М-10, М-10М

Ю.В. Рогачев

В Радиотехническом институте АН СССР в 1968 году начинает разрабатываться проект сплошного непрерывного поля надгоризонтного обнаружения космических объектов. В дополнение к радиолокационным узлам в Казахстане, в Восточной Сибири, в Заполярье и Прибалтике создаются новые узлы на Украине. Все это требует расширения возможностей командного пункта системы. Готовится проект его дальнейшего развития. Тогда же А.Л.Минц и В.М.Иванцов начали работать над принципиально новой станцией надгоризонтной радиолокации «Дарьял». М.А.Карцев был в курсе этих работ: основные технические требования к ЭВМ для них определялись с его участием. Требовалась вычислительная машина с производительностью в несколько (не менее пяти) миллионов операций в секунду.

29 сентября 1969 года вышло постановление Правительства, а 16 октября того же года - приказ Министра радиопромышленности с поручением Филиалу №1 ОКБ «Вымпел» создать для работ А.Л.Минца вычислительную машину и построить на ее основе вычислительный комплекс. Изготовление машины возлагалось на Загорский электромеханический завод. Главным конструктором назначался М.А.Карцев,  заместителями главного конструктора Ю.В.Рогачев, Л.В.Иванов, А.А.Крупский, Л.Я.Миллер, Р.П.Шидловский.

М.А.Карцев ясно представлял, что на существующей элементной базе обеспечить заданную производительность сможет только многопроцессорная ЭВМ с  организацией при решении задач параллельных вычислений. Поэтому в основу разработки новой ЭВМ были положены принципы построения числовой связки вычислительного комплекса М-9. Таким образом, теоретические исследования и практические проработки, выполненные для ВК М-9, нашли свое воплощение в этой новой ЭВМ. В коллективе машина получила очередной номер и название М-10. Заказчик  присвоил ей условное обозначение 5Э66, а вычислительному комплексу - 5К31.

С этими условными обозначениями оформлялась вся конструкторская документация, к разработке которой коллектив приступил в ноябре 1969 года. Для этого практически все было подготовлено. Один из основных вопросов - выбор элементной базы, анализ ее возможностей и выработка рекомендаций по использованию элементов в логических схемах успешно решил коллектив инженеров и техников под руководством Л.В.Иванова. В работах по исследованию элементной базы участвовали В.Г.Антонов,  Б.И.Брук,  С.Г.Виноградов, Ю.И.Галкин, А.Б.Ерозолимский, В.П.Строков. Конструкторским отделом завершена разработка типовых конструкций узлов машины (ячеек, блоков, шкафов). Большой вклад в разработку конструкций под руко­водством Е.И.Цибуля внесли: В.В.Грязнов, Ю.И.Ларионов, В.Н.Никулин, А.И.Дементьев, В.И.Захаров, В.М.Гажеев, А.В.Гольдберг, Р.Н.Ермакова, Г.Г.Бабкина,  Н.А.Арифов,    А.М.Жиров, А.Г, Давыдов, О.П.Крюченкова, Л.В.Антипова. Отделом нормализации и стандартизации под руководством Г.Д.Савельевой с участием ведущих разработчиков подготовлены руководящие технические материалы (РТМ) по оформлению конструкторских документов в соответствии с ГОСТ ЕСКД, изготовлены и согласованы с представителями Заказчика образцы документов. В тематических лабораториях также имелся задел по своим устройствам.

В состав вычислительной машины М-10 входит восемь типов устройств и три типа пультов:

• УУ - устройство  управления,
• КУ - коммутационно-кодирующее устройство,
• АУ - арифметическое  устройство,
• ОП - оперативная память первого уровня,
• ПП - постоянная память,
• БП - большая память (оперативная память второго уровня),
• ДК -  диспетчер каналов,
• АБ - устройство управления абонентами,
• МП - математический пульт,
• УПМ - пульт управления пишущей машинкой,
• ПО - пульт оператора.

Блок-схема М-10

Перед создателями машины М-10 была поставлена довольно сложная задача: имея микросхемы серии 217 со скоростью срабатывания порядка 15-25 нс. на вентиль и степенью интеграции до 3-5 вентилей в корпусе и ферритовые сердечники М100П2 с внешним диаметром 1 мм (лучшие из логических элементов и элементов запоминания, выпускавшихся к тому времени) нужно  было построить ЭВМ с возможно более высоким быстродействием (в среднем не менее 5 млн. операций в секунду, имея в виду как операции над 16-разрядными числами, так и операции над 32-разрядными и 64-разрядными числами с плавающей и фиксированной запятыми), с внутренней памятью не менее 5 Мбайт, скоростью внешнего обмена не менее 500 млн. бит, скоростями реакции на внешние сигналы при работе в реальном масштабе времени порядка 10-20 мкс. и  высокой надежностью.

Каждое из устройств машины М-10 вносило свою лепту в обеспечение этой сложной задачи.

В устройство управления включено оборудование, необходимое для организа­ции одновременного выполнения до восьми независимых программ в режиме разделения времени и обработки большого списка команд, которые имеют переменный формат и обеспечивают большую степень параллельности работы как арифметических, так и запоминающих устройств центрального процессора. Основными разработчиками устройства управления были: М.А.Карцев, Л.Я.Миллер,   Г.В.Носаль,   Л.Д.Баранов, Г.И.Смирнова, Б.И.Калягин, В.Н.Затогина, В.М.Кузьмин, Р.А.Корнеев, С.А.Солобаев.

Коммутационно-кодирующее устройство обеспечивает взаимодействие устройства управления с устройствами оперативной и постоянной памяти. В нем также предусмотрены аппаратно реализованный транслятор с Автокода-1 и аппаратный интерпретатор директив оператора (пуск, останов, продолжение отлаживаемой программы, прохождение  отдельных  участков  программы «шагами»,  вывод  на терминал содержание отдельных регистров, отдельных ячеек или массивов памяти, ввод с терминала информации в регистры или в память и др.). Основные разработчики устройства КУ - Л.З.Либуркин,  В.С.Иванова,  М.С.Белков, Т.В.Архангельская.

