Imaginarium of Science. قسمت 2

2024 نویسنده: Seth Attwood | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-16 16:03

پس از معرفی سیستم کپی برای نمونه های آمریکایی و ظهور یک سری ماشین های اتحادیه اروپا - کپی های IBM360 / IBM370 آمریکایی، پیشرفت های خود اتحاد جماهیر شوروی در زمینه فناوری رایانه متوقف نشد. با این حال ، آنها تقریباً به طور کامل وارد چارچوب پروژه های نظامی شدند - ارتش نمی خواست فقط از نسخه ها و حتی بدتر از پیشرفت های خود استفاده کند. واردات به دلیل "نشانک های" احتمالی - ویژگی های غیرمستند الکترونیک که می تواند الکترونیک را به نفع یک دشمن بالقوه غیرفعال کند، مناسب آنها نبود. ITM و VT که مدیر آنها آکادمیک لبدف بود، اگرچه او همچنان به عنوان یک موسسه آکادمیک در لیست قرار می گرفت، اساساً به یک بخش نظامی تبدیل شد و کار در آنجا برای بهبود BESM-6 و نظامی M-40، M-50 ادامه یافت. نتیجه چنین کاری خط البروس بود که وظایف اصلی آن وظایف سیستم دفاع ضد موشکی بود. ابتدا، بر اساس رایانه های نظامی 5E261 و 5E262، یک مجموعه رایانه ای چند پردازنده "Elbrus-1" با بهره وری 15 میلیون عملیات در ثانیه ایجاد شد. در مرحله دوم، Elbrus-2 MVK با ظرفیت 120 میلیون عملیات در ثانیه ایجاد شد. Elbrus-3 که توسعه آن تا پایان دهه 80 به پایان رسید، دارای عملکرد 500 MFLOPS (میلیون ها عملیات ممیز شناور در ثانیه) بود.

شاخص های عملکرد برای یک کامپیوتر یک چیز بسیار نسبی است که هم به ویژگی های معماری و هم به کارایی کامپایلرهای زبان های برنامه نویسی بستگی دارد. بنابراین، معیارها اغلب برای مقایسه عملکرد دنیای واقعی استفاده می شوند. در سال 1988، S. V. Kalin عملکرد CPU MVK "Elbrus-2" را در 24 "چرخه لیورمور" اندازه گیری کرد و با توجه به نتایج این آزمایش ها، میانگین مقدار هارمونیک عملکرد 2.7 MFLOPS بود. برای مقایسه، پردازنده Cray-X MP (مشهورترین توسعه سیمور کری در سال 1982) دارای نشانگر مشابهی است - 9.3 MFLOPS (با فرکانس ساعت 5 برابر بیشتر از Elbrus-2 MVK). این نسبت نشان دهنده کارایی بالای معماری Elbrus است که امکان انجام عملیات بیشتری را در هر چرخه پردازنده فراهم می کند.

معماری پردازنده های Elbrus قبلاً به طور قابل توجهی با BESM-6 قدیمی متفاوت بود و بسیار متفاوت از نمونه سنتی بود. هسته "البروس 3-1" یک پردازشگر نوار نقاله مدولار (MCP) بود که توسط آندری آندریویچ سوکولوف طراحی شده بود. سوکولوف در تمام پروژه های مهم موسسه لبدف، از BESM-1 تا AS-6، شرکت داشت. و این استعداد مهندسی سوکولوف بود که همکارانش اغلب با استعداد سیمور کری - رقیب همیشگی لبدف در رقابت محاسباتی با سرعت فوق العاده مقایسه کردند. MCP یک پردازنده قدرتمند بود که قادر به پردازش دو جریان مستقل از دستورالعمل‌ها بود. دستگاه‌های خط لوله پردازنده با دو نوع شی کار می‌کردند - بردارها و اسکالرها. چندین کانال دسترسی تا 8 تماس موازی به حافظه را در یک چرخه ارائه می‌کنند. تقریباً تمام ویژگی‌های معماری البروس کاملاً اصلی بودند، اما اغلب آنها را اصول وام‌گیری از CDC و باروز می‌نامند، که یک دروغ آشکار است. لبدف از قبل شروع به استفاده از خط لوله و اصول محاسبات موازی کرد.

