Что такое «поколения ЭВМ»? Поколение «1»: ламповые

В нашу эпоху многопроцессорности и распределенных вычислений уже немного забылось когда-то казавшееся важным деление компьютеров на поколения. Первое поколение — это ламповые компьютеры, второе — транзисторные, третье — компьютеры на интегральных схемах, а четвёртое — ЭВМ с использованием микропроцессоров.

Вначале были ферритовые кольца и электронные лампы. Память прямого доступа, или RAM, которую в девичестве звали ОЗУ (оперативное запоминающее устройство, или просто «память»), состояла из ферритовых колечек. Каждое колечко прошивалось несколькими обмотками. По одной шел ток записи, по другой — ток считывания, по третьей — ток восстановления.

Феррит (ферромагнетик), из которого состояло колечко, приводился в одно из двух стабильных состояний, которые трактовались как 0 или 1. Память собиралась кубами. Один куб памяти обычно состоял из одного-двух килослов. Правда, слова тогда измеряли не байтами, а разрядами. В БЭСМ-6 длина слова составляла 48 разрядов, или, если по-теперешнему — битов.

Десятки тысяч электронных ламп, этаж, а то и несколько этажей здания, набитых шкафами с оборудованием, потребляющими мощность свыше сотни киловатт. И работа в непрерывном режиме. Если ЭВМ была отключена, то для запуска требовалось не только подать питание — для синхронизации элементов требовалась длительная работа большой бригады специалистов. И раз запущенная, ЭВМ работала и работала, потребляя сотни киловатт-часов электричества, храня данные в ЭВМ на магнитных барабанах и вводя в ЭВМ данные с клавиатур, тумблерных пультов и с перфокарт и перфолент, выдавая результаты расчетов на принтер, на ту же перфоленту, или временно сохраняя их на магнитных барабанах.

Именно тогда появился термин «баг», означающий в наше время ошибку в софте. Когда инженеры тех давних времен вели очередной запуск ЭВМ, в журнале отмечались найденные при наладке причины неработоспособности. ЭВМ состояла из огромного количества плат, соединенных проводами, и ела много электричества. Электронные лампы требовали солидного тока для нагрева. А если в контакт в такое время попадал таракан, он просто сгорал и, став угольком, вполне мог закоротить собой какую-то часть схемы ЭВМ. Вот так в журнале и появлялись надписи: «Найден баг». Со временем, когда компьютеры изменились и тараканы в них гореть перестали, поиск багов превратился в просто поиск неисправностей.

Со временем машины стали поменьше, они уже занимали только часть машинного зала и стали потреблять не сотни, а всего лишь несколько киловатт. И данные им уже подносили не только на перфоносителях, но и на магнитных лентах. И хранить их стали не только на кубах ферритовых колец, но и на магнитных барабанах. А потом — и на магнитных дисках. Советская МЭСМ (малая электронно-счетная машина), созданная в 1950 году содержала 6000 электронных ламп и потребляла 15 кВт. При этом выполняла около 3000 операций в секунду.

Фирма IBM подготовила в 1954 году к серийному выпуску ЭВМ IBM 650. Общий вес с блоком питания — свыше 2 тонн. Размещался он в двух шкафах размером 1.5×0.9×1.8 метра. Стоил полмиллиона тогдашних долларов. Память на магнитном барабане — 2000 слов по 10 разрядов. Всего продали свыше 2000 таких машин. В 1956 году та же фирма IBM начала продавать первый магнитный диск. Объем памяти — до 5 МБ, цена — 50.000 долларов.

В СССР лучшая ЭВМ 2-го поколения — БЭСМ-6. Ее быстродействие составляло до 1.000.000 операций в секунду. Выпущено было 367 таких машин. Впрочем, считать ее только ЭВМ второго поколения — было бы не совсем корректно. Вначале ее выпускали на лампах, потом перешли на полупроводники, сохранив организацию и общую схему. Была даже версия БЭСМ-6, выпускаемая для проекта Эльбрус — уже на интегральных схемах. И устройства ввода/вывода у нее менялись — от печатных машинок и ввода с перфокарт до мониторов, ввода с перфолент и магнитных лент. Для хранения данных в машине употреблялись магнитные барабаны и магнитные диски.

Собственно, на этом первое поколение ЭВМ и закончилось — вместо ламп пришли транзисторы. Хотя ламповые ЭВМ производили до 70-х годов. Вопрос был не в современности продукта, а в его полезности для потребителя. Тем более, помещение, где размещалась ламповая ЭВМ, можно было не отапливать: включенная ЭВМ переводила в тепло почти всю потребляемую энергию.