Виртуальный компьютерный музей.
Русский | English   поискrss RSS-лента

Главная  → Документы и публикации  → 

Конференция "Пути развития советского математического машиностроения и приборостроения". Тезисы докладов.

Москва, 12-17 марта 1956 г.

Секция универсальных цифровых машин

Руководитель - академик С. А. Лебедев

Доклад 1. Электростатическое запоминающее устройство вычислительной машины М-2

1. Общие принципы работы запоминающего устройства. Информация в электростатическом запоминающем устройстве сохраняется в виде некоторого распределения статических электрических зарядов на экране осциллографической трубки типа 13 ЛО-37.

Нулю соответствует запись с фокусированным лучом, единице - запись в виде черточки. Чтение осуществляется черточкой, сигналы с экрана снимаются с помощью тонкой металлической сетки.

2. Блок-схема. Запоминающее устройство параллельного типа, "объем" - 512 34-х разрядных двоичных чисел. Режим работы запоминающего устройства задается программным датчиком машины через блок селекторных импульсов, который в соответствии с поступающими командами управляет работой блока разверток и формирует те или иные стробирующие импульсы, поступающие на клапаны блока регенерации.

3. Отбор трубок. Для отбора трубок сконструирован специальный стенд, в котором трубки в основном проверяются на максимально допустимое число повторных обращений. Трубки, допускающие количество обращений более 800, считаются годными. Максимально возможное число повторных обращений в машине - 170. Срок службы трубок не менее одного года. Причина выхода трубки из строя: перегорание нити накала, пробой; в двух случаях - увеличение помех.

Доклад 2. Эксплуатация Малой Электронной Счетной Машины АН УССР

1. Малая электронная счетная машина (МЭСМ), построенная в г. Киеве под руководством академика С. А. Лебедева в 1951 г., находится в эксплуатации с 1952 г. К 1/XII-1955 г. машина проработала более 13 тыс. часов. Машина использовалась для решения некоторых практических задач, а также для обучения эксплуатационного персонала и программистов.

2. На машине решались в основном задачи, связанные с интегрированием линейных и нелинейных дифференциальных уравнений, определение границ области устойчивости динамических систем, описываемых уравнениями до десятого порядка по методу Рауса, Гурвица, Неймарка и др.

3. Основные технические данные машины следующие:

а) скорость работы - 50 операций в секунду;

б) количество разрядов - 20 двоичных, запятая фиксирована перед старшим разрядом;

в) память оперативная: активная - 31 число и 40 команд; пассивная - 31 число и 63 команды;

г) память внешняя - около 2 000 кодов на магнитном барабане;

д) число ламп - 7200 (после замены ламповых диодов германиевыми будет уменьшено до 3 000);

е) вывод результатов со скоростью одно число в секунду с помощью цифропечатающей установки.

4. На машине ведется регулярный учет условий работы радиоламп, причин выхода их из строя. Установлено, что срок службы радиоламп типа 6Н8С, 6Н9С, 6Х6С лежит в пределах 8 000-9 000 часов.

5. В машине применен последовательный накал радиоламп (группами по б-10 шт.); производились исследования работы ламп в таком режиме.

Доклад 3. Арифметический узел вычислительной машины М-2

1. Общая характеристика арифметического узла. Арифметический узел М-2 параллельного типа выполнен на 4 статических триггерных регистрах. Количество двоичных разрядов - 34, рабочая частота - 80 кГц. Устройство предназначено для работы как с числами с фиксированной запитой, так и с числами с плавающей запятой.

2. Элементы схемы. Применены триггеры на двойных триодах 6Н8С, с внешним смещением и с запуском по сеткам, через купроксные выпрямители.

Все логические схемы ("и", "или", "несовпадение") осуществлены на диодах, в качестве которых использованы купроксные выпрямители КВМП-2-7.

Окончательное формирование импульсов осуществляется клапанами (вентилями) на двойных триодах 6Н8С. Благодаря тому, что триоды в клапане соединены последовательно, характеристики клапана почти идентичны характеристикам пентодного клапана; при этом разброс характеристик триодных клапанов меньше, а срок службы - больше, чем для пентодных.

Для изменения полярности импульсов использованы импульсные трансформаторы 1:1.

Всего в АУ затрачивается 12 ламп на 1 разряд, причем все лампы - типа 6Н8С.

3. Выполнение операций над числами. Сложение с фиксированной запятой выполняется в два шага: образование единиц двоичного переноса, выдача суммы; первый шаг может быть отделен от второго, что удобно при выполнении деления и сравнения чисел.

Вычитание производится как сложение уменьшаемого с дополнением от вычитаемого до 1; умножение - как ряд сложений и сдвигов; деление - как ряд вычитаний и сдвигов.

При сложении и вычитании с плавающей запятой предварительно производится выравнивание порядков; умножение и деление с плавающей запятой состоят из сложения (вычитания) порядков и умножения (деления) мантисс. Все операции с плавающей запятой заканчиваются нормализацией результата.

4. Некоторые сведения об эксплуатации. Основным методом профилактики является производство сдвигов и запуск контрольных задач при уменьшении напряжения накала с 6,3 до 4,7 в, изменении напряжения на катодах клапанов от 122 в до 137 в и изменении напряжения смещения триггеров.

Профилактическая проверка ламп производится через каждые 1500 часов. Лампы ставятся предварительно тренированные.

Доклад 4. Некоторые вопросы технической эксплуатации БЭСМ АН СССР

Устойчивость и надежность работы электронных счетных машин качественно характеризуют работу вычислительных машин, а следовательно, основной задачей технической эксплуатации является определение таких приемов и средств, которые могли бы обеспечить бесперебойную работу машины на период счета.

Возможность получения бесперебойной работы машины достигается путем проведения специальной профилактической подготовки.

Сочетание методов профилактического контроля с выполнением тестовых программ обеспечивает выявление элементов, имеющих малую надежность, что позволяет значительно повысить устойчивость и надежность работы машины.

Собранный статистический материал на основе эксплуатации машины в течение 1952-1955 г. позволяет дать определенные рекомендации, необходимые для проектирования и эксплуатации универсальных быстродействующих электронных счетных машин.

Доклад 5. Опыт технической эксплуатации машины "Стрела-1" и ее модернизация

1. Технические характеристики и конструкция машины. "Стрела-1" - трехадресная универсальная машина параллельного действия с плавающей запятой.

Диапазон изменения чисел от 10-19 до 10+19. Значащих цифр девять.

Скорость работы - 3 000 операций в секунду.

В состав машины входят запоминающие устройства на электроннолучевых трубках, магнитных лентах и купроксных диодах, арифметическое устройство и механические устройства ввода и вывода информации.

Отдельные узлы машины выполнены в виде 2-х-9-ти ламповых ячеек. Более удобным для эксплуатации было бы исполнение узлов машины в виде одноламповых ячеек.

Схемы машины излишне громоздки и запутаны.

2. Модернизация. Модернизация проводилась с целью повышения надежности и скорости работы машины.

Изменениям подверглись в основном схемы центрального управления, арифметического устройства и управления запоминающим устройством на магнитной ленте.

Режимы профилактического контроля, введенные на всех узлах машины, позволяют гарантировать в течение недели правильную работу схем. Исключение составляет оперативное запоминающее устройство.

Выполненные работы позволили повысить время исправной работы машины с 10-11 часов в сутки в январе-феврале 1955 г до 19-20 часов в январе-феврале 1956 г. и повысить скорость работы с 2 000 до 3 000 операций в секунду.