مؤسسه لبدف هنوز در بهترین حالت خود قرار دارد و دوران یلتسینیسم را پشت سر گذاشته است، البته با ضررهای قابل توجه، اما بدون از دست دادن پتانسیل خلاقانه خود. درست است، در یک تجسم جدید - در آوریل 1992، بر اساس بخش های مؤسسه مکانیک دقیق و فناوری رایانه Lebedev، MCST ایجاد شد که توسعه معماری Elbrus را ادامه داد. در آن سال یکی از کارمندان برجسته موسسه ب.الف.بابیان و اکثر متخصصان MCST توسط شرکت غول پیکر اینتل برای کار در شعبه روسیه استخدام شدند. ممکن است مضحک به نظر برسد، اما در آن زمان اینتل بود که امکان حفظ پرسنل داخلی در الکترونیک را فراهم کرد، البته وام گرفتن از پیشرفت های قابل توجه موسسه همراه با بخشی از پرسنل. بر اساس معماری Elbrus MVK، متخصصان شرکت جدید در سال 2007 ریزپردازنده Elbrus را ایجاد کردند که به عنوان پایه ای برای سیستم های محاسباتی Elbrus-3M1 با فرکانس ساعت 300 مگاهرتز و عملکرد 4.8 GFLOPS عمل می کرد. (برای مقایسه، Intel Core2Duo 2.4 GHz تنها 1.3 گیگافلاپ دارد). در عین حال، ریزپردازنده روسی حتی برای خنک کردن نیازی به رادیاتور ندارد. نسخه دو پردازنده ای مجموعه کامپیوتری به نام UVK / S دارای حداکثر عملکرد 19 GFLOPS (برای داده های 32 بیتی) است. این پاسخ به کسانی است که فکر می کنند ارتش امروز ما مجبور است از رایانه های شخصی IBM با ریزپردازنده های اینتل استفاده کند. خوشبختانه، این مشکل نیست. اگرچه برای این کار مجبور شدم تجهیزات وارداتی را برای تولید ریز مدارها خریداری کنم.

ماژول سیستم با دو ریزپردازنده "Elbrus" و مجموعه محاسباتی "Elbrus-3M1":

این ریزپردازنده با استفاده از فناوری 0.13 میکرون ساخته شده است که برای امروز یک رکورد تکنولوژیکی محسوب نمی شود، اما از آنها نیز عقب نمانده است (این فناوری حدود 5 سال پیش به عنوان یک چیز جدید در نظر گرفته می شد). اکنون توسعه ریزپردازنده Elbrus-S با فناوری 0.09 میکرون در حال انجام است، که در حال حاضر یک "سیستم روی یک تراشه" است، یعنی شامل کنترل کننده های تجهیزات جانبی است. این برای ایجاد رایانه های تک برد با کارایی بالا برای برنامه های کاربردی "پوشیدنی و جاسازی شده" طراحی شده است، به این معنی که هواپیماها و موشک های ما به قطعات وارداتی مجهز نخواهند شد.

اما اجازه دهید به دهه 60 برگردیم. در آن زمان اتحاد جماهیر شوروی اولین کشور در بسیاری از پیشرفت‌های فنی در زمینه الکترونیک بود که بیشتر آنها در چارچوب پروژه‌های نظامی انجام می‌شد و بنابراین مخفی بود. و به دلیل پنهان کاری، این دستاوردها از توجه مورخان خارج شده است. خالق BESM-6، طراح برجسته فن‌آوری رایانه شوروی، سرگئی آلکسیویچ لبدف، همچنین رایانه‌های نظامی صرفاً برای اولین سیستم دفاع ضد موشکی (ABM) هنوز آزمایشی طراحی کرد:

کامپیوترهای تخصصی که تحت رهبری S. A. Lebedev برای سیستم دفاع ضد موشکی ایجاد شدند، مبنایی برای دستیابی به برابری استراتژیک بین اتحاد جماهیر شوروی و ایالات متحده در طول جنگ سرد شدند. کامپیوترهای تخصصی "Diana-1" و "Diana-". 2 اینچ برای بازیابی خودکار داده ها از رادار و ردیابی خودکار اهداف توسعه داده شد. -40 و کمی بعد M-50 (نقطه شناور). امکان اصابت موشک های بالستیک که توسط پدافند موشکی فراهم شده بود، ایالات متحده را مجبور به بررسی کرد. برای راه های انعقاد توافق نامه با اتحاد جماهیر شوروی در مورد محدودیت دفاع موشکی، که در سال 1972 ظاهر شد.