Арифметическое устройство содержит перестраиваемое поле процессоров для выполнения широкого списка операций с числами различного формата и различной формой представления. В устройстве широко использованы структурные методы ускорения арифметических операций, реализована возможность увеличения потока данных благодаря одновременной обработке нескольких (до 8) пар операндов. Устройство разработано под руководством В.А.Брика с участием Л.И.Лушпина, В.М.Златникова, В.А.Кислинского, Г.Н.Петровой, Н.Е.Геништы, Р.И.Гуревич, В.И.Жука, В.А.Гаврилина, Т.Ленгник.

Устройство оперативной памяти емкостью 1024 544-разрядных числа (0,5 Мбайт) со временем цикла 1,3 мкс. и временем выборки 0,8 мкс. является памятью первого уровня в иерархии ЗУ ЭВМ М-10. С целью получения максимального быстродействия такого широкоформатного ЗУ на серийных сердечниках М100П-2К1058 разме­ром 1,0 х 0,7 х 0,3 мм используется система выборки типа 2Д с разнополярным разрядным током. Ведущие разработчики - Л.В.Иванов,   В.М.Емелин,   В.А.Лазарев, Р.П.Макарова, Н.Аболина,   И.З.Блох, Н.И.Галкин, В.М.Минаев.

Устройство постоянной  памяти  конденсаторного типа на металлических перфокартах. Информационная емкость постоянной памяти составляет 512 кбайт, время считывания (выборки) информации - 0,5 мкс, длительность цикла обращения - 1,3 мкс. Руководил разработкой устройства Р.П.Шидловский. В работе принимали участие Г.М.Кабаенкова, С.А.Лебедев, И.И.Климов,   Б.И.Слипченко,  В.Н.Зенин, Р.С.Закирова-Зиева, Б.Н.Соловьев, А.А.Кудинов,  Л.С.Молодцова,  Ф.И.Шихер, И.И.Вахновецкий, Н.Л.Аулова.

Устройство большой памяти является оперативным запоминающим устройством второго уровня в иерархии ЗУ ЭВМ М-10. Полная емкость устройства БП составляет 4 Мбайта. Цикл обращения в режиме произвольного доступа - около 7 мкс, время выборки - около 2,5 мкс. Обращение к устройству БП широкоформатное - в каждом цикле производится чтение и (или) запись 544-разрядной строки (64 байта). В разработке БП под руководством А.А.Крупского участвовали А.П.Смирнов, А.А.Лесников, С.Е.Поздняков, Ю.Б.Левин, Е.А.Ермоленко, С.Л.Куперман, М.И.Чельдиев, А.Н.Агафонов, А.П.Шадрин, А.Ф.Иоффе, Г.В.Просяников.

В устройстве ДК размещается аппаратура мультиплексного канала. Высокое быстродействие ЭВМ М-10 и наличие только одного мультиплексного канала обусловили требования к его пропускной способности и структуре. Формат информационной шины связи с устройством АБ равен формату внутренней памяти машины (64 байта). Внешние устройства могут обмениваться данными форматом 8 и 64 байта. Обмен  данными  форматом 8 байт возможен только с буферной зоной памяти  мультиплексного канала.  Обмен данными форматом 64 байта возможен как с буферной памятью  канала, так и непосредственно с внутренней памятью машины (ОП или БП). Разработка устройства ДК выполнена под руководством  Ю.Н.Мельника  с   участием   Б.И.Бочина, Л.П.Лобанова, Л.А.Калининой, Т.М.Платоновой, С.Г.Шумиловой, И.А.Сидоровой, А.Г.Коновалова, А.А.Латышова.

Устройство АБ (абонентская система) обеспечивает сопряжение с ЭВМ М-10 различных стандартных и специальных внешних устройств, а также построение вычислительных комплексов из нескольких ЭВМ М-10. Устройство имеет 24 дуплексных подканала. В базовой комплектации к устройству АБ подключаются 8 математических пультов, обеспечивающих доступ к ресурсам ЭВМ М-10 и работающих в режиме разделения времени; два алфавитно-цифровых печатающих устройства; два устройства ввода с перфокарт; два устройства вывода на перфокарты; электрифицированная печатающая машинка. Кроме того устройство АБ позволяет производить прием и выдачу информации с 6 направлений аппаратуры передачи данных со скоростью 9600 бод. При построении вычислительных комплексов на базе ЭВМ М-10 устройство АБ обеспечивает обмен между вычислительными машинами со скоростью до 400 кбайт/с.

Для стыковки ЭВМ М-10 с аппаратурой объекта в состав вычислительного комплекса 5К31 включалось специальное устройство сопряжения - 5Я34. Разработкой устройств АБ и 5Я34  руководил Г.Н.Пусенков.  В работах принимали участие Б.Л.Квин, А.М.Морозов, А.В.Дерновой, Н.Н.Дынин, В.И.Штеренберг, С.В.Егоров,  М.Д.Чирков,   Л.А.Талашова, Т.А.Чернова, Г.П.Воронова, Л.Е.Воробьева и др. Этим же составом разрабатывались математический пульт и пульт УПМ.

Пульт оператора, источники вторичного питания, схемы питания и защиты разрабатывались под руководством Е.С.Шерихова с участием В.А.Колосова, А.К.Супонева, Л.Д.Степанова, Л.А.Калининой, В.В.Лагранжа, В.С.Лобанова, Г.Д.Калмыкова, Р.П.Киреевой, Ю.Н.Курбатовского.