3. Режим эксплуатации и показатели работы машины. Проверка машины в режимах профилактического контроля производится один раз в неделю в течение 16-24 часов. Контроль правильности работы оперативного запоминающего устройства проводится ежедневно.

Сравнительный анализ работы машины за январь-февраль 1955 г. и за январь-февраль 1956 г. позволяет оценить насколько увеличилась надежность работы машины.

4. Выводы. Машина "Стрела-1" имеет компактную хорошо продуманную систему команд, удобную для программирования. Возможность выполнения арифметических и логических действий с помощью групповых операций в большинстве случаев сокращает время решения задачи.

Удачными принципиальными решениями является включение в состав машины запоминающих устройств на диодах для хранений констант и стандартных подпрограмм, использование для ввода и вывода перфокарт и т. д.

Вместе с тем нельзя считать удачными конструктивными решениями:

а) использование широкой магнитной ленты;

б) отсутствие достаточно быстродействующего буферного запоминающего устройства;

в) построение узлов машины на 9-ти ламповых ячейках;

г) вынесение большого количества радиодеталей на монтажную сторону конструкции.

При надлежащей технической эксплуатации коэффициент полезного действия машины равен 65-70%.

Доклад 6. Сравнение параллельных и последовательных универсальных вычислительных машин с учетом и без учета порядков

Рассматриваются основные схемные отличия машин с учетом и без учета порядков.

Сравниваются машины с учетом и без учета порядков с точки зрения количества задействованной аппаратуры.

Определяется время, затрачиваемое на выполнение операции в машинах с учетом и без учета порядков.

И, наконец, машины указанных типов сравниваются с точки зрения скорости их работы.

Доклад 7. Устройство для преобразования кодов из одной системы счисления в другую

1. Преобразование кодов в двоичных БВМ осуществляется обычно с помощью программ. Имеются сообщения о разработке программных устройств для ускорения преобразований.

2. Программа прямого преобразования сводится к вычислению по схеме Горнера полинома, изображающего число в десятичной системе счисления, и требует производства 40 ? 60 операций. Обратное преобразование выполняется по известному алгоритму и требует производства примерно такого же числа операций.

3. Предлагаемый метод подсчета полинома использует набор двоичных значений степеней десяти, расположенных определенным образом, что позволяет свести преобразование к одной операции, эквивалентной умножению. (i+1)-oe значение полинома N может быть получено из i-го путем сдвига ранее полученной суммы и прибавления двоичного кода степени десяти, если (i+1)-ый коэффициент двоичного разложения цифр переводимого числа равен единице.

Аналогичная методика предлагается и для обратного преобразования.

4. При использовании множительного устройства БВМ количество дополнительной аппаратуры для прямого преобразования - 5?6 диодов на один десятичный разряд вводимого числа; для обратного - два устройства совпадения на один десятичный разряд.

5. Время преобразований равно времени одного умножения. Прямое преобразование обычно может быть совмещено по времени с вводом исходных данных в машину.

6. Устройство прямого и обратного преобразования, работающее по описанной методике, эксплуатируется в схеме специализированной машины. Статическое устройство обратного преобразования включено в схему МЭСМ АН УССР.

Доклад 8. Универсальная автоматическая цифровая вычислительная машина типа "Урал"

1. Введение. Область применения, решаемые задачи, основные требования к конструкции машины.

2. Основные параметры машины. Эксплуатационно-технические показатели.

Время решения некоторых задач.

3. Система команд. Особенности системы команд.

4. Краткое описание машины. Состав машины. Основные параметры и особенности схем и конструкций отдельных устройств.

5. Конструкция машины. Особенности конструкции отдельных устройств и узлов, а также машины в целом. Комплектность.

6. Заключение. Сравнение машины "Урал" с известными серийными машинами этого класса.

Доклад 9. Принципиальные вопросы электропитания цифровых электронных машин

Требования к устройствам электропитания, являясь важным и актуальным вопросом при проектировании и эксплуатации цифровых вычислительных машин, за исключением кратких упоминаний, в литературе не освещались.

Анализируются особенности электропитания электронных цифровых вычислительных машин переменным и постоянным напряжением.

Рассматриваются принципы построения защиты, индикации и сигнализации.

Обобщен опыт эксплуатации электропитания БЭСМ АН СССР, на основе которого даются некоторые рекомендации для создания простых, надежных в работе и имеющих долгий срок службы, систем электропитания электронных цифровых вычислительных машин.

Узлы и элементы машин

Доклад 10. Технические характеристики динамических триггеров

1. Рассматривается принципиальная схема динамического триггера на триоде с запоминающей емкостью и ее преимущества перед схемой обычного триггера с потенциальными связями.

Приводятся технические характеристики динамического триггера с запоминающей емкостью на двойном триоде 6НЗП (нагрузочная, частотная, амплитудная). Рассматриваются требования, предъявляемые к источникам питания.

3. Рассматриваются два варианта принципиальной схемы динамического триггера на пентоде с запоминающей емкостью с управлением по двум сеткам.

4. Приводятся технические характеристики динамических триггеров с запоминающей емкостью на пентоде 6Ж2П (нагрузочная, частотная, амплитудная). Рассматриваются требования, предъявляемые к источникам питания.

Доклад 11. Магнитное оперативное запоминающее устройство с дешифраторами на ленточных магнитных сердечниках

1. Применение ферритовых сердечников для запоминающих устройств цифровых быстродействующих машин является весьма перспективным.

2. Одним из способов повышения надежности работы запоминающего устройства является повышение отношения токов, воздействующих на избранный и неизбранные сердечники. Применение динамического смещения позволяет получить это отношение равным 3:1 простыми средствами и без наложения помехи на считываемый сигнал.

3. Ограничение числа сердечников запоминающего устройства, с которыми связана считывающая обмотка, наряду с применением схем объединения этих обмоток существенно увеличивает отношение сигнала к помехе.

4. Применение магнитных дешифраторов на сердечниках из ленточных материалов, в схеме запоминающего устройства, улучшает надежность работы устройства за счет высокой температурной стабильности характеристик ленточных магнитных материалов.

Доклад 12. Схемы, построенные на динамических триггерах

1. Счетные и управляющие схемы быстродействующих электронных машин в зависимости от характера связей, существующих между логическими элементами, можно разбить на три типа:

2. Схемы с импульсными связями между элементами по сравнению с другими схемами обладают рядом преимуществ:

2. Разработанные схемы динамических триггеров с запоминающей емкостью позволили устранить основной недостаток существовавших ранее схем, а именно - необходимость точного согласования по времени входных сигналов.

3. Схемы с динамическими триггерами, с запоминающей емкостью, могут быть широко использованы в универсальных машинах параллельного действия.

Доклад 13. Быстродействующее печатающее устройство для вычислительных машин

В современных вычислительных машинах требуются большие скорости выходных устройств.

Печатающее устройство с непрерывно вращающимся печатающим колесом и молоточками, удар которых по нужному знаку колеса определяется срабатыванием электромагнита, может надежно работать при достаточно больших скоростях.

В настоящее время в НИИсчетмаш'е изготовлен и работает макет такого печатающего устройства. Согласий предварительным лабораторным испытаниям, макет обеспечивает скорость печати до 10-15 строк в секунду.

Для обеспечения больших скоростей печати проводится разработка второго варианта печатающего устройства с непрерывно вращающимся печатающим колесом, в котором изменена кинематика связи молоточка с электромагнитом.

Производительность печатающего устройства определяется количеством строк, которые могут быть напечатаны в секунду.

