Борис Малиновский - История вычислительной техники в лицах

• Название: История вычислительной техники в лицах
• Автор: Борис Малиновский
• Издательство: К.: фирма "КИТ", ПТОО "А.С.К."
• Жанр: История
• Год: 1995
• ISBN: 5-7707-6131-8

Книга посвящена жизни и творчеству первосоздателей отечественной цифровой электронной вычислительной техники — С.А. Лебедева, И.С. Брука, Б.И. Рамеева, В.М. Глушкова, Н.Я. Матюхина, М.А. Карцева и др. — замечательной плеяде ученых из воистину уникального многонационального созвездия мощных талантов, обеспечивших взлет важнейших направлений науки и техники в первые десятилетия после Великой Отечественной войны.

Впервые рассказывается о научных школах в области цифровой электронной вычислительной техники в годы ее становления, о результатах огромной самоотверженной работы ученых и руководимых ими коллективов по обеспечению вычислительной техникой космических исследований, атомной энергетики, ракетостроения, первоклассных систем слежения за космосом, противоракетной и противовоздушной обороны, что предотвратило сползание «холодной войны» к открытой агрессии против СССР, способствовало появлению договоров о разоружении.

Многие архивные документы, фотоиллюстрации, собранные автором, известным ученым, свидетелем и участником работ по созданию первых ЭВМ, публикуются впервые.

Для специалистов, учащихся и всех интересующихся вычислительной техникой, кибернетикой, информатикой, творческим наследием замечательных ученых, создателей первых отечественных ЭВМ.

---

В качестве изделия-представителя взята 20-ламповая электронная схема средней сложности (приемник радиолокационной установки), для которой имеются опытные данные по трудоемкости конструкторских и сборочно-монтаж-ных работ для условий опытного завода научно-исследовательского института и которая наиболее подходит по характеру работы.

Таблица № 1

Приведенная программа

3. НАУЧНЫЕ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ СВЯЗИ С ДРУГИМИ НИИ И ЗАВОДАМИ

Научно-исследовательские и производственные работы лаборатории организованы на основе кооперирования с другими НИИ и заводами, которые проводят разработку некоторых специальных устройств и материалов, а также поставляют готовые детали и полуфабрикаты.

Разработки, выполняемые другими НИИ, а также детали и полуфабрикаты, поставляемые другими заводами, указаны в таблице № 2.

Таблица № 2

4. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ И ЭТАПЫ РАЗРАБОТКИ Машина, подлежащая разработке, конструированию и изготовлению в лаборатории, представляет собой уникальное, в целом очень сложное электронное устройство. Она составлена из большого количества нескольких основных типов схем и элементов. Кроме чисто электронных и магнитных узлов имеются также электромеханические узлы. Машина отличается не только конструктивной и схемной сложностью, но и новизной принципов действия и схем, поэтому требуется выполнить большой объем как производственных, так и научно-исследовательских работ. Это обстоятельство, а также характер конструкций и схем машины определили основную структуру лаборатории.

Лаборатория проектируется в составе научно-исследовательского отделения, конструкторского бюро, производственных мастерских и административно-хозяйственных служб.

Научно-исследовательское отделение состоит из нескольких групп, разрабатывающих отдельные сходные между собой по принципу действия или назначения элементы машины.

В задачу этих групп входит разработка, изготовление и испытание макетов отдельных элементов и узлов. Для ускорения и облегчения экспериментов, по опыту других лабораторий в некоторых группах предусматривается станочное оборудование для механических работ по макетированию.

Как уже упоминалось выше, разрабатываемая машина составлена из нескольких основных типов блоков и узлов. Из этих же блоков и узлов в дальнейшем могут быть составлены цифровые вычислительные машины для других специальных назначений. Поэтому на разработку и исследование их должно быть обращено особое внимание. Для этих основных блоков должна быть определена зависимость всех технических и конструктивных показателей от разброса параметров деталей, нестабильности источников питания, влияния температуры, влажности и т. д.

Должны быть составлены таблицы и монограммы для выбора деталей в зависимости от различных условий: скорости работы, длительности импульса, входных и выходных напряжений, стабильности источников питания и т. д.

На основании результатов разработок и испытаний макетов конструкторское бюро конструирует и составляет рабочие чертежи для изготовления машины в производственных мастерских.

При конструировании должно быть обращено особое внимание на нормализацию и взаимозаменяемость деталей, блоков и узлов. Те из готовых деталей и изделий, которые подвержены износу, должны быт исключительно отечественного производства из числа освоенных или намечаемых к освоению.

При конструировании отдельных блоков, узлов и всей машины в целом должно быть обращено внимание на легкость доступа к деталям для осмотра и замены их. Габариты и вес машины не лимитируются. Производственные мастерские в целом носят характер индивидуального, опытного производства, но в то же время некоторые элементы могут изготовляться мелкими сериями. Значительную долю трудозатрат составляют сборочные и монтажные работы.

Изделия, в основном простой формы и невысокой точности, монтируются в отдельные блоки, собираемые на каркасном основании в сложные и деликатные устройства, требующие тщательной настройки и регулировки. Изготовление некоторых деталей небольшими сериями потребует специального инструмента и приспособлений. Работы по разработке, конструированию и изготовлению делятся на два этапа:

1. Разработка и составление эскизного проекта

2. Разработка и изготовление машины.