В самом начале разработки ЭВМ М-10 произошли изменения в организации всех работ по системам ПРО и СПРН. В начале 1970 года было образовано Центральное научно-производственное объединение «Вымпел», на которое возлагалось общее руководство созданием систем ПРО и СПРН. В состав этого Объединения вошел ряд заводов, институтов и конструкторских бюро, в том числе и Филиал №1 ОКБ «Вымпел». При этом приказом Министра радиопромышленности от 4 февраля 1970 года Филиал №1 ОКБ «Вымпел» был переименован в Филиал РТИ. Произошли изменения и в ор­ганизации работ по СПРН. Функции головного предприятия по этой системе от Радиотехнического института перешли к НТЦ ЦНПО «Вымпел». Главным конструктором комплексной системы предупреждения о ра­кетном нападении назначался В.Г.Репин.

4 февраля 1971 года, уже в процессе выпуска конструкторской документации на  устройства ЭВМ М-10, вышло еще одно постановление Правительства - о создании на базе вычислительной машины М-10 вычислительного комплекса для обработки информации космической системы обнаружения специальным спутником стартов баллистических ракет по их факелам (генеральный конструктор А.И.Савин). Эта космическая система составляла первый эшелон СПРН. Постановлению предшествовало несколько технических совещаний у М.А.Карцева с участием А.И.Савина и его заместителей - К.А.Власко-Власова, В.Г.Хлибко, Ц.Г.Литовченко. На этих совещаниях и было определено, что ЭВМ М-10 обеспечит решение задач космической системы. Для стыковки вычислительного комплекса с аппаратурой системы предстояло дополнительно разработать специальное устройство сопряжения. Вычислительный комплекс получил обозначение 5Э52, устройство сопряжения - 5Я35.

Так в самом начале разработки вычислительная машина М-10 определялась как основная ЭВМ в двух важнейших системах.

Разработка конструкторской документации шла в неимоверно трудных условиях. При переходе в Министерство радиопромышленности коллектив получил для размещения сотрудников всего 590 кв. метров производственных площадей. Аренда нескольких полуподвальных помещений в разных местах Москвы не решали всех проблем. К чисто бытовой неустроенности (теснота в помещениях, территориальная разобщенность подразделений при отсутствии своего транспорта) прибавились трудности с оформлением конструкторской  документации  из-за  полного  отсутствия множительной техники: за три года существования Филиалу №1 в МРП не было выделено ни одной единицы оборудования. Приходилось за помощью обращаться в сторонние организации, хотя по режимным соображениям такие возможности были ограничены. Неоценимую услугу в этом оказало КБ РП им. Расплетина, которым руководил Г.Г.Бубнов. Это предприятие по оригиналам Филиала РТИ с помощью РЭМ-600 изготовило большое количество подлинников документации  ЭВМ М-10. Несмотря на эти трудности, коллектив работал с увлечением. Все стремились скорее завершить новую разработку и увидеть ее результаты. Инженеры и техники выпускали оригиналы, копировальное бюро под руководством Л.В.Кривенковой оформляло подлинники, отдел технической документации обеспечивал их тиражирование.

Сроки разработки находились под постоянным контролем Заказчика, Министерства радиопромышленности и ВПК. Регулярно заслушивалось состояние дел на расширенных заседаниях заинтересованных сторон, в том числе и у Министра радиоп­ромышленности В.Д.Калмыкова. Ходом разработки лично интересовались Н.В.Зайкин из ВПК, М.Г.Мымрин и М.И.Ненашев из Министерства обороны.

В начале марта 1971 года, в самый разгар работ по выпуску конструкторской документации, главный конструктор М.А.Карцев выбывает из работы: обширный инфаркт укладывает его  в больницу. Сказалось напряжение последних лет, связанное с трудностями материального развития предприятия. Вся тяжесть руководства разработкой ложилась на Ю.В.Рогачева.

В этих трудных условиях весь коллектив, не снижая темпов, самоотверженно продолжает начатое дело и успешно доводит его до конца. Всего один год и 9 месяцев потребовалось для разработки, согласования и передачи заводу-изготовителю конструкторской документации на все устройства машины (см. таблицу 1).

С высокой ответственностью к изготовлению ЭВМ М-10 относилось и руководство Загорского электромеханического завода. Большой вклад в освоение производством этой машины внесли В.Г.Попов,  А.Г.Шишилов,  К.В.Агафонов,  В.М.Нейман, Л.И.Борисов,  И.И.Наумов,   А.И.Голубев, Ю.Н.Успенский, В.Н.Пахомов, А.В.Двойных, В.А.Мушников,  А.Г.Мищенко, Н.И.Кулигин, В.С.Мухтарулин, Е.А.Лопатин, Г.И.Корнилов, Н.Снетков и др.

Освоение начиналось с изготовления экспериментального образца. Полный комплект оборудования машины составлял 31 шкаф и 10 пультов. (ЭВМ М-10 содержала 386 тыс. микросхем, 353 тыс. транзисторов и полупроводниковых диодов, 42,5 млн. ферритовых сердечников, 1,4 млн. резисторов и 1,4 млн. конденсаторов).

В таблице 1 показаны календарные сроки фактического выполнения этапов разработки КД на устройства машины и освоения их серийным производством. В пол­ном комплекте вычислительная машина на заводе не собиралась, ее комплексная настройка и испытания по техническим условиям проводились на местах эксплуатации. На заводе изготовление завершалось проверкой на соответствие техническим условиям устройств и других составных частей машины (кабели, коробки, ЗИП, монтажные комплекты и т.д.).

Для экспериментального образца машины, который предназначался Радиотехническому институту, на заводе настройку и проверку по техническим условиям проходили только ячейки и блоки. Смонтированные шкафы устройств поставлялись с комплектом блоков в институт, и здесь силами разработчиков производилась их настройка и подготовка к испытаниям. В проверке на соответствие устройств техническим условиям принимали участие и представители Заказчика, и представители главного конструктора СПРН и представители завода-изготовителя. Положительные результаты такой проверки являлись основанием для начала серийного изготовления устройств.