При этом должны быть соблюдены условия отсутствия смазывания знаков, а разброс знаков по вертикали не должен превосходить заданной величины (обычно ±0,15 ? ±0,3 мм). Техническая скорость печатающего устройства ограничивается допустимой окружной скоростью вращения печатающего колеса.

В докладе будут сообщены результаты лабораторных испытаний, а также будут даны рекомендации по проектированию печатающего устройства с непрерывно вращающимся печатающим колесом.

Доклад 14. Арифметическое устройство автоматической вычислительной машины параллельного действия на германиевых точечно-контактных приборах

1. При проектировании арифметического устройства (АУ) выбран динамический принцип работы элементов схем. Приводятся преимущества этого принципа в схемах на германиевых триодах.

2. Рассматриваются отдельные элементы, из которых строятся схемы АУ: динамический триггер, каскад синхронизации, усилитель, вентильные схемы.

3. Описывается общая блок-схема арифметического устройства и приводятся результаты экспериментальной проверки макета АУ.

Доклад 15. Надежность ламп в электронной вычислительной машине

1. Лампы в элементах электронных вычислительных машин используются в качестве быстродействующего ключа.

2. Уточнение средних параметров ламп облегчило работу по проектированию и эксплуатации электронной аппаратуры и создало предпосылки для увеличения надежности работы ламп.

3. В течение срока службы лампы среднее значение анодного тока снижается. Вначале ток убывает относительно быстро, а затем начинает асимптотически стремиться к величине порядка 0,6 от номинального значения. При этом имеют место колебания величины анодного тока в пределах около 0,15 от номинального значения. Поэтому схемы электронной автоматики целесообразно конструировать, исходя из значения анодного тока, равного 0,5 от номинального значения.

4. Основные дефекты ламп обнаруживаются в течение первых часов работы. Действие случайных причин выхода ламп из строя, в случае предельно допустимого режима эксплуатации, заканчивается достаточно быстро. Затем выход ламп из строя начинает приобретать систематический характер. Поэтому технически и экономически целесообразно стабилизировать параметры ламп путем соответствующих испытаний перед установкой их на эксплуатацию.

5. Семейства статических импульсных характеристик ламп позволяют выбрать рабочий режим ламп, сочетающий максимальную отдачу с наибольшей долговечностью работы.

6. Применяемые в БЭСМ электронные лампы типов 6Ж4, 6П9, 6ПЗС и 6Н8С имеют средний срок службы порядка 15000 часов. Долговечность ламп мало зависит от режима использования электронного тока, а определяется критерием, принятым для фиксирования непригодности лампы.

Доклад 16. Логические схемы на импульсных трансформаторах и полупроводниковых диодах

1. Логические схемы "и", "или" и "нет" могут быть осуществлены на импульсных трансформаторах и полупроводниковых диодах. Если импульсный трансформатор обладает свойствами колебательного контура, то мощность, затрачиваемая на поддержание формы импульса, резко уменьшается.

2. Надежность точечных германиевых диодов типа ДГЦ при работе в электрических цепях, собранных на импульсных трансформаторах, достаточно велика.

3. Исследование резонансных свойств импульсных трансформаторов, выполненных на ферритовых сердечниках, позволило выявить ряд физических закономерностей, которые могут быть использованы в практике построения логических схем.

4. Изучение поведения логических схем на импульсных трансформаторах и германиевых диодах позволило использовать обратный ток переходного режима диода для гашения помех в схемах совпадения.

5. Энергетические соотношения в диодно-трансформаторных схемах таковы, что элементы работают друг на друга с коэффициентом передачи около единицы.

6. Созданы схемы "и" и "нет", не требующие для своей работы применения источников питания.

7. Исследование сумматора на диодно-трансформаторных элементах показало возможность создания высокоэкономичных схем вычислительной техники.

Доклад 17. Быстродействующее фотопечатающее устройство (ФПУ)

1. Быстродействующие выходные устройства повышают общую производительность работы электронных цифровых машин.

2. ФПУ предназначено для быстродействующей цифровой записи с магнитной ленты на фотопленку результатов вычислений, полученных на БЭСМ. Скорость записи на фотопленку равна 200 десятичных чисел в секунду. При необходимости скорость записи может быть значительно повышена. ФПУ может работать совместно с БЭСМ без промежуточной записи на магнитную ленту или барабан.

3. Запись на фотопленку производится с помощью специальных аргоно-ртутных ламп. Изображение цифр (на лампы надеты цифровые трафареты) проектируется на фотопленку индивидуальными объективами. Приводится оптико-механическая схема устройства и показываются особенности конструкции.

4. Магнитная лента считывается на специальном магнитофоне. Преобразование кода чисел из двоично-десятичной системы в десятичную и управление лампами осуществляется при помощи электронного блока.

5. Экспонированная пленка проявляется, фиксируется, промывается и сушится на машине 6ОП-1 со скоростью 180 м/час. С фотопленки цифровые результаты размножаются при помощи специального автоматического проекционного аппарата на рулонную фотобумагу с увеличением в 3,6 раза со скоростью 600 м/час. Фотобумага обрабатывается (проявление, фиксация) на рамках.

6. Значительное повышение скорости выходных устройств может быть достигнуто с помощью использования немеханических способов записи.

Доклад 18. Устойчивость работы магнитных двухтактных регистров сдвига

1. Вопросы устойчивости работы регистра сдвига, являясь важным эксплуатационным фактором, за исключением кратких упоминаний, в литературе не освещались.

2. Найден способ расчета процесса передачи намагниченности одного сердечника к другому в двухтактном регистре сдвига, минуя рассмотрение временных соотношений.

3. На основе расчета построены графики, дающие зависимость между начальным и конечным значениями потока в магнитных сердечниках, что дает возможность указать области начальных потоков, в которых стабильны "единица" и "нуль" регистра.

4. Исследуется зависимость устойчивости регистра от ампервитков импульсов сдвига, крутизны их фронта и соотношения витков. Показано, что конечность фронта импульса сдвига приводит к устойчивости "нуля" регистра.

5. Рассмотрено влияние наклона петли гистерезиса на работу регистра сдвига при различных предположениях относительно процессов, происходящих в магнитном материале, когда состояние материала характеризуется точкой, лежащей внутри предельной петли гистерезиса.

Доклад 19. Схемные методы уменьшения засева в запоминающих трубках и устройство считывания с малым временем успокоения

1. Рассматривается физическая сущность засева и обстоятельства, благоприятствующие ему.

2. Доказывается возможность уменьшения засева в несколько раз (от 5 до 10 раз) с одновременным улучшением показателей трубки по другим параметрам путем подбора оптимального режима записи и считывания.

3. Приводятся экспериментальные данные для нескольких трубок по засеву в обычном и улучшенном режиме.

4. Приводится схема устройства записи - считывания для трубок с временем восстановления не более 4 мксек. Схема не чувствительна к изменению частоты обращений к трубке и коду, записываемому в ней.

Доклад 20. Оперативное запоминающее устройство на э. л. накопительных трубках БЭСМ

Оперативное запоминающее устройство (ЗУ) БЭСМ выполнено на специальных электроннолучевых накопительных трубках с модуляцией на сигнальную пластину. ЗУ параллельного действия на 39 разрядов с 1 023 ячейками запоминания выполнено на 1073 лампах, 231 диодах и 39 э. л. трубках в блочном оформлении. Максимальная частота работы 80 кГц. Отклоняющая схема трубок работает по принципу сложения равных стабилизированных токов с установлением напряжения в 2,5 мксек. Для увеличения надежности хранения применена автоматическая регулировка уровня считываемого сигнала и система считывания перед записью. Модуляция лучей трубок, централизованная с гальванической связью. Для последовательной регенерации растра используется свободное от обращений к ЗУ время. Надежность работы проверяется тестовыми программами и автономным контролем. Питание трубок производится от централизованных стабилизированных источников тока.

