1963
Г.С. Смирнов
В начале 1963 года завершалось изложение в 5 томах проекта ряда полупроводниковых машин “Урал”: элементы, узлы и блоки; устройства; машины; системы передачи дискретной информации по линиям связи, материалы по стоимости и трудоёмкости изготовления изделий. Сбор материалов для проекта и предварительный их просмотр выполнял А.Н. Невский, после материалы передавались Б.И. Рамееву, который их тщательно анализировал, исправлял и дополнял. Материалы лаборатории А.С. Горшкова, изложенные на нескольких листках, вызвали возмущение Б.И. Рамеева, высказанное А.Н. Невскому в моём присутствии. Эти листки, по выражению Башира Искандаровича, “не оправдывают финансовых затрат, вложенных в разработку проекта”. Материал доработали.
В итоге же – получился прекрасный новаторский проект.
21 и 22 мая 1963 года с участием директора института В.А. Шумова, главного конструктора машин “Урал” Б.И. Рамеева, заместителей главного конструктора А.Н. Невского, Г.С. Смирнова, В.И. Мухина, разработчиков А.Г. Калмыкова, А.И. Барышева, В.И. Буркова, представителей 8-го Главка и его организаций Координационный междуведомственный Научно-технический совет Госкомитета по радиоэлектронике рассмотрел и одобрил проект ряда полупроводниковых машин “Урал”. Первоочередными в разработке должны были стать 24-разрядный “Урал-11” и 48-разрядный “Урал-14”. Было предложено подключить к разработке машин НИИ ГКРЭ и КБ заводов совнархозов СССР с тем, чтобы начать серийное производство новых машин в 1964-1965 годах.
Создание таких машин открывало путь к появлению более мощных машин “Урал-12” и “Урал-15”. У этих машин есть общее новое свойство: обработка данных с переменным полем длины. Такая возможность в то время признавалась полезной для повышения эффективности обработки алфавитно-цифровой информации и для более полного использования памяти машины. С полями переменной длины уже работали машины первого поколения IBM-604 и IBM-705, а также машины второго поколения малая массовая IBM-1401 и сложнейшая IBM-7030. Предложения по реализации такого принципа в машинах “Урал” второго поколения готовили в лаборатории процессоров А.С. Горшкова.
Б.И. Рамеевым в качестве первоочередной была выделена разработка устройств 24-разрядного “Урала-11”. Это соответствовало давней его установке: идти от простого к более сложному Круг разработчиков существенно расширили: лабораторию О.Ф. Лобова подключили к разработке арифметического устройства, лабораторию В.И. Мухина – к разработке пульта управления. В лаборатории А.С. Горшкова осталась разработка устройства управления.
В это время в лаборатории А.Г. Калмыкова продолжали работы по испытаниям и определению показателей надёжности работы НМЛ.
В лаборатории ферритовой памяти молодые специалисты К.Е. Юренков и Л.С. Елатонцева создали для ферритового куба новый блок управления термостатом, в который ввели режим ускоренного подхода к номинальной температуре. Молодые специалисты А.А. Датриев, Ю.Э Саксонов, В.П. Сафронов и В.Ф. Юсупов вели испытания модулей схем обрамления ферритового куба. В результате этого пришлось перейти на ниобиевые конденсаторы и на переменные резисторы ПП3-43, обеспечивавшие более плавную регулировку порога срабатывания амплитудного дискриминатора в канале считывания.
Б.И. Рамеев поддержал моё решение разработать модуль оперативной ферритовой памяти У-451 ёмкостью 8192х26 бит на базе матриц МЭ-4, модулей М-1 … М-7 и комплекса узлов и блоков “Урал-10” в габаритах шкафа Ш-2.
В разрядной плоскости мы с Г.И. Нефедовым использовали 8 матриц МЭ-4, в ферритовом кубе – 26 плоскостей с МЭ-4 и диодный дешифратор. В лаборатории вели сортировку сердечников С-1 на автомате АКФ-62, вязку матриц и проверку их областей устойчивой работы на созданном с участием А.И. Гневшева стенде СПМ-3. Директор В.А. Шумов контролировал с моим участием освоение производства сердечников С-1 в Кузнецке и их поставку нам.
