1962
Г.С. Смирнов
В 1962 году основным направлением моей работы было проектирование модуля оперативной памяти с полупроводниковым обрамлением ферритового куба со схемой выбора 3D,4W. По информационной ёмкости он не должен был уступать серийным модулям памяти У-400 и У-401. Апробированная нами приведённая на рисунке схема коммутации координатных импульсов тока представлялась предпочтительной как для значений m=8, z=8, так и для m=8 z=16. В качестве ключей напряжения К1 и К2 были выбраны разработанные с участием А.А. Михайлова модули М-1 и М-2 на транзисторах П-605 и серийных импульсных трансформаторах И-114. Диоды – кремниевые Д219А. Для модулей памяти с участием И.Ф. Кручинина был разработан канал считывания с входным дифференциальным усилителем. Он реализован на модулях М-3 и М-4.
Одна из встреч с Б.И. Рамеевым во внеслужебной обстановке.
По заданию Б.И. Рамеева я привёз из МИФИ чертежи, среди них лист с известным мне графическим расчётом триггера на лампе 6Н8С. Они понадобились ему для доклада на Учёном совете в ИТМ и ВТ. По совокупности выполненных работ Учёный совет присвоил Б.И. Рамееву учёную степень доктора технических наук. Это событие отметили в НИИУВМ и в узком кругу, на квартире Б.И. Рамеева. Среди пригашённых были А.Н. Невский, В.И. Мухин и автор этих строк.
Однажды, без каких-либо пояснений Б.И. Рамеев дал мне задание подготовить предложения по разработке модулей ферритовой памяти для новых машин, не ограничиваясь возможностями лаборатории. Мои предложения отображены на нижеследующей копии планшета. 10 устройств из них Башир Искандарович выделил как первоочередные для разработок.
После этого нам стало известно ранее не афишировавшееся намерение Б.И. Рамеева разработать не запланированный аналог ЭВМ “Урал-4” на полупроводниковых элементах, а ряд полупроводниковых машин «Урал». Назначение и ожидавшиеся характеристики новых машин приведены в таблице, переданной мне главным конструктором.
Состав предлагавшихся машин “Урал-11” показан на копии фрагмента планшета, подготовленного Б.И. Рамеевым.
На следующем фрагменте планшета показан состав более сложной ЭВМ “Урал-12”.
Предлагаемый состав машины с наибольшей скоростью счёта показан на нижеследующем фрагменте.
Среди новых машин с увеличенной до 48 бит разрядностью слов “Урал-14” и наиболее сложная по составу “Урал-15”.
Главным конструктором для ряда машин “Урал” предлагалось разработать базовый набор устройств, перечень которых приводится ниже.
Сотрудники коллектива А.Н. Невского на демонстрации.
На майской демонстрации сотрудницы лаборатории МОЗУ.
В этом году в отделе А.Н. Невского на трехстах тридцати логических модулях комплекса “Урал-10” был испытан госкомиссией макет арифметического устройства, по результатам испытаний макета комплекс был рекомендован к производству. Одновременно с этим в отделе проводилась апробация комплекса узлов и элементов “Урал-10”.
Для оперативной памяти ёмкостью до 64К слов мною было принято решение о мультимодульном её построении, в связи с чем пришлось отказаться от внутримодульных схем обеспечения автономной проверки. После этого на базе типовых узлов и элементов комплекса мною с участием В.А. Соколова было разработано устройство У-725 для динамического автоматизированного контроля ферритовых модулей с циклом работы порядка 10 мксек при автономной наладке и испытаниях. Трассировку связей в печатных платах ТЭЗов устройства выполнили в КБ отдела вручную. Наладку выполнил В.А. Соколов без каких-либо затруднений.
В Пензенском НИИЭМП Э.Н. Смирнов, В.Г. Чубаров и М.И. Голубев завершили ОКР по запоминающим сердечникам С-1. Разработчики передали нам, в НИИУВМ, и Кузнецкому заводу ферритов (директор В.И. Медведев) по одному автомату АКФ-62 для сортировки сердечников по импульсным параметрам. В это же время на Кузнецком заводе начали осваивать производство прессованных рамок для матриц ёмкостью 1024 бита. Эти рамки мы с Г.И. Нефедовым стали использовать в своих элементарных матрицах МЭ-4, заменивших первоначально спроектированные матрицы МЭ-3 той же ёмкости. Таким образом, в 1962 году удалось завершить подготовку к промышленному производству модулей ферритовой памяти для новых машин “Урал”.