دستاوردهای اتحاد جماهیر شوروی در فناوری رایانه از بیشترین اهمیت برای دفاع برخوردار بود و به عنوان یک استدلال مهم برای انعقاد معاهده در مورد محدودیت دفاع موشکی عمل کرد.… و درست زمانی که در این زمینه مزیت قابل توجهی داشتیم. اتحاد جماهیر شوروی عملاً تا اواسط دهه 60 دفاع ضد موشکی خود را داشت، زمانی که ایالات متحده فقط می توانست رویای آن را ببیند. این معاهده عمدتاً اتحاد جماهیر شوروی را محدود می کرد، نه ایالات متحده - در نتیجه این معاهده، سیستم دفاع موشکی فقط در اطراف مسکو مستقر شد. زمانی که آمریکا بالاخره توانست کاری در این زمینه انجام دهد (این 30 سال بعد!) بلافاصله از این معاهده خارج شد. سوال این است که آیا هیچ فایده ای برای اتحاد جماهیر شوروی برای امضای چنین قراردادی وجود داشت؟ سپر دفاع موشکی را رها کردیم و در عوض چیزی نگرفتیم! در آن زمان ایالات متحده به سادگی نمی توانست خود را ایجاد کند. آیا رهبری اتحاد جماهیر شوروی از این موضوع اطلاع داشت؟ اگر او می دانست، آنگاه می توان معاهده ABM را خیانت به منافع کشور دانست.این وضعیت بسیار یادآور سال 1987 است، زمانی که اتحاد جماهیر شوروی آماده بود تا اجزای یک سیستم دفاع موشکی فضایی - ماهواره هایی با سلاح های لیزری "SKIF" را در مدار قرار دهد. سپس گورباچف که از موفقیت احتمالی این برنامه متقاعد شده بود، بلافاصله یک تعلیق یکجانبه بر آن اعمال کرد و از تریبون سازمان ملل اعلام کرد که اتحاد جماهیر شوروی "مسابقه تسلیحاتی در فضا" را کنار خواهد گذاشت. ایالات متحده قصد دارد ماهواره های مشابهی را تنها در سال 2012، یعنی 25 سال پس از بسته شدن برنامه مشابه شوروی، به مدار زمین بفرستد. نه به این دلیل که آنها ناگهان چنین تمایلی پیدا کردند. زیرا فن آوری های آنها، نه بدون کمک متخصصان روسی، تنها اکنون این اجازه را داده است. چرا رهبری اتحاد جماهیر شوروی امتیازات یکجانبه داد؟ هیچ نسخه رسمی از پاسخ به این سوال وجود ندارد.

در اوایل دهه 60، کامپیوترهای ما موفق شدند مسیر موشک های بالستیک را محاسبه کنند، علیرغم این واقعیت که در ابتدا سیستم دفاع موشکی ما روی رایانه های نسبتا کند کار می کرد. ماشین های M-40 و M-50 به ترتیب تنها 40 هزار و 50 هزار عملیات در ثانیه بهره وری داشتند. با این حال، 5E92b، یک اصلاح نظامی M-50، دارای بهره وری 500 هزار عملیات در ثانیه بود که برای سال 1966، که تولید آن از آن آغاز شد، نزدیک به یک رکورد جهانی بود، اگر نه. و جزئیات کمتر شناخته شده دیگری در اینجا وجود دارد.

در میان بسیاری از مدل‌های کامپیوتری شوروی که اغلب نام برده می‌شود، نام یک سری از رایانه‌های بسیار مهم که در نیمه دوم دهه 60 - اوایل دهه 70 تولید شدند و به طور کامل برای کسب نیروهای مسلح اتحاد جماهیر شوروی استفاده شدند، نادر است. اینها ماشینهای سری 5E (5E51، 5E92b و غیره) هستند که توسط دفتر طراحی Lebedev توسعه یافته اند. BESM-6 به طور گسترده ای شناخته شده است، اما تعداد کمی از مردم می دانند که BESM-6 تنها به این دلیل معروف شد که در مناقصه برای تامین تجهیزات برای نیروهای مسلح اتحاد جماهیر شوروی شکست خورد - مناقصه ای که "5E" برنده شد. ارتش، با انتخاب "5E"، به نوعی BESM-6 را "رد کرد" و دومی به توزیع آزاد برای صنایع غیرنظامی رفت. و سری 5E طبقه بندی شد و فقط برای ارتش ارسال شد. ماشین‌های سری 5E توسط کانال‌های "مبادله بین ماشینی" به شبکه‌های محلی متصل شدند، که در نیمه اول دهه 70 یک محیط محاسباتی چند پردازنده‌ای را به عنوان مبنایی برای کنترل فضا و سیستم‌های کنترل اشیاء فضایی تشکیل می‌داد. چندین کامپیوتر که در چنین محیط محاسباتی کنار هم قرار گرفتند، یک مجموعه محاسباتی واحد را تشکیل دادند که عملکردی چندین برابر بالاتر از BESM-6 داشت. همین اصل اکنون به عنوان پایه ای برای ایجاد ابررایانه های مدرن عمل می کند - اینها پردازنده های فردی هستند که توسط کانال های ارتباطی سریع در یک شبکه جمع آوری می شوند. و این نیاز به ابزار خاصی دارد. ماشین‌های سری M (M-40، M-50) همچنین دارای سیستم وقفه توسعه‌یافته بودند، آنها می‌توانستند داده‌ها را از طریق هفت کانال ناهمزمان دوبلکس با پهنای باند کل 1 مگابیت بر ثانیه دریافت و ارسال کنند. اصلاح M-50 - 5E92 به طور ویژه برای استفاده در چنین مجتمع های پردازش داده طراحی شده است.