Главным конструктором СПРН В.Г.Репиным в 1972 году был разработан и одобрен проект комплексной системы предупреждения о ракетном нападении. Реализация этого проекта требовала ускорения изготовления и поставок ЭВМ М-10 на места эксплуатации и для командного пункта СПРН и для космической системы. Производственные мощности Загорского электромеханического завода необходимый объем поставок машин М-10 в установленные сроки обеспечить не могли. Выход из положения был найден первым заместителем Министра радиопромышленности П.С.Плешаковым, который организовал кооперацию заводов по изготовлению ЭВМ М-10. В помощь головному - Загорскому ЭМЗ подключались: Кировский приборостроительный завод, Костромской завод и Волжский завод вычислительной техники 8-го ГУ МРП, а также Гомельский радиозавод ЦНПО  «Вымпел»". Эта кооперация успешно работала и в дальнейшем (за исключением Гомельского радиозавода, который так и не освоил изготовление каркасов шкафов). Позднее, уже по инициативе руководства ЗЭМЗ к этой кооперации присоединился и Симферопольский телевизионный завод. Изготовление шло равномерно, обеспечивая поставки ЭВМ М-10 на оба объекта в соответствии с установленной очередностью (см. таблицу 2).

Комплексная стыковка экспериментального образца ЭВМ М10 завершилась демонстрацией устойчивой работы машины по функциональным тестам и проведением в ноябре 1973 года испытаний на соответствие требованиям технических условий. Это была крупная победа, подтверждающая правильность идеи научно-технических решений главного конструктора М.А.Карцева и всех разработчиков. Успешно продвигалась и отладка математического обеспечения многопроцессорной вычислительной ма­шины - первой версии операционной системы, разработанной Н.П.Ереминой и Л.И.Лобынцевой под руководством Е.В.Гливенко.

К сентябрю 1973 года завершилась поставка на объект для командного пункта СПРН всех устройств первого серийного образца машины, а уже в декабре машина в комплексе устойчиво работала по функцио­нальным тестам (разработчики тестов Б.З.Шмейлин,  В.В.Яньшин,  М.З.Бененсон, В.Д.Пинчук). Первый комплект ЭВМ М-10 из состава вычислительного комплекса 5К31 вместе с математическим обеспечением прошел испытания на соответствие требованиям технических условий в феврале 1974 года. (Протокол этих испытаний подписан 25 февраля).

Начинался новый этап - опытная эксплуатация машины. На ней велась отладка рабочих программ СПРН программистами НТЦ ЦНПО "Вымпел", отладка математического обеспечения машины программистами Филиала РТИ под руководством д.т.н. Е.В.Гливенко, стыковка с аппаратурой объекта. Одновременно шла активная работа по вводу в эксплуатацию следующих комплектов ЭВМ и объединение их в вычислительный комплекс.

На объекте работала бригада специалистов разработчиков, в состав которой входили сотрудники всех основных подразделений. Бригадой руководил Л.Я.Миллер. Большой вклад в работы внесли Б.И.Калягин, Л.Д.Баранов, В.Н.Затогина, Л.З.Либуркин, Р.А.Корнеев, А.В.Слепенков, Ф. Нурлыгаянов, И.Н.Ушаков, А.Г.Коновалов, Б.Л.Квин. Много труда и настойчивости проявили в отладке программ математического обеспечения А.Ю.Карасик, Л.Г.Натансон, Л.А. Кроль, М.И.Беляков, Е.М.Гринк­руг, В.К.Гахария, С.А.Шавловская, В.Н.Басманов. Учитывая новизну и важность разработки математического обеспечения многопроцессорной ЭВМ, А.Ю.Карасик был назначен заместителем главного конструктора.

Активное участие в работах по вводу в эксплуатацию машин и техническому обслуживанию их в процессе опытной эксплуатации принимали специалисты ГПТП И.Н.Ярыгин,  И.Н.Зайцев,   В.А.Валястов, Ю.В.Аксенов, В.Кузнецов.

Самоотверженная работа коллективов позволила к концу 1975 года вплотную подойти к завершающему этапу - Государственным испытаниям: в 1976 году в составе объекта ЭВМ М-10 и вычислительный комплекс 5К31 успешно выдержали Государственные испытания.

Так разработанная главным конструк­тором М.А.Карцевым концепция многопроцессорной структуры вычислительной системы, которая способна обеспечить одновременное (параллельное) решение  задач или отдельных частей задачи, показала свое преимущество и получила подтверждение в ЭВМ М-10.

Основные технические характеристики ЭВМ М-10, отмеченные в протоколах Государственной комиссии:

• Среднее быстродействие - 5,1 млн. оп/с.
• Общий объем внутренней памяти - 5 Мбайт.
• Оперативная память первого уровня - 0,5 Мбайт.
• Постоянная память - 0,5 Мбайт.
• Оперативная память второго  уровня - 4 Мбайта.
• Пропускная способность мультиплексного канала  - более 6 Мбайт/с.  (при одновременной работе 24 дуплексных направлений).
• Емкость буферной памяти мультиплексного  канала  -  64 Кбайт.
• Система прерывания программ - 72-канальная с пятью уровнями приоритетов.
• Обеспечивается одновременная работа 8 пользователей на восьми математических пультах.

Машина содержит две линии арифметических процессоров. За один машинный такт одновременно выполняются операции с фиксированной и плавающей запятой, а также целочисленные операции:

• над 16 парами 16-разрядных чисел,
• над 8 парами 32-разрядных чисел,
• над 4 парами 64-разрядных  чисел,
• над 2 парами 128-разрядных чисел.

Предусмотрены также векторные операции. Например, за один такт может быть произведено  вычисление скалярного произведения векторов.

Математическое обеспечение ЭВМ М-10 включает операционную систему, обеспечивающую разделение времени и оборудования, диалоговый режим одновременной отладки до 8 независимых программ и мультипрограммный режим автоматического прохождения до восьми независимых задач, систему программирования, включающую машинно-ориентированный язык АВТОКОД и проблемно-ориентированный язык АЛГОЛ-60, соответствующие трансляторы и средства отладки. Кроме того имеются: библиотека типовых и стандартных программ, диагностические программы, программы контроля функционирования (тесты).