В моей лаборатории продолжались исследовательские работы по всем названным в планшете памяти направлениям. Первенцем же среди всех устройств ряда полупроводниковых машин “Урал” стал созданный мною в этом году с участием А.А. Михайлова, И.Ф. Кручинина, Г.И. Нефедова, Ю.Э. Саксонова, В.П. Сафронова, И.Т. Шульпина, К.Е. Юренкова и других модуль оперативной памяти У-450. Он был выполнен на модулях М-1 .. М-7, А-1, Б-1, Д-1 и Е-1. Не без гордости отмечу: в нём всего 6 типов ТЭЗов. Они универсальны: их можно использовать при построении и других модулей памяти.
Принял решение поместить ферритовый куб в термостат с подогревом до 45 градусов. Порадовали результаты проверки с использованием устройства контроля У-725 работоспособности модуля У-450: с завидной устойчивостью он работал и при отклонениях на 10 % от номинальных значений напряжений питания и токов возбуждения. Разработанная и реализованная нами схемотехника обеспечивала возможность построения мультимодульной системы памяти с количеством в ней модулей У-450 до 8.
В этот год Б.И. Рамеев уделял повышенное внимание построению надёжного накопителя на магнитной ленте, основного хранилища данных в машине. Результаты разработки НМЛ показаны на копии планшета.
Разработка устройства У-445 с лентопротяжными механизмами (ЛПМ) и соответствующего контроллера У-435 выполнялась под руководством начальника лаборатории ВЗУ А.Г. Калмыкова. В работе участвовали А.И. Елатонцев, Н.А. Горшкова, Л.Т. Меднова и другие.
Тип магнитной ленты – 6Д, ширина 25,4 мм. Запись на ленту (с дублированием) 14-ю головками (по 7 каналам) – по двум уровням без промежутка, чтение – 14-ю головками (по 7 каналам). Ёмкость устройства У-445 – до 40 млн. бит, в системе – до 8 устройств У-445 с одним У-435.
В автономном режиме устройством У-435 обеспечивался контроль качества ферромагнитного покрытия ленты, разметка ленты, проверка правильности разметки, однократная или многократная операция запись-чтение, однократная или многократная операция чтения, предварительный поиск зоны и точный поиск зоны (128, 256, 512 или 1024 24-разрядных чисел). Для контроля записи-чтения использована выбранная Б.И. Рамеевым проверка по методу «3 из 6». Связь с машиной параллельно-последовательная шириною 4 бита.
УстройствоУ-445 выполнено по симметричной карманно-бобинной схеме, в её отладке участвовал В.И. Мухин. Записанные данные читались на любом ЛПМ. В автономном режиме по сигналам с панели управления оно обеспечивало движение ленты, запись кода «1» или «0», предварительный поиск зоны, чтение информации с ленты.
В отделе Е.Б. Рассказова завершались работы по применению ламповых машин “Урал” в системе автоматизации банковских операций Ведущим разработчиком был Е.Н. Павлов. Разработчики системы неотвратимо приближались к необходимости перехода на более надёжные машины, которыми могли бы стать новые “Уралы”. И Б.И. Рамеев предложил Е.Б. Рассказову подключиться к разработке периферийных устройств для полупроводниковых машин “Урал”. Это приближало бы построение и новой системы “Банк”, и моделей ряда полупроводниковых машин “Урал”. Предложение было принято.
В числе первых разрабатываемых периферийных устройств стало АЦПУ У-545. Ведущим разработчиком устройства Е.Б. Рассказов назначил Н.Т. Петрунина. По заданию главного конструктора “Уралов” предполагалось печатать на строке 128 символов из набора 80 алфавитных, цифровых и специальных знаков. 12 дополнительных знаков можно было печатать с наложением одного знака типового набора на другой, как это делалось на машинах “Урал-3” и “Урал-4”. Печатающий механизм заимствован с серийного устройства У-544. Скорость печати увеличили до 400 строк/мин.
Структурная схема поясняет построение устройства У-545.
В устройстве использовался комплекс узлов и элементов “Урал-10” и специальные модули М-1 … М-9.
Основным устройством ввода в новые “Уралы” должно было стать устройство У-215, считывающее с 45- или 80-колонных перфокарт со скоростью 700 карт/мин и передающее в машину информацию в виде 24-битовых слов. Считывание – поколонно или построчно, без контроля или с контролем по коду “3 из 6”, без перекодировки или с перекодировкой в восьмерично-двоичный, или шестнадцатеричный, или в десятично-двоичный код. Ведущим разработчиком устройства стал А.Ф. Макеев.