Для увеличения полезного времени работы используется резервирование разрядов и предварительная проверка трубок и их блоков. Эксплуатация показала достаточную надежность устройства (за сутки переключение на резерв: 1-2 разрядов). По своим параметрам данное ЗУ стоит в одном ряду с таковыми же заграничными.

Доклад 21. Устройства, основанные на сочетании магнитных и кристаллических элементов

1. В настоящее время широкое распространение имеют релаксационные генераторы, формирователи и триггерные устройства, основанные на использовании N- и S-образной характеристик точечного кристаллического триода. Эти устройства могут быть получены с применением емкости и индуктивности. Устройства с применением емкости получили уже достаточное освещение в литературе. Представляют интерес схемы с применением индуктивности, которые имеют ряд специфических свойств.

2. Использование подмагничиваемого дросселя позволяет получить релаксационный генератор переменной частоты, формирователь импульсов различной продолжительности и другие устройства. Эти устройства также весьма удобны в экспериментальной работе.

3. Индуктивности могут быть использованы в схеме триггера.

4. Опытные и теоретические исследования генератора с индуктивностью в цепи основания показывают, что

а) между частотой колебаний генератора и величиной индуктивности имеется прямо пропорциональная зависимость;

б) величина скважности генерируемых импульсов при изменении индуктивности остается постоянной;

в) изменение скважности возможно получить путем изменения напряжения смещения в цепи основания.

5. Полученные выводы можно использовать при анализе устройств данного типа.

Доклад 22. Оптимальная скорость работы и другие технические показатели оперативных устройств хранения информации электронных автоматических цифровых вычислительных машин

Для определенной длительности арифметических операций на арифметическом устройстве (АУ) можно выбрать оптимальное соотношение времени ожидания оперативного устройства хранения и длительности операции Тоp на АУ, при которой обеспечивается эффективная скорость вычислений. Отношение длительности арифметической операции к времени ожидания показывает, какую часть длительности операции на АУ занимает время ожидания и характеризует эффективность работы устройства хранения.

В известных конструкциях машин на одну операцию в АУ может требоваться несколько обращений к устройству хранения. Существует оптимальная величина указанного выше отношения, дальнейшее повышение которого не дает существенного повышения скорости вычислений.

Сравнительный анализ скорости работы различных быстродействующих устройств хранения показывает, что наименьшее время ожидания обеспечивают устройства с электроннолучевыми трубками и магнитными сердечниками (6-12 мксек). Эффективное повышение емкости хранения позволяет получить магнитный барабан и магнитные сердечники. Однако наибольшее распространение в машинах получили устройства на электроннолучевых трубках (ЭЛТ).

Из различных типов ЭЛТ практическое применение в цифровых машинах получили: а) ЭЛТ осциллографического типа (применение по системе Вильямса); б) ЭЛТ с барьерной сеткой; в) ЭЛТ с внутренним восстановлением потенциалов. По техническим характеристикам (емкость хранения, коэффициент допустимых обращений и др.) ЭЛТ с внутренним восстановлением могут обладать преимуществами. По общим техноэкономическим показателям выгоднее устройства хранения на ЭЛТ осциллографического типа.

Доклад 23. Анализ и исследование схем триггера на точечных кристаллических триодах

1. При использовании точечных кристаллических триодов триггерная счетная ячейка может быть выполнена на одном, либо на двух триодах. В опубликованных материалах отсутствует подробный анализ возможных режимов работы схем и не предложено оптимального варианта.

2. При рассмотрении триггерных схем, управляемых в основание (базу), целесообразно использовать зависимости напряжения от тока. Триоды различных марок при одних и тех же параметрах внешних цепей дают различные характеристики. По своему виду их можно разбить на два основных типа: S-образные и петлеобразные.

3. Схема триггера со счетным входом на двух точечных кристаллических триодах выполняется аналогично ламповому варианту триггера, но, в отличие от него, может иметь три и даже четыре устойчивых состояния.

4. Сравнение разработанных вариантов триггера на 2 триодах показывает:

а) для практического использования следует рекомендовать режим трех устойчивых состояний;

б) для триггера в этом режиме целесообразно использовать триоды с S-образной характеристикой.

4. В цепи оснований триодов могут быть введены индуктивности, что позволяет: а) избежать применения емкостей в цепях обратной связи, б) увеличить чувствительность триггера.

5. Перспективной является схема триггера на одном триоде, типа С2В (КС-8) с петлеобразными характеристиками.

Доклад 24. Запоминающие устройства на магнитных барабанах

В данной работе проведено исследование зависимости разрешающей способности, амплитуды выходного напряжения от отдельных параметров тракта магнитной записи и исследование импульсного стирания. Под разрешающей способностью понимается максимально допустимое число записанных на единице длины носителя импульсов.

На основании экспериментальных и теоретических данных показано, что с увеличением зазора между носителем и головкой уменьшается разрешающая способность. Приведены формулы для определения разрешающей способности, амплитуды выходных импульсов при бесконтактной записи. Проведены экспериментальные исследования зависимости разрешающей способности и амплитуды выходных импульсов от величины передней щели головки, намагничивающей силы, длительности записываемых импульсов.

В результате исследования импульсного стирания выяснены причины малого отношения сигнал/помеха и даются методы стирания, при помощи которых можно увеличить отношение сигнал/помеха до 10?20.

Проведены исследования записи импульсов с большими частотами следования. Создана экспериментальная установка, на которой осуществлена запись импульсов с частотами следования до 500 кГц.

Доклад 25. Типовые элементы вычислительных машин дискретного действия

1. Введение. Общие соображения о конструкции электронных устройств вычислительных машин дискретного действия. Типовые элементы машин.

2. Основные параметры, определяющие класс типовых элементов: быстродействие и надежность. Достаточность этих двух параметров.

3. Требования и конструкции типовых элементов. Примеры инструкций.

Доклад 26. Внешние устройства автоматических быстродействующих цифровых вычислительных машин

Внешними устройствами автоматических вычислительных машин охватывается комплект устройств, используемых для подготовки и ввода в вычислительную машину исходных данных для решения задачи и фиксации результатов решения, выводимых из машины.

Функции внешних устройств и предъявляемые к ним требования. Организация работы внешних устройств цифровых машин. Скорость работы внешних устройств и связь их с машиной.

Носители информации. Виды носителей. Перфокарты. Перфоленты. Магнитная лента и магнитная проволока. Кинолента.

Состав оборудования и унификация внешних устройств.

Доклад 27. Запоминающее устройство на магнитной ленте в современных универсальных электронных вычислительных машинах

1. B последнее время наметилась тенденция к резкому повышению основных показателей запоминающих устройств на магнитной ленте (повышение плотности записи, уменьшение времени разгона и останова ленты). В результате значительно повышаются требования к точности изготовления лентопротяжного механизма и магнитных головок, требуется более прочная основа магнитной ленты, усложняется конструкция лентопротяжных устройств.

2. Требования минимума аппаратуры и достаточной скорости работы приводят к параллельно-последовательному 4-х или 8-ми дорожечному принципу записи кодов. Число вспомогательных дорожек при этом должно быть сведено к минимуму. Малое время разгона ленты приводит к необходимости пользоваться при записи синхронизирующими импульсами, считываемыми с ленты, что усложняет конструкцию галетки.