В течение многих лет ЭВМ М-10 обладала наивысшими производительностью, емкостью внутренней памяти и пропускной способностью мультиплексного канала, достигнутыми в СССР. Впервые в мире в ней был реализован ряд новых прогрессивных решений, в том числе предусмотрена возможность синхронного комплексирования до 6 ЭВМ при прямом (минуя мультиплексный канал) обмене информацией между программами отдельных машин и динамическом разделении оборудования. В состав машины введен второй уровень внутренней памяти емкостью более 4 Мбайт с произвольным доступом, обеспечен внешний обмен с обоими уровнями внутренней памяти.

Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР группе участников создания ЭВМ М-10 присуждена Государственная премия СССР. В числе удостоенных звания лауреатов Государственной премии были: от НИИВК заместители главного конструктора Л.В Иванов,  А.Ю.Карасик,  А.А.Крупский, Л.Я.Миллер, Ю.В. Рогачев, Р.П.Шидловский, от НТЦ ЦНПО "Вымпел" Л.П.Акимов, от ЗЭМЗа А.Г.Шишилов и В.А.Мушников, от ГПТП И.Н.Ярыгин,  от  Заказчика А.В.Гармато и И.М.Саввин. Главный конструктор М.А.Карцев был награжден орденом Ленина. Высокие правительственные награды получили 118 сотрудников НИИВК. (В 1975 году Филиал РТИ был преобразован в Научно-исследовательский институт вычислительных комплексов – НИИВК).

Продолжались  работы по вводу в эксплуатацию машин М -10 и вычислительного комплекса 5Э52 на объекте А.И. Савина. Здесь особенно ответственной была работа по стыковке вычислительного комплекса с аппаратурой объекта. Разработчики устройства 5Я35 В.М.Златников, Ю.В.Кутынин, Е.Г.Катковская, А.А.Суханов, О.С.Михайлова успешно справились с этой задачей. В опытную эксплуатацию вычислительный комплекс в составе трех линеек был введен в 1977 году. Авторское сопровождение работ на объекте осуществляли Р.П.Шидловский,    Л.Д.Баранов,   Л.З.Либуркин, К.К.Соколов, А.Г.Коновалов, Ю.Б.Ракитянский.

Лауреаты Государственной премии СССР

Ведущие специалисты НИИВК

Государственные испытания в составе объекта вычислительный комплекс 5Э52 успешно прошел в 1982 году. За работу по вводу в эксплуатацию этого комплекса правительственные награды получили В.М. Златников, К.К.Соколов, А.А.Суханов. Несколько позднее для расширения возможностей космической системы в дополнение к ВК 5Э52 на объект был поставлен вычислительный комплекс 68И6 (исполнение 3). Специалисты НИИВК В.М.Златников, В.А.Новицкий, Е.И.Федоров совместно с техническим персоналом объекта, уже имеющим опыт работы на машинах М-10, всего за несколько месяцев ввели этот вычислительный комплекс в эксплуатацию.

В 1975 году, когда Филиал РТИ был преобразован в Научно-исследовательский институт вычислительных комплексов, в коллективе работало около 700 человек. Возросшая численность потребовала изменений и в структуре института.

Были образованы отделы:

• отдел 20 - руководитель к.т.н. Л.В.Иванов,
• отдел   30  - руководитель  к.т.н. А.А.Крупский,
• отдел 40 - руководитель Г.Н.Пусенков,
• отдел 50 - руководитель к.т.н. Р.П.Шидловский,
• отдел   60   -   руководитель  к.т.н. Н.Е.Геништа,
• отдел 70 -  руководитель  к.т.н. В.А.Брик,
• отдел 80 - руководитель Е.С.Шерихов,
• отдел 100 -  руководитель к.т.н. Л.Я.Миллер,
• отдел  120  -  руководитель  к.т.н. А.Ю.Карасик,
• отдел 130 - руководитель Е.И.Цибуль.

В состав научных отделов входили лаборатории, а  в  отдел 130 - конструкторские бюро.

Дальнейшим использованием ЭВМ М-10 стала разработка вычислительного комп­лекса 63И6 для радиолокационной станции «Дарьял» главного конструктора В.М.Иванцова. В состав этого комплекса дополнительно к ЭВМ М-10 включались новые уст­ройства:

• АС-1 - абонентская система,
• ДКС - диспетчер каналов связи,
• УН - устройство управления накопителями на магнитных дисках и магнитной ленте,
• 64К6 - специальное устройство соп­ряжения с аппаратурой станции,

Все эти устройства были разработаны в основном  коллективом  отдела 40 под руководством Г.Н.Пусенкова. Ведущими разработчиками были  Ю.Н.Мельник, Б.Л.Квин, Б.Л.Золоторевский, Б.И.Бочин, А.А.Латышов, А.В.Дерновой,   Н.Н.Дынин,   С.В.Егоров, А.М.Морозов,  М.Д.Чирков,  Г.П.Воронова, Э.И.Гольдрин,  В.В.Неллин, В.А.Пухлянко, В.В.Смирнов и др.

Наиболее ответственным этапом являлась работа на объекте в условиях сурового северного климата. Поистине трудовой героизм проявили разработчики аппаратуры  и  программисты,  в  том   числе А.Ю.Карасик,   Л.Я.Миллер,  Л.Д.Баранов, В.В.Смирнов, Б.Л.Квин, Б.И.Бочин, Г.П.Воронова,  А.И.Левнев,  О.Н.Бибиков, А.Ю.Кривцов Г.А.Кривошеев, Л.Е.Нестерова, Ю.В.Кутынин, В.И.Солдатов и многие другие.

