Na úsvitu vzniku počítačové technologie se Sovětský svaz cítil docela sebejistě. V první polovině padesátých let byly sovětské počítače nejlepší v Evropě, hned za některými americkými komerčními modely. Elektronické počítače byly široce používány k řešení různých problémů, především pro výpočty. Našli uplatnění ve vědě a průmyslu. Armáda začala projevovat zájem o počítače. První sovětské vojenské počítače, které se objevily na konci 50. let, byly použity v systémech protiraketové obrany a protivzdušné obrany země.
Vytvoření prvních sovětských počítačů
Na vzniku prvních sovětských počítačů se podílel známý sovětský vědec Sergej Alekseevič Lebeděv, který stál v čele zrodu domácí výpočetní techniky. Dnes je Sergej Lebeděv právem považován za zakladatele sovětského průmyslu výpočetní techniky. Právě pod jeho přímým vedením v letech 1948-1950 byl vytvořen první v zemi, stejně jako v kontinentální Evropě, Malý elektronický počítací stroj (MESM). Vývoj byl proveden v Kyjevě na Elektrotechnickém ústavu Akademie věd Ukrajinské SSR.
Vývoj nezůstal bez povšimnutí a již v roce 1950 se Sergej Alekseevič Lebedev přestěhoval do Moskvy, do Ústavu přesné mechaniky a počítačového inženýrství Akademie věd SSSR (ITMiVT). V hlavním městě začal vědec vyvíjet ještě pokročilejší počítač, který vešel do historie jako Velký (vysokorychlostní) elektronický počítací stroj (BESM-1). Hlavním konstruktérem nového počítače byl akademik Sergej Alekseevič Lebeděv, který rychle vybral a sjednotil tým stejně smýšlejících lidí, a to i od nadějných studentů. Na praxi byli do ústavu vysláni zejména studenti Moskevského energetického institutu Vsevolod Burtsev a Vladimir Melnikov, kteří se v budoucnu sami stanou vynikajícími domácími inženýry, vědci a designéry v oblasti vytváření elektronických počítačů.
Vývoj BESM-1 byl plně dokončen do roku 1953. Celkem byl sestaven jeden počítač, montáž byla provedena v moskevském závodě výpočetních a analytických strojů. Počítač sestavený v jediné kopii byl určen k řešení velkých produkčních a vědeckých problémů. Současně sloužil jako základ pro vývoj budoucích ještě výkonnějších počítačů a také specializovaných počítačů pro vojenské účely.
Je třeba poznamenat, že na počátku 50. let byl SSSR právem považován za jednoho z lídrů v oblasti počítačového vývoje. Z dnešního pohledu to zní přinejmenším neobvykle, protože do konce své existence SSSR tuto výhodu ztratil a moderní Rusko v oblasti vytváření výpočetní techniky beznadějně zaostávalo za nejrozvinutějšími zeměmi světa. Na úsvitu vzniku počítačů však bylo všechno jinak. Sestavený v roce 1953, BESM-1 byl nejrychlejší elektronický počítač v Evropě a jeden z nejrychlejších na světě. Pokud jde o rychlost a kapacitu paměti, byl tento první sovětský superpočítač v říjnu 1953 druhým obchodním modelem americké společnosti IBM - IBM 701, jehož dodávky zákazníkům začaly v prosinci 1952.
Počítače z počátku padesátých let se přitom svým moderním protějškům jen málo podobají. BESM-1 zajišťoval maximální výkon na úrovni 8-10 tisíc operací za sekundu. Počítač obdržel paralelní 39bitové aritmetické logické zařízení s pohyblivou řádovou čárkou. Počet bitů pro instrukční kódy je 39. Operativní paměť (RAM) prvního plnohodnotného sovětského počítače byla založena na feritových jádrech a její kapacita byla pouze 1024 slov (dřívější sovětské počítače používaly paměť na rtuťových trubičkách nebo potencioskopech).
Elektronický počítač navíc obdržel zařízení pro dlouhodobé ukládání (DZU) na polovodičové diody, kapacita zařízení byla také 1024 slov. Některé z nejběžnějších podprogramů a konstant byly uloženy v DZU.
Kromě toho by BESM-1 mohl pracovat se zařízeními pro ukládání informací na magnetických páskách: čtyři bloky určené pro 30 tisíc slov pro každé a na mezilehlém paměťovém zařízení na dvou magnetických bubnech, což zajistilo uložení každého 5120 slov. Rychlost výměny informací s bubnem dosáhla 800 čísel za sekundu, s magnetickou páskou - až 400 čísel za sekundu. Vstup informací do BESM-1 byl prováděn pomocí zařízení pro čtení fotografií na děrné pásce a výstup informací byl prováděn na speciálním elektromechanickém tiskovém zařízení. Současně ve stroji nebyl žádný systémový software.
Navenek to byl docela masivní výpočetní stroj, na jehož vytvoření bylo potřeba asi pět tisíc elektronek. Strukturálně byl tento sovětský počítač namontován na jednom hlavním stojanu, existoval samostatný stojan DZU a napájecí skříň, protože počítač spotřeboval poměrně velké množství elektřiny - až 30 kW (to je bez zohlednění chlazení) Systém). Velikost počítače byla také poměrně velká: obsazená plocha byla téměř 100 metrů čtverečních.