Эти два этапа делятся на следующие подэтапы:

1. Разработка и составление эскизного проекта: а) составление общей блок-схемы машины; б) составление блок-схемы отдельных узлов; в) заполнение блок-схемы старыми и вновь сочиненными схемами; г) теоретический анализ вновь сочиненных схем; д) экспериментальная проверка некоторых схем; е) составление эскизного проекта и детализация объема дальнейших работ.

2. Разработка и изготовление машины: а) экспериментальная проверка отдельных схем; б) экспериментальная проверка отдельных узлов; в) экспериментальная проверка совместной работы узлов; г) экспериментальное исследование с целью определения допустимого разброса деталей, стабильности в рабочих условиях, требуемой стабильности напряжения, требуемой мощности, рассеиваемой мощности и т. д.; д) корректировка схемы с целью устранения нерационально использованных ламп, деталей и т. д.; е) рациональная разбивка схемы на электрические подузлы; ж) составление заданий для конструирования и конструирование машины; з) изготовление машины; и) налаживание, регулировка и испытание машины; к) составление методики обнаружения и устранения неисправностей; л) составление отчета и инструкции к пользованию машиной; м) предварительные эксплуатационные испытания машины; о) внесение изменений и исправление недостатков; п) государственные испытания и сдача машины.

6. СОСТАВ ЛАБОРАТОРИИ

На основании анализа научно-исследовательских и конструкторских работ, а также видов обработки изделий в производственных мастерских и опыта других НИИ и лабораторий, проектом установлен состав Лаборатории, указанный в таблице № 3.

Таблица № 3

В эту таблицу не включено энергетическое и складское хозяйство (котельные, трансформаторная подстанция), так как проектом предусматривается не новое строительство, а только переоборудование готовых помещений и мастерских.

Приложение 13

Характеристики «Уралов»

«Урал» — семейство цифровых вычислительных машин общего назначения, ориентированных на решение инженерно-технических и планово-экономических задач. Первые четыре модели семейства — «Урал-1», «Урал-2», «Урал-3» и «Урал-4.» — были ламповыми, «Урал-П», «Урал-14» и «Урал-16» — на полупроводниковых элементах.

Созданная в 1957 г. «Урал-1» по производительности относилась к малым машинам (в основном инженерного применения) и отличалась дешевизной. Машина имела развитую систему команд (несколько минимальных форматов) с безусловной и условной передачей управления, систему сигнализации и ручное управление, позволявшее следить за исполнением программы и вмешиваться в ход ее выполнения для внесения исправлений в процессе отладки. Основные технические характеристики машины: система счисления — двоичная, форма представления чисел — с фиксированной запятой, разрядность — 36, система команд — одноадресная, быстродействие — 100 операций в 1 сек. Оперативное ЗУ машины — на магнитном барабане, объемом 1024 слова (скорость вращения 6000 об/мин), дополнялось внешним ЗУ на магнитной ленте (40 тыс. слов) и перфоленте (10 тыс. слов). В качестве устройства ввода-вывода использовались клавишное печатающее устройство и устройство на перфоленте.

В дальнейших моделях — «Урал-2», «Урал-3», «Урал-4» было введено феррит-ное ЗУ, расширена емкость внешних ЗУ на барабане (8x8192 слов) и магнитной ленте (12x260 тыс. слов), а также значительно расширен набор устройств ввода-вывода. Характерно, что уже машины «Урал-2», «Урал-3», «Урал-4» образовывали ряд программно и аппаратно совместимых моделей с комплектуемым по потребностям применения составом устройств, позволяющим в некото-рьЬс пределах варьировать производительность машины.

Ц 1964-72 гг. создан ряд также программно и аппаратно совместимых моделей «Убал-П», «Урал-14» и «Урал-16», на единой конструктивной, технологической и схемной базе, обладающих следующими чертами. Машины образуют конст-рук-гивно, схемно и математически совместимый ряд ЭЦВМ с различной проивводительностью, гибкой блочной структурой, с широкой номенклатурой устройств со стандартизированным способом подключения, позволяющим составлять! комплект машины, наиболее подходящий для данного конкретного применения; предусмотренные конструктивные и схемные возможности позволяют комплектовать вычислительные системы, состоящие из нескольких машин; предусмотренные возможности резервирования отдельных устройств машин позволяют создавать системы повышенной надежности: система схемной защиты данных, независимость программ от их места в памяти, система относительных адресов, развитая система прерываний и соответствующая система команд позволяют организовать одновременное решение нескольких задач; возможность работы в режимах с плавающей и фиксированной запятой, в двоичной и десятичной системах счисления, выборка и выполнение операций со словами фиксированной и переменной длины позволяют эффективно решать как планово-экономические, так и научно-технические задачи; система аппаратного контроля обеспечивает контроль хранения, адресации, передачи, ввода, вывода и обработки данных; большая емкость оперативного ЗУ с непосредственной выборкой слов переменной длины, эффективные аппаратные средства контроля и защиты памяти, ступенчатая адресация, развитая система прерываний и приостановок, возможность подключения памяти большой емкости с произвольной выборкой на магнитных барабанах и дисках, наличие датчика времени, аппаратуры сопряжения с каналами связи и пультов операторов для связи с машиной дает возможность строить различные системы обработки данных коллективного пользования, работающие в режиме разделения времени; унификация элементов, блоков и устройств обеспечивает хорошую технологичность серийного производства машин. Последние три модели семейства построены на полупроводниковых элементах модульной конструкции, и по чисто формальным признакам (элементная база) их надо отнести к электронным вычислительным машинам второго поколения, хотя в архитектуре их имеется много черт, присущих машинам третьего поколения.