Доработка схем модуля У-450 до модуля У-451 мною выполнена с участием А.А. Михайлова, он же наладил опытный образец У-451. Испытания работоспособности с помощью устройства У-725 при отклонении токов возбуждения в кубе от номинальных значений на +10% и -10% завершились успешно. В этом году устройство проверялось на динамических тестах в течение многих дней. Результаты превосходили наши ожидания! Теперь на устройствах У-451 мы могли реализовать мультимодульную систему с информационной ёмкостью до 66536 слов с временем выборки 6 мксек при времени цикла 9 мксек.
Б.И. Рамеев планировал широко использовать одностороннюю память в новых машинах. Моё первоначальное намерение разработать устройства У-475, У-476 и У-477 с информационной ёмкостью от 4096х26 до 16384х26 бит изменилось: решил разрабатывать один модуль односторонней памяти У-479 ёмкостью 8192х26 бит с 1-8 сменными информационными блоками ёмкостью 1024х26 бит.
Была выбрана известная и апробированная к тому времени схема запоминания трансформаторного типа с линейным выбором. В качестве запоминающих элементов были выбраны магнитные кольцевые сердечники с непрямоугольной петлей гистерезиса. В информационном блоке запоминающие сердечники прошивались по принципу “пара запоминающих сердечников – один разряд”: один сердечник использовался для запоминания «1», другой – для запоминания «0». Благодаря такому решению была достигнута независимость нагрузки возбуждающих схем устройства от прошитой информации.
В сменном информационном блоке одновременно возбуждались запоминающие сердечники 8 слов, выделение сигналов адресованного слова выполнялось на входе канала считывания.
В сменный блок для наладки и испытания устройства “зашили” информацию “полуслово равно адресу и равно полуслову”.
Устройство проектировалось как конструктивно и функционально законченный модуль, реализуемый на базе узлов и элементов комплекса “Урал-10”. В устройство введены схемы для автономной наладки и проверки.
Реализованный интерфейс устройства идентичен интерфейсу модулей оперативной ферритовой памяти У-451. Основной разработчик – В.А. Соколов, участники разработки Б.Н. Лядов, Х.В. Гольберг и другие. На проведённых лабораторных испытаниях с использованием устройства автоматизированного контроля У-725 была подтверждена высоконадёжная работа модуля У-479 при цикле обращения до 6 мкс.
В 1963 году наш НИИУВМ передал на Пензенский завод САМ и на Волжский завод РТЭ документацию на комплекс логических элементов “Урал-10”. В августе В.Г. Желнов завершил разработку стенда С-1. Разработка была высоко оценена, документация передана заводам. Можно было начинать массовое производство элементов и узлов “Урала-10”.
Для крупносерийного производства модулей ферритовой памяти надо было обеспечить массовое производство ферритовых сердечников С-1, единственный автомат АКФ-62 в Кузнецке не мог справиться с такой программой. Завод самостоятельно эту задачу не решал. Тогда Б.И. Рамеев подключил освободившийся коллектив В.Г. Желнова к разработке нового автомата У-700 на базе затоваренных манипуляторов Московского завода САМ. По моему техническому заданию автомат должен был сортировать ферритовые сердечники С-1 при повышенной рабочей температуре по методу сравнения с эталонным. Отбор первичных, вторичных и рабочих эталонных сердечников из числа поступавших с завода выполнил Г.И. Нефедов.
В.Г. Желнов разработал автомат с участием В.Т. Андрюшаева, А.В. Гальченко, Б.М. Кисина, П.М. Краснова, А.В. Малышева, В.С. Сергеева и других.
В 1963 году в отделе Н.С. Николаева началось проектирование большого специализированного вычислительного комплекса “Строитель” на базе выполняемых в институте разработок средств вычислительной техники второго поколения.
У Б.И. Рамеева был богатый опыт разработок машин в короткие сроки: малую машину “Урал-1” разработали за полтора года, более сложную “Урал-2” разработали и изготовили в течение одного года. Вполне оправданными были ожидания завершения разработки новой малой машины “Урал-11” в 1963 году. И первые обнадёживающие результаты были получены: был готов комплекс узлов и элементов “Урал-10”, устойчиво работали модули ферритовой памяти У-450, У-451 и устройство памяти на магнитной ленте У-435 и У-445.