В опытную эксплуатацию первая линейка ВК 63И6 вместе с математическим обеспечением была принята в 1977 году. На ней круглосуточно с 8-ми математических пультов программисты Радиотехничес­кого института и Ленинградского произ­водственно-технического предприятия (ЛПТП) вели отладку рабочих программ РЛС «Дарьял» и стыковку с аппаратурой стан­ции. В полном объеме (в составе 3-х линеек) вычислительный комплекс был введен в эксплуатацию в 1980 году. Государственные испытания ВК 63И6 проходил весной 1983 года в режиме совместной работы с радиолокационной станцией.

За разработку и ввод в эксплуатацию ВК 63И6 были награждены орденами и меда­лями СССР 44 сотрудника НИИВК.

Одновременно с работами на объектах в институте продолжались исследования по дальнейшему развитию средств вычислительной техники. Наиболее актуальными в данный момент были поиски возможностей создания новых запоминающих устройств с повышенной плотностью хранения информации. (Аппаратура внутренней памяти ЭВМ М-10 занимала около 70 процентов объема оборудования машины - 21 типовой шкаф из 31).

Исследования, проведенные   в  этом направлении, дали положительные резуль­таты. Комиссия Совета Министров СССР (ВПК) своим решением от 4.09.1974 года поддержала предложение главного конструктора М.А.Карцева о проведении разработки новых запоминающих устройств для ЭВМ М-10 с целью сокращения ее оборудования. В качестве носителей информации в оперативной памяти первого уровня (ОПМ) использовались интегральные схемы, в оперативной памяти второго уровня (БПМ) использовались термостабильные ферритовые микросердечники М104П - 2К1658 (2,4ВТ-4) размером 0,7 х 0,4 х 0,2 мм, в постоянной памяти (ППМ) использовались магнитные сердечники с диаметральными отверстиями, обеспечивающие неразрушающее считывание информации. Все новое оборудование устройств внутренней памяти разместилось в 4-х сдвоенных шкафах (вместо 10-ти  таких же шкафов ЭВМ М-10). Основными разработчиками были: по устройству ОПМ - Л.В.Иванов, В.М.Емелин, Ю.В.Горин, В.А.Лазарев,       В.Г.Антонов, Р.П.Макарова;  по  устройству  БПМ - А.А.Крупский, С.Е.Поздняков, А.Н.Агафонов, М.И.Чельдиев, Ю.БЛевин, А.П.Шадрин, С.Л.Куперман; по устройству ППМ - Р.П.Шидловский, Б.И.Слипченко, Н.И.Коренев, И.И.Вахновецкии, В.Н.Зенин, М.А Пуховицкий, С.А.Лебедев.

Общий вид ЭВМ М-10

Вычислительная машина, укомплектованная новыми запоминающими устройствами, получила название М-10М и условное обозначение в конструкторской документации - изделие 66И6.

ЭВМ М-10М стала первой вычислительной машиной, которую институт получил в свое собственное распоряжение. Доукомплектованная устройствами ДКС, АБ-1 и УН, она явилась основой моделирующего стенда института. Наличие ЭВМ с такими техническими характеристиками и объемами памяти дало возможность решить ряд крупных научных задач, разработать и отладить несколько версий операционных систем математического обеспечения, создать программы автоматизации проектирования. Сотрудники отделов 60 и 120, многие разработчики других отделов получили в свое распоряжение мощный инструмент: восемь математических пультов круглосуточно обеспечивали работу программистов в режиме разделения времени. Любые вопросы по вычислительным комплексам и их программному обеспечению, возникающие на объектах, отрабатывались на моделирующем стенде НИИВК. Для технического обслуживания МС в институте был образован специальный отдел под руководством И.Н.Ушакова - отдел 140. Много сил, умения и времени в работы по вводу моделирующего стенда НИИВК вложили В.И.Штеренберг и И.В.Зуев.

Отделу 60 (рук. Н.Е.Геништа) в начале 1977 года М.А.Карцев поставил задачу разработать на моделирующем стенде систему автоматизированного проектирования многослойных печатных плат для логи­ческих ячеек новой машины (имеется в виду ЭВМ М-13), над созданием которой в это время он уже начал работать.

Основными конструктивными требованиями к этим платам были следующие:

• габариты - 170 Х 240 мм,
• общее число слоев - 9,
• число сигнальных слоев - 4,
• число отверстий сквозной металлизации - 1500,
• шаг трассировки  - 1,25 мм.

Предъявлялись жесткие электротехнические требования к межслойным соединениям в сигнальных слоях:

• нормированное волновое сопротивление,
• отсутствие теневых проводников в смежных парах сигнальных слоев,
• ограничение по длине ряда соединений.

В 1978 году была создана и начата пробная эксплуатация первой версии САПР.  Пробная   трассировка первых  МПП (30 штук) позволила провести анализ конструкции и алгоритмов проекти­рования. В конструкцию были внесены некоторые доработки, позволившие увеличить трассировочный ресурс платы, в том числе для сильно загруженных МПП возможность введения двух дополнительных сигнальных слоев.

В процессе разработки ЭВМ М-13 было проведено более 1000 трассировок МПП логических ячеек, более 300 трассировок МПП блоков в автоматическом режиме и несколько десятков трассировок спецячеек в полуавтоматическом. Позднее была разработана и введена в эксплуатацию система автоматизированного выпуска конструкторской документации на ячейки и блоки. Обе подсистемы - по проектированию МПП и выпуску комплекта конструкторской документации были объединены в единый комплекс САПР, который эксплуатировался в институте в течение 10 лет. Основными разработчиками этой системы были Н.Е.Геништа, Р.В.Тверицкий, Л.Т.Новиков, Н.И.Кондратьева, Г.А.Бурцева и др. Сотрудниками отдела 60 были  разработаны и отлажены на моделирующем стенде системы  функциональных  и   проверочных тестов для ЭВМ и вычислительных комплексов, которые успешно эксплуатировались на объектах. Разрабатывали и внедряли эти тесты В.М.Бурцев, Б.З.Шмейлин, В.В.Яньшин, М.З.Бененсон, Л.М.Трахтенберг.