Bylo rozhodnuto využít schopnosti počítače v systému protiraketové obrany
Vzhled prvního sovětského plnohodnotného počítače BESM-1 se shodoval se začátkem éry vývoje vlastního systému protiraketové obrany (ABM) v Sovětském svazu. Poprvé o tom u nás začali mluvit v srpnu 1953. Tehdy se sedm maršálů obrátilo na ministerstva a ústavy s pokyny, jak vytvořit prostředky pro boj s nepřátelskými balistickými raketami. Takové zbraně dlouhého doletu byly právem považovány za hlavní prostředek pro doručování jaderných nábojů do vojenských a průmyslových zařízení nepřátelských zemí. Pro spolehlivé zachycení raket byly zapotřebí moderní radary a nové počítače, které by byly zodpovědné za výpočty a řízení radarových stanic.
Speciálně pro vytvoření sovětského systému protiraketové obrany jako součásti KB-1 byla vytvořena nová speciální konstrukční kancelář-SKB-30. Sovětská vědecká základna a průmysl zároveň rozšířily spolupráci při vývoji nástrojů, které by mohly řešit vědecké a technické problémy. Zejména ITMiVT Akademie věd SSSR obdržel od KB-1 speciální úkol na vytvoření nového digitálního stroje, který měl svou rychlostí překonat předchozí modely a stát se srdcem radarového řídicího systému pro dlouhodobé sledování cílů.
Do roku 1956 byly dokončeny první práce na návrhu nového komplexu, obrana předběžného návrhu systému experimentální protiraketové obrany proběhla v březnu. Ve stejném roce vydalo ministerstvo obrany SSSR povolení nestavět GNIIP-10-Státní výzkumné testovací středisko, které bylo rozhodnuto umístit do neobydlené kazašské pouště Betpak-Dala, mezi západním břehem slavného jezera Balkhash a dolním toku řek Sarysu a Chu. Experimentální protiraketový obranný komplex a nová protiraketová řada byly úzce spojeny, hlavním konstruktérem celého systému byl Grigory Kisunko, odpovídající člen Akademie věd SSSR. Akademik Sergei Lebedev, ředitel ITMiVT, současně vydal technické zadání pro vytvoření nového počítače, který dostal označení M-40 a původně byl určen pro systém „A“. Systém „A“je krycí název prvního komplexu strategické protiraketové obrany v Sovětském svazu.
Zadání pro vývoj nového superpočítače dostaly dvě vývojové skupiny, z nichž jednu vedl Vsevolod Burtsev. Obě skupiny se s úkolem úspěšně vypořádaly. Do roku 1958 byly připraveny dva nové elektronické počítače M-40. Počítače sestavili specialisté ze Zagorského elektromechanického závodu.
První vojenský počítač M-40
V době svého vzniku se stroj M-40 stal nejrychlejším ze všech sovětských počítačů, které se v zemi vyráběly sériově. Vsevolod Burtsev zároveň navrhl a v praxi implementoval řadu řešení, která jsou pro rozvoj domácí výpočetní techniky velmi důležitá. Ve vojenském počítači M-40 byly poprvé v praxi implementovány principy paralelizace výpočetního procesu na hardwarové úrovni elektronického počítače. Všechna hlavní zařízení M-40 (aritmetika, správa externí paměti, RAM, řízení) obdržela autonomní řídicí jednotky a mohla pracovat souběžně. Také poprvé v SSSR byl implementován multiplexní kanál pro přenos dat. Toto řešení umožnilo bez zpomalení výpočetního procesu počítače přijímat a odesílat přijaté informace a data okamžitě z 10 asynchronně pracujících kanálů, jejichž celková propustnost byla odhadována na jeden milion bitů / s.
M-40, stejně jako její další modernizace, M-50 (50 tisíc operací s plovoucí desetinnou čárkou), byly složité vojenské komplexy pro ovládání radarů dlouhého dosahu a přesné zaměřování protiraket. Byli zodpovědní za výpočty potřebné pro stavbu trajektorií a zaměřování protiraketových střel na nepřátelské balistické střely. 4. března 1961 bylo na speciálně vytvořeném testovacím místě „A“v Kazachstánu provedeno první úspěšné zachycení balistické rakety ve světové i domácí historii. Systém, ve kterém byl počítač M-40 zodpovědný za výpočet trajektorie protirakety, dokázal zachytit balistickou raketu R-12. Odposlech byl proveden 60 kilometrů od místa startu rakety. Podle údajů záznamového zařízení byla střela rakety 31,8 metru vlevo a 2,2 metru na výšku s přípustným poloměrem 75 metrů. Fragmentační nálož protirakety V-1000 úspěšně zničila hlavici R-12, která obsahovala simulátor hmotnosti jaderné nálože.
Když mluvíme o technických aspektech vojenského počítače M-40, lze poznamenat, že byl vytvořen na bázi smíšených prvků, která používala elektronky, ferity, polovodičové tranzistory a diody. Současně se rychlost stroje zvýšila na 40 tisíc operací za sekundu s pevným bodem, což bylo asi 4krát vyšší než špičkové hodnoty pro BESM-1. První plnohodnotný vojenský počítač dostal paměť s náhodným přístupem na feritová jádra s celkovou kapacitou 4096 40bitových slov. Externí paměť byl magnetický buben s kapacitou 6 tisíc slov. Vojenský počítač M-40 pracoval ve spojení s vybavením procesoru pro výměnu s předplatiteli systému a zařízením pro udržení času.
Za vytvoření a úspěšné testování komplexu, jehož mozkem byly počítače M-40 a M-50, byl tým předních vývojářů počítače M-40 oceněn prestižní Leninovou cenou. Obdrželi ji Sergej Lebeděv a Vladislav Burtsev.
