МЭСМ

МЭСМ (Малая электронная счётная машина) — первая в континентальной Европе и первая на территории СССР электронная вычислительная машина, разработанная и введённая в эксплуатацию в 1950 году под руководством академика Сергея Алексеевича Лебедева.

МЭСМ относилась к классу больших электронных цифровых машин с хранимой программой и архитектурой фон Неймана. Она предназначалась для решения научных и инженерных задач, требующих выполнения большого объёма арифметических и логических операций. Создание МЭСМ стало ключевым этапом в становлении советской вычислительной техники и ознаменовало переход от механических и релейных вычислителей к электронным.

История создания

Предпосылки и начало работ

Разработка МЭСМ началась в 1948 году в Институте электротехники Академии наук Украинской ССР (впоследствии — Институт кибернетики имени В. М. Глушкова НАН Украины) под руководством С. А. Лебедева, который к тому времени уже имел опыт в создании аналоговых вычислительных машин. Ключевым стимулом для работы стало успешное создание в 1948 году в США машины ENIAC и в Великобритании — Manchester Baby. До этого момента в СССР не существовало собственной разработки полностью электронной цифровой вычислительной техники.

Этапы разработки и строительства

Изначально проект назывался «Модель электронной счётной машины» (МЭСМ), поскольку предполагалось, что машина будет являться экспериментальным образцом для отработки принципов. Однако в процессе разработки стало ясно, что машина получается полнофункциональной и может быть использована для реальных вычислений.

• 1948–1949 годы — разработка теоретических основ и принципиальной схемы. Лебедев лично проработал архитектуру, основанную на принципах фон Неймана (двоичная система, хранимая программа, последовательное выполнение команд).
• 1950 год — завершение сборки и пусконаладочные работы. Машина была установлена в двухэтажном здании бывшего пансионата в Феофании (под Киевом). Основные работы велись в бывших спальных комнатах, переделанных под машинный зал, и подвальном помещении.
• 6 ноября 1950 года — проведение первого демонстрационного пуска МЭСМ, на котором машина успешно выполнила ряд тестовых задач — вычисление факториалов, решение линейных дифференциальных уравнений и вычисление сумм рядов.
• 1951 год — официальная приёмка комиссией Академии наук СССР. МЭСМ была признана действующей и была рекомендована к эксплуатации в режиме опытной. В декабре 1951 года состоялась первая публичная демонстрация для научной общественности.
• 1952–1953 годы — активная эксплуатация для решения прикладных задач.

Конструкторы и участники проекта

Ключевая роль в создании МЭСМ принадлежала С. А. Лебедеву, который являлся научным руководителем проекта. Непосредственную разработку и монтаж осуществляли сотрудники лаборатории вычислительной техники ИЭ АН УССР: Л. Н. Дашевский, С. Б. Погребинский, А. Л. Глазков, В. С. Погребинский, М. З. Маркелов и другие. Всего в коллективе насчитывалось около 20 человек.

Устройство и архитектура

Конструкция

МЭСМ представляла собой громоздкое сооружение, занимавшее площадь более 80 квадратных метров. Основой элементной базы служили электронные лампы — около 6000 штук (в основном триоды и пентоды), а также полупроводниковые диоды (около 2500 штук). Машина потребляла мощность около 25 кВт.

• Арифметико-логическое устройство (АЛУ) — построено на триггерных схемах и сумматорах. Все операции выполнялись последовательно, по тактам.
• Запоминающее устройство (ЗУ) — оперативная память на ртутных линиях задержки и магнитных барабанах. Емкость памяти была крайне ограниченной: первоначально использовалось ЗУ на триггерах, затем — на магнитном барабане.
• Устройство управления — формировало последовательность команд, хранящихся в памяти, и распределяло такты работы всех блоков.

Система команд

МЭСМ работала с двоичными числами фиксированной длины (16 разрядов). Система команд насчитывала около 50 операций:

• Арифметические: сложение, вычитание, умножение с последующим сложением, деление (выполнялось программно).
• Логические: сравнение, передача, арифметический сдвиг.
• Управляющие: условный и безусловный переход, останов.

Команды записывались в виде двоичных кодов, что требовало от программистов высокой квалификации. Быстродействие: до 3000 операций в секунду над 16-разрядными числами.

Периферийное оборудование

• Ввод данных: с перфоленты (скорость до 100 строк/мин) и с перфокарт.
• Вывод результатов: на перфоленту и на электромеханическое печатающее устройство (прямая печать на бумагу была медленной).

Эксплуатация и решаемые задачи

Прикладные вычисления

С 1952 по 1955 год МЭСМ эксплуатировалась в качестве вычислительного центра. На машине решались задачи для различных отраслей науки и промышленности:

• Атомная энергетика — расчёты параметров ядерных реакторов, моделирование цепных реакций.
• Аэродинамика — решение задач обтекания тел потоком газа, расчёты характеристик самолётов и ракет.
• Строительство — расчёты напряжений в сложных металлоконструкциях (например, для мостов и гидротурбин).
• Математика — вычисления интегралов, решения систем линейных уравнений, задачи математической физики.

Научное значение

МЭСМ послужила прототипом для последующих советских ЭВМ. На её основе были отработаны принципы построения электронных цифровых машин для СССР. В 1951 году С. А. Лебедев начал разработку более мощной машины БЭСМ (Большая электронная счётная машина), архитектурно близкой к МЭСМ, но значительно превосходящей её по производительности и объёму памяти.

Сравнение с аналогами

МЭСМ была создана почти одновременно с первыми зарубежными ЭВМ, но с существенными отличиями в элементной базе и архитектуре:

Дальнейшая судьба

В 1955–1956 годах, после ввода в строй БЭСМ-1 (на базе тех же принципов, но с большей скоростью и памятью), МЭСМ была признана устаревшей. Её эксплуатация была прекращена. Машина была демонтирована и разобрана на запчасти. Оригинальные схемы и документация частично сохранились в архивах Института кибернетики.

В 1960-х годах было выполнено несколько попыток восстановления МЭСМ для музейных целей, но они не увенчались успехом из-за утраты ключевых компонентов. В настоящее время фрагменты МЭСМ хранятся в Музее вычислительной техники Института кибернетики имени В. М. Глушкова НАН Украины.

Историография и оценки

В советской и российской историографии МЭСМ традиционно рассматривается как первый отечественный образец электронной вычислительной техники, созданный параллельно с западными разработками. В западных источниках первенство часто отдаётся машинам ENIAC (США) и EDSAC (Великобритания). Однако МЭСМ является первой ЭВМ, работавшей на постоянной основе на территории континентальной Европы (исключая Великобританию). Ряд исследователей отмечает, что по степени интеграции архитектурных решений и эффективности использования редких комплектующих МЭСМ была весьма удачным проектом для своего времени.

Создание МЭСМ способствовало становлению советской школы программирования. Первыми программистами для МЭСМ стали математики Л. Н. Дашевский, Т. М. Александри, В. С. Погребинский, которые заложили основы методов программирования для отечественных ЭВМ.

Источники

1. Сергей Алексеевич Лебедев: К столетию со дня рождения / Под ред. В. А. Мельникова. — М.: Физматлит, 2002.
2. История отечественной вычислительной техники: МЭСМ / Материалы ИТМиВТ РАН. — М., 1997.
3. Дашевский Л. Н. Первая электронная вычислительная машина в СССР. — Киев: Наукова думка, 1966.
4. Апокин И. А., Майстров Л. Е. История вычислительной техники в СССР. — М.: Знание, 1975.