برای اولین بار در جهان از کانال های چندگانه در یک شبکه کامپیوتری استفاده شد و عملیات موازی دستگاه های کنترلی، حافظه دسترسی تصادفی، دستگاه های خارجی و کانال های ارتباطی انجام شد. از نظر ساختار و اصل کار، اولین سیستم چند پردازنده ای در جهان بود … در سال 1959، یک شبکه کامپیوتری از رایانه هایی ساخته شد که صدها کیلومتر از هم فاصله داشتند - در آن زمان هیچ مجتمع مشابهی در خارج از کشور وجود نداشت. فرماندهی اصلی و مرکز کامپیوتری سیستم "A" بر اساس کامپیوتر 5E92 ساخته شده است. خود شبکه رایانه ای ماهیت منحصر به فرد بود ، این او بود که به عنوان نقطه شروع تحقیقات عمل کرد که متعاقباً منجر به ایجاد سایر اطلاعات جهانی و شبکه های رایانه ای شد. البته این شبکه به خودی خود شباهتی به مثلاً اینترنت مدرن نداشت، اما به عنوان مجموعه ای از ماشین های مستقل که تکه های مستقل یک مشکل رایج را حل می کنند و با استفاده از پروتکل های یکپارچه به تبادل اطلاعات می پردازند، می توان آن را پیشرو شبکه های جهانی امروزی دانست.اولین شبکه مشابه، اتصال دو کامپیوتر TX-2 در ماساچوست و Q-32 در کالیفرنیا از طریق یک خط تلفن، تنها در سال 1965 آزمایش شد … در 4 مارس 1961، یک سیستم آزمایشی دفاع ضد موشکی با موفقیت آزمایش شد - کلاهک موشک R-12 منهدم شد. این آزمایش نشان داد که وظیفه مبارزه با اهداف بالستیک زوج متشکل از بدنه موشک بالستیک و کلاهک هسته ای جدا شده از آن از نظر فنی حل شده است. آزمایش های مشابهی 21 سال بعد در ایالات متحده انجام شد.

سامانه A یک سامانه دفاع موشکی است. کار روی دفاع موشکی (سیستم "A") نقش بزرگی در توسعه فناوری رایانه در اتحاد جماهیر شوروی داشت: به دستور ارتش، با استفاده از یک پایگاه عناصر نسبتاً کند، متخصصان دفتر طراحی Lebedev (ITMiVT) امکانات محاسباتی ایجاد کردند. در پارامترهای خود نسبت به نمونه های خارجی برتری داشتند. آنها همچنین نسخه های تلفن همراه چنین سیستم هایی را ایجاد کردند، به عنوان مثال 5E261 - یک سیستم کنترل چند پردازنده متحرک با کارایی بالا که بر اساس ماژولار ساخته شده است. این او بود که به عنوان بخشی از سیستم های دفاع هوایی S-300PT برای زمینی و دریایی مورد استفاده قرار گرفت:

اما مهمتر از همه، ابزارهای واسط رایانه های فردی در یک محیط محاسباتی - کانال های ارتباطی چندگانه ناهمزمان سریع و نرم افزارهای مربوطه - ایجاد شد. و در اینجا به پروژه بسیار مهم دیگری برای کشور یعنی نظام می رسیم OGAS - "سیستم ملی خودکار حسابداری و پردازش اطلاعات"، یک سیستم مدیریت خودکار اقتصادی در اتحاد جماهیر شوروی، بر اساس اصول سایبرنتیک. این سیستم که توسط آکادمیک ویکتور میخائیلوویچ گلوشکوف توسعه یافته است، دقیقاً بر اساس چنین ابزارهای فنی است.

نویسنده - ماکسسون