3. Повышение плотности записи достигается за счет улучшения параметров ленты и магнитных головок и за счет уровня записи. Применяется метод записи "с невозвращением к нулю", позволяющий при прочих равных условиях повысить плотность вдвое.

4. Для автоматического контроля правильности работы употребляются два метода: на нечетность числа импульсов в одной строке и при помощи суммирования кодов. Первый метод более сложен и предпочтение должно быть отдано второму.

Доклад 28. Магнитное оперативное запоминающее устройство

1. Оперативное запоминающее устройство на ферритах имеет малое время обращения. Принятая схема выборки чисел позволяет обращаться при считывании сразу ко всем разрядам одного числа, не оказывая воздействия токами выборки на другие числа запоминающего устройства. Такая схема позволяет осуществлять считывание кодов при форсированных режимах, что приводит к увеличению выходного сигнала и сокращению времени выборки.

2. Использование для цепей запоминания двух сердечников на один двоичный разряд существенно повышает надежность работы запоминающего устройства и снижает требования к отбору магнитных сердечников по сравнению с другими известными схемами ЗУ.

3. В схеме запоминающего устройства предусмотрены эффективные способы устранения наводки от сигнала записи на входе усилителя считывания, что позволяет сравнительно просто решить задачу считывания сигнала.

4. Принятая схема коммутации цепей выборки чисел позволяет значительно сократить величину изменения амплитуды выходного сигнала в зависимости от кодов, хранящихся в данном разряде.

5. Макет магнитного оперативного запоминающего устройства проверяется при совместной работе с БЭСМ. Результаты эксплуатации макета позволяют сделать вывод о достаточно высокой надежности запоминающих устройств такого типа.

Доклад 29. Импульсное перемагничивание ферритов с прямоугольной петлей гистерезиса

1. Характеристики ферромагнитных сердечников при работе в импульсном режиме существенно отличаются от их статических характеристик. Основную роль в изменении характеристик ферритовых сердечников играет эффект магнитной вязкости.

2. Данное исследование проводилось для случая перемагничивания импульсами тока. Существенное влияние на процессы, происходящие в сердечнике оказывает форма перемагничивающих импульсов тока.

3. Время перемагничивания при сопротивлении нагрузки, бесконечности, может быть выражено соответствующей зависимостью от параметров импульса тока и параметров сердечника.

Наклон восходящей части петли гистерезиса может быть путем введения отношения приращения индукции к приращению напряженности. При большой крутизне фронта импульса изменение наклона петли практически не влияет на время перемагничивания.

4. ЭДС, индуктируемая в обмотке сердечника за время перемагничивания (если считать ее постоянной в течение этого времени), также может быть выражена аналитически.

5. Значения времени перемагничивания и ЭДС, рассчитанные аналитически, совпадают с экспериментальными кривыми с точностью погрешности измерения 10?15%. Увеличение значения наклона и малых помех на экспериментальных кривых согласуется с положением о том, что время магнитной релаксации увеличивается с уменьшением намагничивающего поля.

6. При уменьшении длительности импульсов до некоторого значения и увеличении частоты перемагничивания до 500 кГц ширина петли гистерезиса почти не изменяется, но заметно уменьшается ее высота и наклон восходящей ветви.

7. На основании произведенных исследований можно рекомендовать при проектировании импульсных устройств на ферритовых сердечниках применение управляющих импульсов с постоянной времени фронта меньше, чем постоянная времени магнитной релаксации, длительностью намагничивающего импульса, равной 3?5 постоянной времени магнитной релаксации, и амплитудой, соответствующей значению 3?5 коэрцитивной силы данного сердечника.

Применение машин

Доклад 30. Решение больших систем линейных алгебраических уравнений на БЭСМ

На БЭСМ было решено несколько систем с 200 - 300 неизвестными (системы возникли при уравнивании геодезических сетей). Некоторые из этих систем были переопределенными и решались с учетом требования минимума суммы квадратов погрешностей без перехода к нормальной системе уравнений. Системы обладали тем свойством, что большое число коэффициентов равнялось нулю. Системы, решались методом итераций. Чрезвычайно медленная сходимость преодолевалась специальными приемами. Необходимость большого числа вспомогательных операций (арифметических и особенно операций с магнитным запоминающим устройством) очень снижала эффективность работы БЭСМ.

Ход решения рассматриваемых систем дает основание считать, что при проектировании специализированных машин для решение систем линейных алгебраических уравнений итерационным способом совершенно необходимо заботиться о механизации приемов ускорения сходимости.

Доклад 31. Автоматический перевод с английского языка на русский на БЭСМ

Создание БЭСМ. БЭСМ показала себя, как мощное средство научных исследований. Решение логических задач является новым, этапом в использовании электронных вычислительных машин. Автоматический перевод с одного языка на другой - пример решения логической задачи. БЭСМ позволяет исследовать логические схемы перевода и выработать принципы для создания специализированной переводной машины. Эксперимент перевода научно-технического текста с английского языка на русский с помощью БЭСМ.

Основные принципы автоматического перевода. Обоснования возможности перевода. Замена букв числами. Ввод текста.

Создание специального словаря. Слова однозначные и многозначные. Грамматические признаки слов. Возможность дополнения словаря. Объем словаря. Специализированные словари для различных областей науки и техники.

Разделение процесса перевода на две главные части: анализ и синтез. Замена английских слов эквивалентами - результат применения английской части словаря. Дихотомические схемы анализа. Определение грамматической формы русских слов является результатом анализа английского предложения и выражается с помощью признаков эквивалентов. Изменение грамматической формы русских слов, взятых из словаря, в соответствии с признаками эквивалентов - результат применения схем синтеза русского предложения. Возвращение к буквам и вывод результатов.

Степень изменения отдельных частей программы перевода для текстов из различных областей науки и техники. Пригодность схем синтеза для перевода с различных языков. Возможность пополнения словаря с помощью машины.

Примеры перевода английского текста.

Доклад 32. О повышении скорости вычисления элементарных функции на БЭСМ

При решении некоторых трудоемких задач на БЭСМ около половины общего счетного времени, а иногда и больше, занимает вычисление элементарных функций по стандартным подпрограммам. Поэтому повышение скорости вычисления элементарных функций представляет значительный практический интерес.

Существующие стандартные подпрограммы БЭСМ не являются оптимальными в отношении затраты времени на вычисление элементарных функций.

Имеется три приема, позволяющие сократить время вычисления многих функций. Первый - следует значительно уменьшить диапазон изменения аргумента. Второй - на данном отрезке изменения аргумента следует аппроксимировать функцию наилучшим полиномом, который обычно содержит членов, чем, например, отрезок ряда, обеспечивающий ту же точность. Третий - полученный полином следует подсчитывать

по схеме Горнера непосредственно (без цикла).

В частности, при использовании в ДЗУ (диодное запоминающее устройство) дополнительных 8 ячеек для подпрограммы вычисления логарифма и 12 ячеек для подпрограммы вычисления показательной функции можно сократить время вычисления логарифма приблизительно в 2 раза и скорость вычисления показательной функции приблизительно в 2,5 раза. При увеличении существующей подпрограммы вычисления функции "арктангенс" приблизительно в два раза можно повысить скорость ее вычисления приблизительно в 12 раз. Реально возможно повысить скорость вычисления тригонометрических функций приблизительно в два раза.

Доклад 33. Аналитические и графоаналитические методы синтеза декодирующих устройств

1. Синтез декодирующих устройств требует решения следующих задач:

а) выбор системы сигналов, обладающей наибольшей эффективностью и надежностью;

б) выбор технических средств, которые позволяли бы реализовать систему сигналов с наименьшим количеством элементов.

