Разработка ЭВМ БЭСМ-6

Смирнов Владимир Иванович

ЭВМ БЭСМ-6 была разработана в 1966 году коллективом Института Точной Механики и Вычислительной Техники Академии Наук СССР под руководством академика Сергея Алексеевича Лебедева. В архитектуре машины нашли отражение как отечественный опыт вычислительных технологий, так и тенденции развития мировых технологий, что предопределило достижение производительности машины в миллион одноадресных операций в секунду и исключительно длительный срок её эксплуатации.

При проектировании машины было применено моделирование ее детальной конвейерной структуры.

Система команд (без прямой адресации регистров) включала режимы прямой и косвенной адресации и адресации по стеку.

Были реализованы страничная организация и защита памяти, развитая система прерываний программ, режим защиты операционной системы и другие решения.

Удалось создать гибкую конвейерную структуру центрального процессора с большой пропускной способностью и глубоким просмотром команд вперёд (до 6-ти и более команд) и высокопроизводительное арифметическое устройство с оригинальными алгоритмами выполнения арифметических и логических операций.

Основу системы элементов составляла ячейка с токовым переключателем, выполнявшим функцию запоминающего элемента с парафазным выходом и обширной пирамидой логических элементов на полупроводниковых диодах.

Парафазная синхронизация на основе двух синусоидальных сигналов частотой 10 МГц обеспечивала такт конвейера в 100 нс, что позволяло быстро загружать конвейер после ветвлений при выполнении программ.

Физическая конструкция ячеек и шкафов в виде развёрнутых панелей и система индикации обеспечивали полный визуальный обзор состояния каждого триггера и доступ к каждому логическому элементу.

Требование большой пропускной способности к системе оперативной памяти со стороны параллельно работающих арифметического устройства, устройства управления и каналов обмена данными с внешней памятью удовлетворялось за счет совмещённой работы восьми блоков оперативной памяти на магнитных сердечниках (с циклом 2 мкс), а затем на интегральных схемах, и сверхбыстродействующей памяти ассоциативного типа на регистрах (с циклом 0,3 мкс). Ассоциативная память состояла из ассоциативного буфера команд, выбираемых из оперативной памяти, и ассоциативного буфера данных (результатов операций арифметического устройства), записываемых в оперативную память.

Внешняя память на магнитных барабанах и магнитных лентах, а затем и на магнитных дисках, подключалась через шесть параллельно работающих быстрых каналов.

Система тестирования и диагностики, позволившая добиться большого времени бессбойной работы машины и упрощения эксплуатации, создание для БЭСМ-6 самого обширного отечественного программного обеспечения обеспечили длительный срок её работы в вычислительных центрах страны.

Об авторе: Институт точной механики и вычислительной техники. Зав. лабораторией, svi@ipmce.ru
Статья помещена в музей 22.04.2008 с разрешения автора