑ [timeline.web.cern.ch/the-cdc-6600-arrives-at-cern CERN Timelines, "The CDC 6600 arrives at CERN"]
  5. ↑ Боровин Г. К., Комаров М. М., Ярошевский В. С. Ошибки-ловушки при программировании на фортране.  — М.: Наука, 1987
  6. ↑ Меткалф М. Оптимизация в Фортране: Пер. с англ. — М.: Мир, 1985
  7. ↑ [supercomputers.ru/images/stories/arhive/Supercomputers_01-2010.pdf Журнал «Суперкомпьютер» Номер 1] — «Покоритель диджитального космоса», стр.31
  8. ↑ [www.mailcom.com/besm6/index_ru.shtml Страница ностальгии по БЭСМ-6]

Литература

  • Смирнов А. Д. Семейство БЭСМ-6 // [www.icmm.ru/~masich/win/lexion/besm6/besm6.htm 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. [www.parallel.ru/history/besm6.html 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. [www.webcitation.org/61GH8DCpC Архивировано из первоисточника 28 августа 2011].
  • Иванов A. [www.electronics.ru/issue/2002/6/8 Школа академика С. А. Лебедева в развитии отечественной вычислительной техники] // Электроника: НТБ. — 2002. — № 6. — С. 48—54.

Ссылки

  • Иванников В. П., Королёв Л. Н., Любимский Э. З., Томилин А. Н. [www.computer-museum.ru/books/7.htm Разработки московской школы операционных систем ЭВМ]. Виртуальный компьютерный музей. Проверено 7 августа 2009.
  • Leonid A. Broukhis. [www.mailcom.com/besm6/index_ru.shtml Страница ностальгии по БЭСМ-6] (рус.). Проверено 7 августа 2009. [www.webcitation.org/61GH8yWWo Архивировано из первоисточника 28 августа 2011].
  • [groups.google.com/group/besm6 Группа обсуждения БЭСМ-6] (рус.). БЭСМ-6. Группы Google. Проверено 7 августа 2009. [www.webcitation.org/61GH9YrqI Архивировано из первоисточника 28 августа 2011].
  • [www.quadibloc.com/comp/cp0303.htm Real Machines with 24-bit and 48-bit words] сравнение различных компьютеров с 48-и разрядным словом


Источник — «http://wiki-org.ru/wiki/index.php?title=БЭСМ-6&oldid=81534404»