Мне было поручено Б.И. Рамеевым курировать эти две разработки: обеспечить разработку и изготовление для буферных накопителей этих устройств матриц МЭ-5 и МЭ-6 на ферритовых сердечниках С-1, консультировать по применению модулей М-1…М-7 в схемах обрамления ферритовых кубов, пояснить принцип работы “уральского” АЦПУ.
Отдел пополняли молодыми специалистами из местного политехнического института. Среди них был и Е.Л. Абрамов, которому поручили разрабатывать устройство У-525 для перфорации карт из шины с помощью итогового позиционного перфоратора ПИ80-М. По замыслу главного конструктора “Уралов” устройство должно было получать выводимые из машины 24-битовые слова, формировать строку на 80 каналов и наносить её на перфокарту в виде пробивок. Схемы контроля должны были обеспечивать проверку правильности перфорирования и контроль работы перфоратора. Скорость перфорации – до 120 карт/мин. Предусматривался и автономный режим работы с целью обеспечения наладочных работ. Принятые разработчиком решения поясняет схема.
Устройство У-105 для подготовки перфокарт было поручено разработать В.Ф. Куничкину. Оно должно перфорировать стандартную 80-колонную карту согласно информации, набираемой на алфавитно-цифровой клавиатуре, показанной ниже.
Устройство У-145 для контроля перфокарт разрабатывал Н.Ф. Атапин. Устройство позволяло печатать отперфорированные символы.
Разработка устройства У-225 для считывания массивов информации с телеграфной ленты с 5 информационными дорожками (шириною В=17,5 мм), или с 6, или с 7 дорожками (В=22,5 мм), или с 8 дорожками (В=25 мм) с помощью фотосчитывающего механизма ФСМ-3 была поручена молодому специалисту Э.Г. Казарову. Длина бумажной ленты – 180 м. Скорость считывания – до 1000 строк/мин. В устройстве предусматривался контроль по коду “3 из 6”. Схема поясняет принятые разработчиками решения.
По замыслу Б.И. Рамеева в этом же отделе должны были разрабатывать устройство У-535 для перфорирования поступающей по 8 каналам из машины информации с помощью любого из двух механизмов ПЛ-20-2 бумажных лент. Ленты – стандартные, телеграфные, шириною 17,5, или 22,5, или 25 мм. Заданная скорость – до 20 строк/сек. Контроль работы перфоратора – сравнением поступившей на вход информации со считанной с отперфорированных отверстий.
Главным конструктором машин “Урал” была задана разработка устройства У-230, которое должно было обеспечивать ввод в машину информации, нанесенной на бумажную ленту (В=17,5 мм или 22,5 мм) в виде отверстий и вывод информации из машины на электрифицированную пишущую машинку. Считывающий механизм – ФСУ-1. Скорость считывания – до 200 строк/мин. Для печати – приём информации шириною 8 бит. Скорость печати – до 8 символов/сек. из набора 92 символов. Предусматривалась возможность считывания без контроля и перекодировки или с контролем по коду “3 из 6” и перекодировкой в шестнадцатерично-двоичный код. Предполагалось, что это устройство будет создано Калужским контрагентом темы “Банк”.
В лаборатории Е.Н. Павлова, продолжавшей работы по теме “Банк”, разработка периферийных устройств ряда машин “Урал” стала доминирующей. Разработчики приобретали бесценный опыт проектирования вычислительных средств на новейшей элементной базе.
В поле зрения Б.И. Рамеева находилась и другая проводившаяся в отделе Е.Б. Рассказова работа (МСАРТЭП). Её участники А.В. Алешкина, Л.Я. Булахтина, К.К. Буряченко, А.Э. Тегель, Ю.В. Троценко, В.В. Шепелев и другие. В феврале же 1962 года в лаборатории К.А. Нетребенко был разработан макет электронного кодирующего потенциометра ЭПК-09, предназначенного для опроса датчиков и преобразования данных в цифровую форму. В таком виде данные стали вводить в ЭВМ “Урал-2”, в которой они обрабатывались и использовались для автоматизированного расчёта технико-экономических показателей производства аммиака на химическом комбинате. В декабре в Новомосковске успешно провели испытания вычислительной части системы. Это был первый случай использования на предприятии универсальной ЭВМ “Урал-2” для управления производственным процессом.