2. Задача эффективности системы сигналов сводится к выбору системы комбинирования, при которой заданное число сигналов могло бы быть передано при помощи наименьшего количества импульсов. С точки зрения комбинирования в этом отношении нужно различать полные и неполные элементы комбинирования. Имеющиеся в распоряжении проектировщика средства (каналы связи, импульсы и физические свойства их, используемые для комбинирования) могут быть сведены к полным и неполным элементам комбинирования при помощи анализа таблиц двоичных чисел, характеризующих физически реализуемые комбинации.

3. Задача надежности передачи сигналов сводится к выбору из всех возможных комбинаций таких, которые не давали бы перехода одного из сигналов в другой. Различают системы, сигналов с защитным отказом (с обнаружением ошибки) и с исправлением искажения (самокорректирующиеся сигналы). Качественное рассмотрение вопроса о выборе надежной системы сигналов удобно производить при помощи графов, представляющих собой выбранные сигналы в виде узлов и возможные переходы между ними при заданных искажениях в виде ветвей. Количественная оценка надежности передачи требует анализа помехоустойчивости. Необходимо отметить, что в том и другом случае нужно учитывать не только помехи в канале связи, но и искажения, даваемые повреждениями элементов кодирующих и декодирующих устройств.

4. Декодирующие устройства с защитным отказом принадлежат к однотактным релейным схемам, а с исправлением искажения - к многотактным. Количественные соотношения между числом полных и неполных элементов комбинирования и числом сигналов определяются на основе анализа таблиц двоичных чисел, характеризующих систему сигналов. Эффективность систем сигналов значительно увеличивается при комбинированном использовании физических свойств импульсов, используемых для выбора. Общие вопросы построения систем сигналов с исправлением искажений еще не исследованы. Описанные в литературе системы сигналов (Хемминга, Вагнера) являются, очевидно, частными случаями.

5. Задача создания релейной схемы, реализующей систему сигналов, относится к теории релейных схем и в принципе представляет собой задачу построения (1, К) - полюсника. Имеется ряд методов решения этой задачи (аналитические, графические, табличные). Автором предложен метод; базирующийся на формулах ложных цепей. Использование этого метода дает возможность при применении вентильных элементов получить схему, требующую всего одного переключающего контакта на каждом из элементов. Это дает непосредственный переход к применению электронных и кристаллических элементов. Для схем с электромагнитными элементами рациональным является применение комбинирования на обмотках.

Доклад 34. Программирующая программа для БЭСМ АН СССР

Подготовка задания к работе с ПП состоит в составлении логической схемы программы, т. е. в представлении задачи в виде последовательности нескольких типов стандартных "операторов". Каждый такой оператор представляет собой решение некоторой стандартной задачи. ПП различает следующие типы стандартных операторов: арифметический оператор А, логический оператор Р, цикл, нестандартный оператор Н.

ПП состоит из трех частей, работающих одна вслед за другой, ПП-1, ПП-2 и ПП-3. ПП-1, последовательно обрабатывая операторы А, Р и Н, расписывает формулы арифметических операторов в готовую программу (при этом производится максимальная экономия рабочих ячеек в пределах одного оператора), строит команды передачи управления, реализующие логические операторы, а оператор Н передает без изменений в программу. ПП-2, обрабатывая циклы, строит все команды управления, относящиеся к циклу, и формирует константы переадресации и начальный вид переменных команд, причем все команды управления, относящиеся к программе, получаются в относительных адресах. ПП-3 производит распределение памяти, окончательную компоновку программы, печать готовой программы.

Описываемая программирующая программа содержит 1 500 команд и является 2-м вариантом программы, составленным в октябре 1055 г. - январе 1956 г. 1-й вариант был составлен в октябре 1954 г. - апреле 1955 г. Л. Н. Королевым (ПП-1), А. П. Ершовым (ПП-2) и А. И. Срагович (ПП-3).

Некоторые перспективы развития этого направления автоматического программирования:

1. Использование готовых типовых программ.

2. Передача машине составления схемы программы по схеме счета, исходя из требования получения лучшего варианта программы.

Доклад 35. Опыт работы на машине М-2 с автоматическим учетом масштабов

Данное сообщение посвящено некоторым вопросам программирования с помощью метода "плавающих масштабов" при работе на фиксированной запятой.

Сущность метода "плавающих масштабов", примененного для ряда задач сотрудниками Вычислительного центра МГУ на машине М-2 ЭНИН АН СССР, состоит в том, что некоторые числа хранятся в двух ячейках ЗУ : в одной - "мантисса", а в другой - "порядок" (или "масштаб") числа; по ходу вычислений возникает необходимость изменения масштабов тех или иных величин, что производится автоматически программой.

Рассматриваются стандартные подпрограммы основных элементарных функций, составленных в МГУ для данного метода: подпрограммы перевода из десятеричной системы счисления в двоичную и из двоичной в десятеричную.

Кроме того, рассматриваются программы интегрирования систем дифференциальных уравнений по методу Рунге-Кутта с видоизменением Гилла, когда правые части являются полиномами от искомых функций, а также, когда правые части представляют собой дробь из тригонометрических полиномов.

Производится сравнение с программами, составленными на плавающую запятую, показываются недостатки и преимущества обоих методов.

На примере решения алгебраического уравнения методом Лобачевского показывается преимущество метода "плавающих масштабов" перед работой на плавающей запятой.

Доклад 36. Вычисление таблиц на машинах

1. С 1952 г. выпускается серия "Математические таблицы ИТМ и ВТ АН СССР".

Специфика работы над таблицами состоит в необходимости вывода и контроля большого числа значений.

Вычисление, контроль таблиц, подготовка их к изданию, ведение корректур выполняется на машинах.

При системе непосредственного вывода всех табличных значений вычисление таблиц на БЭСМ является малопродуктивным. Возможности САМ для вычисления таблиц очень ограничены.

2. Основным материалом при контроле вычисленных таблиц, а также их подготовке к изданию и корректурах является массив перфокарт. Его изготовление и контроль выполняется на САМ, основной метод контроля - проверка разностей.

3. До сих пор таблицы издаются с помощью типографского набора, поэтому приходится вести большую работу с корректурами. Корректуры ведутся ручным способом на контрольниках. Значительно надежнее и дешевле фотосветный способ издания таблиц, осуществление которого упирается в отсутствие необходимого оборудования.

4. Задачи:

1. Разработка методов вычисления таблиц, позволяющих более рационально использовать имеющуюся вычислительную технику и создание специализированных машин.

2. Применение вычислительных машин для разработки таблиц.

3. Автоматизация работ, связанных с изданием.

Доклад 37. Некоторые задачи газовой динамики

1. Расчет обтекания профилей и тел вращения околозвуковым потенциальным потоком газа (П. И. Пушкин).

Для решения этой задачи применен метод интегральных соотношений, предложенный ранее А. А. Дородницыным. Уравнения неразрывности и безвихренности, записанные в эллиптических координатах, интегрируются по координате, меняющейся вдоль гипербол, от границы обтекаемого профиля или тела до бесконечности. В полученных таким образом интегральных соотношениях подинтегральные функции аппроксимируются полиномами по этой координате. Тогда задача приближенно сводится к краевой задаче для системы обыкновенных дифференциальных уравнений по другой координате.

Посредством многократного численного интегрирования этой системы на электронной счетной машине подбирается решение, удовлетворяющее краевым условиям. Этот подбор можно осуществлять автоматически по специальной программе. Составление интегральных соотношений до линий, промежуточных между границей профиля или тела и бесконечностью, позволяет повышать точность аппроксимации и уточнять приближенное решение.