На критическом пути разработки машины оказалась разработка устройства управления в лаборатории А.С. Горшкова, работу которой контролировал А.Н. Невский.
Разработку системы команд вёл В.И. Бурков с участием А.С. Горшкова, Ю.В. Пинигина, О.Ф. Лобова и В.И. Мухина. Была предложена показанная ниже структура команд.
Первое изложение разработанной В.И. Бурковым системы команд – в Инструкции по программированию ПС0 170 001И (редакция 1965 г).
Разработчиками процессора было предложено много новинок. Предлагалось использовать программу-диспетчер, которая была бы неотъемлемой частью управления машиной, в оперативной памяти – деление на массивы слов. Внутри массивов вводилась относительная адресация. Схемами устройства управления с помощью индексных регистров вычислялись относительный адрес ячейки и номер разряда ячейки, начиная с которого находится адресуемое слово, имеющее длину, меньшую 24 бит. Индексные регистры реализовывались в виде ячеек ферритовой памяти.
Базисные регистры ввели для хранения управляющих слов, используемых для пересчёта относительных адресов команд в действительные. Регистры реализовывались в виде ячеек ферритовой памяти, доступ к которым мог выполняться только по командам программы-диспетчера.
Разработчики стремились обеспечить возможность одновременной работы нескольких устройств ввода-вывода, НМЛ и процессора. Ими разрабатывалась система прерываний, работа с использованием приостановок.
Разработка системы команд предопределяла разработку пульта управления в лаборатории В.И. Мухина и арифметического устройства в лаборатории О.Ф. Лобова. Разрабатывавшаяся укрупнённая функциональная схема АУ показана ниже.
Новыми компонентами АУ стали схемы контроля “по модулю 3” и схемы сборки слова, появившиеся из-за необходимости работы со словами переменной длины. В регистрах АУРГ1 и АУРГ7 – результат ранее выполненной операции.
На пульте управления У-630 ввели клавиши ввода действительного адреса ячейки ферритовой памяти, начального относительного адреса массива, относительного адреса в массиве, номера массива, клавиши ввода команды и слова, клавиши блокировки обращения к НМЛ, указатели вызова на индикаторный регистр и прочие. На панели сигнализации – индикаторный регистр, индикаторы АУРГ1, сигналов ошибок, сигналов готовности к работе и обращения для 24 устройств ввода-вывода, сигналов о работе до 8 НМЛ. На пульт предложили поместить оперативную пишущую машинку Supermetall.
В процессоре оказалось очень много типов ТЭЗов. Это приводило к большим затратам времени при подготовке документации для производства ТЭЗов. О ходе работ по процессору заместитель главного конструктора ЭВМ “Урал” А.Н. Невский информировал Б.И. Рамеева.
Время шло. Наметился срыв директивных сроков завершения разработки машины. Главк стал торопить институт. Б.И. Рамеев вынужден был оправдываться, расстраивался, а своё отношение к задержке высказал А.Н. Невскому при мне в нехарактерных для него весьма резких выражениях.
Но чем дальше продвигалась разработка «Урала», тем дальше она уходила от представления главного конструктора о малой машине “уральского” ряда, которое было отражено в макете, показанном на защите проекта и здесь.
Завершение разработки устройства считывания с перфокарт У-215 со шкафом управления и АЦПУ У-545 со шкафом управления надо было завершить одновременно с процессором или раньше. Ответственным за эту работу был Е.Б. Рассказов. Не получалось и это.
Уходило невосполнимое время. В какой-то момент Б.И. Рамеев даже принёс директору В.А. Шумову проект приказа о наложении взысканий на начальников отделов А.Н. Невского и Е.Б. Рассказова, ответственных за состояние разработок. Директор же пояснил, что без согласия партбюро взыскание на парторга НИИ Е.Б. Рассказова он наложить не может. Беспартийный Б.И. Рамеев тут же порвал проект приказа.
Из книги Рамеевская школа конструирования ЭВМ. История разработок в фотографиях