После завершения поставки машины М-10М в институт началось изготовление устройств спецвычислителя 65И6, который предназначался для работы в составе мно­гофункциональной РЛС "Дон-2НП" главного конструктора В.К.Слоки. В спецвычислителе машина М-10М использовалась в сокращенном составе (без устройств БПМ). Стыковку с РЛС обеспечивало устройство СК. Конструкторская документация на спецвычислитель, в том числе и разработка СК, выполнялись в отделе 40. В работе участвовали Г.Н.Пусенков, М.Д.Чирков В.Д.Чирков, С.В.Егоров, А.В.Дерновой А.А.Ильин, Н.Н.Дынин, В.Т.Хмелевский. Группой математиков-программистов (А.К Барыбин, А.В.Садов, В.Н.Басманов, В.М Розенберг и др.) была разработана мультипрограммная операционная система реального масштаба времени, ориентированная на оптимальное решение задач, возложенных на спецвычислитель в составе РЛС "Дон-2НП". В 1980 году спецвычислитель 65И6 в составе двух линеек выдержал проверку по ТУ и был введен в эксплуатацию совместно с операционной системой. Кроме указанных разработчиков в работах на объекте принимали участие И.Н.Ушаков, В.И.Корабчевский. Много времени там провели и программисты - разработчики операционной системы.

ЭВМ М-10М составляла основу вычислительного комплекса второй и последующих станций «Дарьял». Этому комплексу было присвоено обозначение ВК 68И6. По­скольку в этом комплексе все оборудование, кроме ЭВМ, было таким же, как в ВК 63И6, а ЭВМ М-10 и М-10М программно совместимы, ввод в эксплуатацию второй РЛС «Дарьял» с ВК 68И6 прошел достаточно гладко. Ответственным представителем института по вводу в эксплуатацию этого комплекса на объекте был В.Сайков. В работах на объекте участвовали Л.Я.Миллер, К.Бабаджанян, Б.Чубыкин. Для решения возникающих вопросов при вводе программного обеспечения на объект направлялся программист И.Б.Хазанов. Много внимания этим работам уделял Е.С.Шерихов, который в мае 1983 года был назначен главным инженером НИИВК. Ввод в эксплуатацию второго объекта с РЛС «Дарьял» был отмечен присуждением авторскому коллективу Государственной премии СССР. В числе лауреатов этой премии был и главный инженер НИИВК Е.С.Шерихов. 15 сотрудников института получили высокие правительственные награды.

Дальнейшим использованием ЭВМ М-10М в СПРН явилась разработка вычислительных комплексов 17Л6, 70И6, 76И6.

ВК 17Л6 предназначался для командного пункта комплексной СПРН (главный конструктор Б.А.Головкин) и объединял работу шести ЭВМ М-10М, доукомплектованных абонентскими системами АБ-2. Основные работы по этому комплексу выполняли специалисты отдела 40 под руководством Г.Н.Пусенкова.  Комплексную настройку  и стыковку машин на объекте в основном выполняла бригада специалистов ГПТП, которую возглавлял А.Н.Горгуль, получивший богатый опыт ввода в эксплуатацию машин М-10 на других объектах. От НИИВК по вычислительному комплексу вели работы Г.Н.Пусенков, М.Д.Чирков, В.Д.Чирков, Н.Н.Дынин, С.В.Егоров, А.В.Дерновой, В.И.Корабчевский. Здесь в опытную эксплуатацию вводилась волоконно-оптическая линия связи (исполнители И.И.Климов, Озеров).

Вычислительные комплексы 70И6 и 76И6 установлены в Научном испытательном центре (НИЦ) МО. Эти комплексы вводились в эксплуатацию в основном офицерами войсковой части, которой командовал генерал М.М.Коломиец. Среди них были  В.Н.Байбаков, А.В.Кузнецов, Н.П.Морозов, В.А.Кудряшов,  В.Г.Ященко,  О.Ф.Лысенко, В.В.Джанаев, М.А.Смовдоренко, В.Л.Правдивцев.

Вычислительные комплексы, построенные на базе ЭВМ М-10 и М-10М, составили основу вычислительной сети второго этапа развития СПРН. На схеме размещения РЛС системы предупреждения о ракетном нападении, воспроизведенной из газеты "Правда" от 1.04.1990 года показаны радиолокационные узлы с зонами их активного действия. В обработке информации этих узлов, а также космической системы обнаружения стартов ракет по факелам и командных пунктов задействовано свыше 70 вычислительных машин, разработанных коллективом НИИВК.

На всех этапах создания ЭВМ и вычислительных комплексов  -  при  разработке конструкторской документации,  при изготовлении на заводах-изготовителях и вводе в эксплуатацию на объектах - творчески, без излишнего формализма решали возникающие вопросы представители Заказчика Ю.Н.Тондрик, В.А.Кудряшов,  В.К.Калачев, А.А.Поваляев, М.М.Ляпин, Б.Зорин и др.

Одновременно с разработкой, изготовлением и вводом в эксплуатацию вычислительных комплексов в НИИВК  проводился широкий  круг  исследований  и по другим направлениям: по дальнейшему совершенствованию архитектуры и элементной базы вычислительных машин, по поиску новых конструкторских решений, по внедрению автоматизации проектирования и др.

Были исследованы возможности появившейся в то время идеи использования голографии в вычислительной технике. В НИИВК были разработаны и доведены до изготовления  макетных образцов устройства голографической памяти (авторы И.И.Климов, Р.П.Шидловский, А.Н.Кошарновский, А.Е.Тертус, А.А.Зарецкий). Этим же коллективом отрабатывались элементы построения волоконно-оптических линий связи, направленных на использование в вычислительных машинах и комплексах. Исследовались принципы создания оптоэлектронных элементов для вычислительной техники (В.В.Цветков, А.А.Комарова).