Подобным методом были определены критические числа Маха для эллипсов и эллипсоидов вращения. В качестве примера этим методом рассчитывались также дозвуковое обтекание профиля Жуковского и обтекание эллипсов звуковым потоком газа.

2. Осесимметричное сверхзвуковое течение свободно расширяющегося газа с плоской переходной поверхностью (О. Н. Кацкова и Ю. Д. Шмыглевский).

Обычные уравнения газовой динамики преобразуются к новым координатам - функции тока и характеристической переменной, меняющейся вдоль характеристик первого семейства.

В окрестности переходной поверхности решение для искомых функций (угла Маха, угла наклона скорости и расстояния от точки до оси потока) найдено в виде степенных рядов по характеристической переменной. Для построения решения в остальной сверхзвуковой области течения применен метод характеристик. Вблизи оси потока раскрыта неопределенность осесимметричного члена соотношений, выполняющихся вдоль характеристик.

Получение решения с нужной точностью связано с очень трудоемкими расчетами, которые были проведены на электронной счётной машине БЭСМ. Решение рассматриваемой задачи зависит от отношения удельных теплоемкостей газа при постоянном давлении и постоянном объеме. Были рассчитаны таблицы искомых функций для следующих значений этого отношения: 1,14; 1,33; 1,40 и 1,666.

Доклад 38. Определение линии уровня функции двух переменных на быстродействующих электронных счетных машинах

Для определения линии уровня функции двух переменных используются схемы блуждания по сторонам квадратов сети параллельных прямых с фиксированным шагом.

Принятые схемы блуждания осуществляются в виде простых и экономных программ для быстродействующих счетных машин, позволяющих фиксировать вершины квадратов, имеющих общие точки с линией уровня.

Доклад 39. О машинном переводе с французского языка на русский

1. Выработка алгоритма перевода.

2. Построение словаря для машинного перевода:

а) выбор переводов;

б) характер словарной информации;

в) словарь оборотов.

3. Структура алгоритма перевода:

а) принцип поиска в словаре;

б) обработка оборотов;

в) различение омонимов;

г) группа анализирующих правил;

д) характер информации о переводимой фразе, получаемой анализирующими правилами;

е) группа синтезирующих правил.

4. Грамматические особенности машинного перевода:

а) разделение глаголов на группы;

б) предложные коды.

5. Структура программы перевода: а) порядок работы правил перевода.

Доклад 40. Автоматизация программирования

1. Программирующие программы

Программирующая программа как пример формализации сложной задачи. Дается определение счетной задачи как задания алгоритма и рассматриваются различные способы описания алгоритмов для ручного счета и для машины. Отмечается необходимость расширения алгоритма при реализации его на машине и исследуется состав расширенного алгоритма.

Вводятся обобщенные команды (операторы) и схема программы как описание расширенного алгоритма. Рассматриваются способы автоматизации перевода обобщенных команд на "язык машины". Приводится несколько алгоритмов программирующей программы и анализируется ее опыт эксплуатации.

2. Дальнейшие пути автоматизации программирования

Рассматриваются различные пути автоматизации программирования путем применения стандартных подсхем и подпрограмм и автоматизации составления расширенного, алгоритма по исходному.

Исследуются принципы построения программы, составляющей схемы (п. с. с.) и возможные принципы построения программы, распределяющей память.

3. Автоматизация контроля

Рассматриваются задачи контроля на различных стадиях автоматизации программирования. Способы контроля и методы автоматизации контроля.

Доклад 41. О логических схемах программ

1. Необходимость расчленения процесса программирования на возможно более автономные этапы.

2. Выделение элементарных операторов и основных управляющих параметров. Построение схемы счета.

3. Операторы управления и их основные типы. Переход от схемы счета к схеме программы.

4. Методика построения программы при данной схеме.

5. Содержательное преобразование схемы счета и схемы программы с целью улучшения окончательной программы.

6. Понятие о схемах алгоритмов.

7. Тождественные преобразования алгоритмов и их использование для улучшения программ.

8. Об использовании схем программ в некоторых вопросах кибернетики.

Доклад 42. О машинном переводе с английского языка на русский

(Некоторые лингвистические вопросы)

I. Краткий очерк истории постановки проблемы машинного перевода за рубежом и методов ее решения.

II. Пути осуществления машинного перевода с английского языка на русский и возникающие при этом задачи.

1) Необходимость формального анализа грамматической структуры языка при машинном переводе.

2) Сравнительно небольшое количество словоизменительных аффиксов в английском языке. Лексико-грамматическая омонимия.

3) Снятие омонимии как необходимое условие правильного анализа английской и построения русской фразы.

4) Методы анализа английского предложения:

а) Выделение классов слов английского языка по формальным признакам.

б) Выделение типичных структур английского предложения.

в) Метод анализа структур путем деления предложения на двучленные (или трехчленные) связи. Последовательные ступени анализа предложения по дву- и трехчленным связям.

г) "Развертывание" проанализированной английской структуры в русскую структуру.

5) Возможности дополнительной проверки правильности анализа английского предложения путем применения метода Бар-Хиллела:

а) Классификация английских слов на имена и предикативные слова. Принципы индексации.

6) Служебные слова и их индексация.

в) Отражение структуры английского предложения принятой индексацией.

г) Проверка правильности подбора индексов для членов предложения по конечному результату, полученному в результате сокращения; возможность снятия омонимии.

6) Элементы организации словаря для машинного перевода с английского языка на русский с учетом особенностей английского языка и правилами анализа английского предложения.

Доклад 43. Об одном методе расчета надежности электронных схем дискретного действия

1. Надежность работы является одним из основных параметров вычислительной машины. Известны несколько работ, рассматривающих вопросы расчета надежности отдельных схем. Необходим общий метод расчета.

2. Деление электрических цепей в зависимости от математического аппарата, применяемого для их анализа, на цепи линейные и нелинейные не полностью характеризует электрическую цепь. Знание характера изменения переменных величин может существенно изменить метод изучения данной, электрической цепи.

Целесообразно деление электрических цепей по характеру изменения переменных величин на схемы дискретного и непрерывного действия.

Зависимость между переменными величинами на входе и выходе схемы дискретного действия задается логической функцией и может быть в реальных схемах реализована абсолютно точно в отличие от схем непрерывного действия. Характеристика достоверности работы схемы дискретного действия не имеет плавного перехода: схема или работает правильно - тогда основная функциональная зависимость выполняется абсолютно точно, или работает неправильно - тогда основная функциональная зависимость выполняется с недопустимо большой ошибкой.

Если схема при любых допустимых изменениях параметров элементов, включая и изменения питающих напряжений, безошибочно выполняет заданное логическое действие, то такая схема может быть названа надежной.

Изучение реальных электрических цепей непрерывного действия составляет предмет теории точности. По аналогии с этим изучение реальных цепей дискретного действия может быть предметом теории надежности электрических цепей дискретного действия.

Теория надежности должна решать следующие основные задачи:

а) по заданным отклонениям параметров (допускам) всех входящих в схему элементов и отклонениям напряжения всех источников питания для заданной схемы определить надежность работы (прямая задача или задача анализа схемы);

б) по заданной надежности данной схемы определить допустимые отклонения параметров всех входящих в схему элементов и допустимые отклонения напряжений всех источников питания (обратная задача или задача синтеза схемы).

3. В силу прерывности основной функциональной зависимости и относительно больших значений отклонений параметров (10-30% от номинала) положения и методы расчета известных теорий точности не приемлемы при рассмотрении электрических цепей дискретного действия.