Б.И. Рамеев решил развить полученный опыт в рамках проектировавшегося ряда новых машин “Урал”. Он ввёл в проект устройства У-250 и У-252 (коммутаторы с АЦП) и устройства У-570 и У-572 (коммутаторы с ЦАП). Их предполагалось включить в состав управляющих вычислительных машин “Урал-11В”, “Урал-12Б” и “Урал-13Б”, пользователи могли бы включать их и в другие ЭВМ.
В отделе А.К. Щенникова продолжались работы по поверке и ремонту измерительных приборов. Разработку нестандартной контрольно-измерительной аппаратуры вёл начальник лаборатории В.Г. Желнов. Разработанный под его руководством прибор ИУИТ-1 позволил нам, разработчикам ферритовой памяти, контролировать на осциллографе импульсы тока в шинах возбуждения ферритового куба: в приборе удалось свести к минимуму влияние высоких импульсных потенциалов.
По заданию Б.И. Рамеева в лаборатории В.Г. Желнова начали разработку высокопроизводительного стенда С-1 для проверки статических и динамических параметров логических модулей “Урала-10”: ожидаемый объём производства модулей был свыше 1 млн. штук. В работе участвовали выпускники Пензенского политехнического института электрики В.Т. Андрюшаев, А.В. Гальченко и Б.М. Кисин, конструкторы Л.С. Елатонцева и другие. Динамические параметры решили проверять с помощью электронно-лучевого индикатора.
В лаборатории В.К. Елисеева успешно освоили разработку полупроводниковых блоков стабилизированного питания для новых машин. В блоках питания применили магнитные усилители, благодаря чему удалось выполнить требование Б.И. Рамеева по обеспечению надёжной работы блоков питания в сети с напряжением 220 В +10% и -15%. Типовой блок питания П1 (позже П11/П11В/П13/П13В) обеспечивал выработку уровней напряжения -30В, -6,3В и +6,3В для комплекса логических элементов.
Для питания модулей ферритовой памяти потребовались дополнительные уровни напряжения -60В, -10В. Мои исходные данные в части качества стабилизации выходного напряжения -60В показались исполнителю не реализуемыми, пришлось их основательно обосновывать и несколько корректировать в сторону ослабления. Созданный для нас блок питания П6 безупречно работал в модулях ферритовой памяти У-450 и других.
В лаборатории появилось желание участвовать и в других престижных тогда “уральских” разработках. Б.И. Рамеев предложил В.К. Елисееву разработать устройства У-250 и У-570. Для ознакомления с промышленными датчиками, которые можно было бы подключать к этим устройствам, В.К. Елисеев был командирован в ВНИИЭМ, на Московский завод им. Орджоникидзе и на другие предприятия. Совместно с Б.И. Рамеевым полученные сведения были проанализированы, обобщены и учтены при составлении технических заданий на разработку этих устройств.
По утверждённому главным конструктором заданию устройство У-250 предназначалось для ввода в ЭВМ типа “Урал” непрерывных величин (сигналов напряжения и тока), а также для ввода двухпозиционных сигналов постоянного тока. Оно должно размещаться в шкафу Ш-1. Входные непрерывные сигналы напряжения могли изменяться в пределах от 0 В до -10,23 В, тока – от 0 до 5,115 мА при скорости изменения сигнала не более 10В/сек. Они должны были преобразовываться в 10-разрядный двоичный код в течение менее чем 1 мс. Количество каналов ввода непрерывных величин – до 128, скорость коммутации – до 1000 каналов/сек. В составе устройства должно быть 10 12-разрядных каналов для ввода сигналов с уровнями напряжения элементов комплекса “Урал-10”.
Разработку устройства У-250 вели В.К. Елисеев и В.С. Мандров.
Устройство У-570 в типовом шкафу Ш-1 предназначалось для преобразования 8-битового кода и выдачи его в виде непрерывных сигналов постоянного тока, а также для выдачи двухпозиционных сигналов управления из ЭВМ “Урал”. В устройстве должны быть два преобразователя дискретных величин в непрерывное (ЦАП) напряжение постоянного тока от 0 до -10,24 В с запоминанием выходного напряжения на неограниченное время. Третий преобразователь (без запоминания выходных сигналов) должен быть с коммутатором на 15 выходов. Выходные сигналы с этого коммутатора в виде отрицательных импульсов напряжения по частоте (от 0 до 2 кГц) и длительности (>250 мксек) должны управляться от ЭВМ. Время преобразования – не более 250 мксек по любому каналу. Допустимая погрешность – до 0,4 %. В устройстве должно быть 10 12-битовых каналов для выдачи управляющих сигналов комплекса “Урал-10”.