Конструкторским отделом в рамках общеминистерской темы "Единство" разрабатывались новые принципы компоновки узлов ЭВМ, направленные на повышение технологичности изготовления и надежности в эксплуатации.

Научные исследования,  направляемые М.А.Карцевым, поиски оригинальных решений при разработке машин и их устройств служили хорошей школой для постоянного роста квалификации сотрудников института. За период работы по созданию машин М4-2М, М-10, М-10М и вычислительных комплексов на их основе были успешно защищены две докторские и 31 кандидатские диссертации. Отдел научно-технической информации, возглавляемый Ю.Т.Печатниковым, организовал регулярный выпуск сборников "Вопросы радиоэлектроники" (серия ЭВТ). В них учеными, инженерами и техниками института было опубликовано около 500 научных статей по вычислительной технике и программированию. На высоком уровне была поставлена и изобретательская работа. В справке, подготовленной ведущим инженером ОНТИ И.Я.Гойхманом, отмечалось: «Изобретательская работа в институте ведется на протяжении всего его существования. НИИВК по состоянию на 1977 год имеет 774 авторских свидетельств на изобретения и 5 свидетельств на промышленные образцы. Заявки на изобретения подавались более 100 авторами. Лучшими изобретателями, оформившими заявки на изобретения по тематике института и получившие наибольшее число авторс­ких свидетельств, являются:

• Белков М.С.  - 9,
• Братальский Е.А. -24,
• Златников В.М.  - 18,
• Золоторевский Б.Л.  - 10,
• Карцев М.А.- 11,
• Катковская Е.Г.- 6,
• Крупский А.А.  - 8,
• Лушпин Л.И. - 9,
• Миллер Л.Я.  – 7…»

Кроме того, по тематике института издано  десять монографий. Среди них   фундаментальные исследования  по вычислительной технике: "Арифметика  цифровых  машин"  (М.А.Карцев), "Архитектура цифровых вычислительных машин" (М.А.Карцев), "Вычислительные системы  и синхронная   арифметика" (М.А.Карцев, В.А.Брик) и др.

Решением Высшей аттестационной комиссии СССР (ВАК) в институте был образован совет по рассмотрению диссертаций с правом присвоения соискателям ученой степени кандидата технических наук.

М.А.Карцев стремился обеспечить доступ к использованию ЭВМ М-10 и  М-10М широкого  круга  ученых и программистов. Он понимал, что эти машины могут принести огромную пользу в научных исследованиях при выполнении наиболее сложных научно-технических расчетов, которые в то время не могли быть выполнены ни на одной отечественной машине не только из-за более низкого быстродействия, но и из-за значительно меньшей емкости внутренней памяти. Он добился разрешения на публикацию материалов об ЭВМ М-10, активно способствовал установлению связей с организациями, нуждавшимися в высокопроизводительной технике, в том числе и с институтами АН СССР. По его инициативе на машине М-10М моделирующего стенда НИИВК были проведены особо сложные научные расчеты: по механике сплошной среды (в 40-45 раз быстрее, чем на БЭСМ-6 для вариантов программы, размещающейся в ОЗУ БЭСМ-6, и в сотни раз быстрее для реальных вариантов). Впервые в мире на модели получены данные по явлению коллапса в плазме, чего не удалось сделать на СДС-7600 в США. Часть этих результатов опубликована в докладах АН СССР (т. 245, 1979, №2, с. 309-312), в трудах ХУ международной конференции по явлениям в ионизированных газах (Минск, июль 1981 го­да), доложена на европейской конференции в Москве осенью 1981 года.

По оценкам Института прикладной математики АН СССР быстродействие ЭВМ М-10 на  64-разрядном   формате   превосходит БЭСМ-6 (48 разрядов) в 3,6 - 4,6 раза, ЭВМ ЕС-1060 - в  3 - 5,6  раза,  ЭВМ  "Эльбрус 1-1" (48 разрядов) - в 2,4 раза.

Как значительное научное и техническое достижение отмечалось специалистами по вычислительной технике  в  нашей стране  и  за  рубежом  архитектура  ЭВМ М-10, ориентированная на распараллеливание вычислений при решении крупных задач. В сборнике "Вопросы радиоэлектроники"  (Серия  ЭВТ,  1993,  вып.2,   с.16) Б.А.Головкин - главный конструктор систем, информация которых обрабатывалась на машинах М-10 и М-10М в составе вычислительных комплексов 5К31 и 17Л6, о концепции машины М-10 писал:   «... М.А.Карцевым предложена, насколько можно судить - впервые в мире, концепция полностью параллельной вычислительной системы - с распараллеливанием на всех четырех уровнях (программ, команд, данных, слов) и, что очень важно, эта концепция реализована в виде созданных на базе ЭВМ М-10 вычислительных комплексов.

Вклад параллельной архитектуры в повышение производительности оказался столь весомым, что при большой длительности машинного такта в 1,9 мкс (из-за несовершенной элементной базы) производительность ЭВМ М-10 на госиспытаниях оказалась 5,1 млн. оп/с. (в пиках значительно выше). ЭВМ М-10 вплоть до развертывания МВК «Эльбрус» оставалась наиболее мощной отечественной ЭВМ».

В журнале «Computer» в 1988 году (т.21, №9, с.32-41) в статье «Советские высокопроизводительные ЭВМ» П.Уолкотт и С.И.Гудмен пишут «ЭВМ М-10 выгодно отличается своей способностью осуществлять параллельную обработку данных различных форматов за счет динамической реконфигурации процессорного комплекса, которая имеет своей целью приведение системы в соответствие с требованиями, предъявляемыми форматом тех данных, которые обрабатываются в данный момент времени» .

В газете «Computer World, USSR» (№6-7, 1991, с.5) была дана следующая оценка ЭВМ М-10: «Апофеозом ... советской информатики стало создание мощного 64-разрядного векторно-конвейерного суперкомпьютера М-10...».

Из книги Вычислительная техника от М-1 до М-13. (1950 - 1991). 1998 г.