Разработку устройства У-570 вели В.К. Елисеев, Е.Л. Карганов, Г.Н. Левин, Г.И. Николенко, Л.С. Наседкина и О.И. Савин.
Во время разработки этих устройств В.К. Елисеев получил два авторских свидетельства на изобретение оригинальных схем аналого-цифровых преобразователей.
Разработку устройств У-252 и У-572 некому было начинать.
Введение в комплект машины “Урал-11” устройств У-250 и У-570 переводило универсальную машину в класс управляющих машин широкого применения с общепризнанной в последующем структурой. Для адаптации к частным случаям использования такой машины главным конструктором машин “Урал” предусматривалась “зашивка” управляющей программы и констант пользователя в односторонний ферритовый модуль памяти типа У-475, или У-476, или У-477, разработка которых была предусмотрена проектом. Её предполагалось выполнить в руководимой мною лаборатории МОЗУ.
В отделе Н.С. Николаева доминировал несколько иной подход к построению управляющих ЭВМ.
Создавались узкоспециализированные УВМ. Основная ставка делалась на использовании феррит-диодных элементов, которые позволяли создавать весьма небыстрые, но, по выражению Николаева, “надёжные, кувалдо-устойчивые” изделия. По договору с ЦНИИ МПС на таких элементах разрабатывали систему определения ходовых свойств железнодорожных вагонов (тема ОСВ). В разработке участвовали П.Я. Пуханов, И.В. Романчев, В.Г. Погодин, В.А. Коптилин, К.Г. Борисов, Л.Д. Шумский, О.Е. Кроник и другие. О.Е. Кроник обеспечивала тесное сотрудничество отдела со всеми службами предприятия.
Оригинальность решений разработчиков подтверждает полученное ими авторское свидетельство об изобретении. Информация от метеорологических датчиков и измерителей скорости движения вагона фиксировалась в памяти системы и позже вместе с некоторыми вводимыми оператором постоянными значениями выводились на перфорированную ленту, которая далее обрабатывалась на вычислительной машине типа “Урал”, например. Это была одна из немногих точек соприкосновения разработок Н.С. Николаева с “уральскими” машинами. С этим коллективом активно сотрудничали и математики отдела Н.М. Конопли.
В первом ряду – В. Чургель, Н. Конопля, Н. Полгородник, А. Барышев, Р. Вешнякова, В. Глебова, Л. Рудштейн, В. Муромская, во втором ряду – Л. Козус, Н. Курамшина, В. Покатило, Е. Айзенберг, С. Хвесько, В. Денисова, А.Лазарева, Е. Савкина, … , В. Алтунина, Г. Акимова. Математики выполняли работы по заявкам и других отделов.
В этом же году отдел Н.С. Николаева получил задание на проектирование “Строителя”, крупной системы автоматизированного управления складами и перевозкой строительных конструкций в Москве. В разработке предусматривалось участие предприятий Главмосстроя, Государственного комитета по радиоэлектронике и предприятий связи. Научное сопровождение разработки системы было возложено на сотрудников НИИ Мосстроя А.А. Каширского и Ю.Н. Бирина, руководителем разработки технических средств системы назначили Н.С. Николаева.
В контуре управления системы должны были находиться многочисленные строительные объекты, базы, заводы, диспетчерские пункты, связанные с центром обработки информации, в котором вычислительный комплекс из нескольких машин выполнял бы планирование работ всего строительного конвейера и оперативный контроль выполнения графиков и планов в реальном масштабе времени.
В тех условиях разработка такой сложной системы с большим объёмом перерабатываемой информации с неизбежностью вела к использованию полупроводниковых «Уралов». При разработке проекта ряда машин «Урал» Б.И. Рамеев предусмотрел возможность решения подобных задач путем построения вычислительных комплексов, состоящих их нескольких ЭВМ ряда. Их состав и организация могли быть ориентированы на повышение надёжности или производительности.
На предприятии готовились тома проекта ряда машин «Урал» второго поколения в лабораториях и в конструкторских бюро.
Из книги Рамеевская школа конструирования ЭВМ. История разработок в фотографиях