Расчет надежности сколь угодно сложной схемы дискретного действия может быть сведен к расчету надежности отдельных простейших схем.

Некоторые дополнения к известным способам расчета с помощью вольтамперных характеристик делают графический метод определения напряжений в отдельных точках достаточно полным и общим для расчета очень сложных нелинейных электрический цепей.

Несложные правила позволяют рассчитывать нелинейные цепи очень просто с учетом отклонений параметров элементов. Расчет может быть выполнен как на наихудшее, так и на вероятное сочетание погрешностей элементов.

4. Для упрощения и ускорения расчетов целесообразно пользование номограммами. Возможно решение как прямой, так и обратной задачи.

5. Основные правила построения вольтамперных характеристик для простых и сложных цепей с учетом отклонения параметров и оценка погрешностей метода расчета.

6. Примеры расчета некоторых схем.

Доклад 44. Метод Монте-Карло

Схема алгоритма, даваемого методом Монте-Карло для решения ряда важнейших задач, требует запоминания малого числа промежуточных результатов.

Ошибка, получаемая в решении по методу Монте-Карло, определяется числом испытаний. Ошибки округления и арифметические о: гибки в отдельных испытаниях не влияют существенно на точность результата. Реально достижимая точность составляет около трех десятичных знаков.

Областью применения метода Монте-Карло являются задачи, где не требуется слишком большая точность, но сама задача носит сложную структуру. В первую очередь сюда относятся краевые задачи для уравнений в частных производных, вычисления многомерных интегралов, решение интегральных уравнений. Особенно удобны задачи, имеющие вероятностную природу: задачи теории рассеяния, прохождения частиц через вещество, теории стрельбы. Ряд задач, решение которых обычными методами вызывает большие вычислительные трудности или вообще нереально в настоящее время, могут быть эффективно решены с помощью метода Монте-Карло.

Для реализации метода, можно использовать существующие машины, эффективность применения которых можно увеличить созданием специальных приставок. Но более эффективным является конструирование специализированных машин, решающих либо отдельный класс задач по методу Монте-Карло, либо допускающих возможность решения широкого класса задач по этому методу (машины универсального типа). Последние два типа машин должны быть существенно проще цифровых машин общего назначения.

Доклад 45. Опыт программирования и решения некоторых математических задач на машине М-2 ЭНИН АН СССР в МГУ

МГУ начал регулярно эксплуатировать машину М-2 совместно с ЭНИН АН СССР с конца декабря 1955 г.

Тематика предложенных задач весьма разнообразна (системы обыкновенных дифференциальных уравнений, отыскание экстремумов функции трех переменных, системы линейных алгебраических и трансцендентных уравнений, вычисление несобственных интегралов, составление таблиц и т. д.), однако во всех задачах имеется много сходных частей. Поэтому было решено сначала составить библиотеку стандартных подпрограмм.

Считаем, что в большинстве случаев работа на фиксированной запятой с постоянными масштабами нецелесообразна, поэтому работаем в двух режимах: на плавающей запятой и на фиксированной запятой с "плавающими масштабами".

В соответствии с этим библиотека стандартных подпрограмм составлена из двух частей, применительно к каждому из этих режимов. (О работе с плавающими масштабами будет отдельное сообщение).

Составлена программа ввода, которая контролирует правильность ввода материала с перфоленты и ставит стандартные подпрограммы и другой материал на соответствующие места ЗУ.

Методика отладки задач разработана еще слабо. Решение задач по отлаженным программам проводится, как правило, сменными инженерами, без присутствия математиков.

Доклад 46. Особенности программирования на машине "Урал"

Назначение и краткая характеристика машины "Урал". Форма представления чисел и величина разрядной сетки, емкости накопителей и временные параметры, внешние устройства машины.

Состав операций и структура команд. Некоторые особенности операций, выполняемых машиной. Примеры простых программ. Аппроксимационные формулы и программы для реализаций в машине некоторых элементарных функций. Особенности программ для машин с фиксированной запятой. Примеры рабочих программ для решения задач на машине "Урал" и их параметры (емкость накопителей, количество команд, время решения и т. п.).

Специальные методы программирования для машин с фиксированной запятой; использование подпрограмм для выполнения операций с плавающей запятой, автоматическая корректировка масштабов и масштабных коэффициентов.

Характеристика испытательных программ и методы контроля правильности работы машины.

Доклад 47. Многозначная логика и теория электрических схем

В приложениях часто встречаются устройства, которые имеют, вообще говоря, п входов и m выходов, каждые из которых могут пребывать в одном из k состояний; причем состояния выходных каналов однозначно определяются состоянием входных каналов. Можно характеризовать состояния этих каналов посредством целых чисел 0, 1, 2, .... k-1. Очевидно, что работа таких устройств описывается набором некоторых т функций от п переменных таким образом, что значения аргументов указывают состояния входов, а значения функций - состояния выходов. Совокупность всех таких функций образует К-значное логическое исчисление.

Функции могут задаваться с помощью таблиц. Однако такое задание связано с громоздкой записью даже в случае K=2 (т. е. алгебры логики) и небольших n. Возникает задача о задании функций К-значного исчисления посредством формул, построенных из некоторого множества более простых "элементарных функций".

Известно, что любая функция К-значной логики может быть записана формулой, построенной из функций таких систем. Такие формулы могут быть интересны также и с той точки зрения, что они в некоторых случаях отображают, структуру схем.

В связи с этим возникает задача о выделении всех тех систем из К-значного исчисления, через которые может быть изображена в виде формулы всякая функция этого исчисления (проблема полноты). Проблема полноты решена во всей общности. Оказывается, что из всякой такой системы (полной системы) можно выбрать полную подсистему, но состоящую из конечного числа функций. Однако общее решение оказывается практически не эффективным.

В случае произвольного К можно указать ряд достаточных критериев полноты и обладающих эффективностью. Все они опираются на понятие так называемого замкнутого класса.

Эффективные критерии получены для К=2 Постом и для К=З - докладчиком. В этих случаях проблема полноты допускает полное эффективное решение. Оказывается также, что при К=2 из всякой полной системы можно выбрать полную подсистему и содержащую не более 4 функций, для К=3 соответствующая полная подсистема содержит не более 7 функций.

Секция специализированных машин

Руководитель - чл.-корр. Трапезников В. А.

Доклад 48. Электромеханический дифференциальный анализатор

Общая характеристика машины и ее структурные особенности.

Характеристики основных математических устройств дифференциального анализатора (интегрирующих, функциональных, суммирующих, множительных), их конструктивные особенности и точность работы устройств при образовании функций и реализации операций.

Автоматическая настройка, контроль и управление: коммутация устройств, ввод условий задачи, контроль правильности настройки, привод независимой переменной и система автоматического регулирования скоростного режима, следящие системы, выдача результата.

Основные моменты подготовки задач к решению на машине: преобразование уравнений к виду; удобному для решения на машине, составление схем настройки, расчет масштабов и масштабных коэффициентов.

Опыт решения некоторых задач на машине и сравнительные оценки приборного решения с численными решениями.

Основные методы контроля точности работы отдельных математических устройств и машины в целом.

Доклад 49. Специализированная автоматическая цифровая вычислительная машина типа "Кристалл"

1. Введение

Задачи, решаемые на машине "Кристалл": расчет электронной плотности, структурных амплитуд и значения параметра р2. Основные формулы, возможные варианты решения, диапазоны изменения исходных данных.

2. Основные эксплуатационно-технические параметры машины

Общие показатели машины. Время решения 1, 2 и 3 задачи при различных диапазонах изменения исходных данных задач.

3. Состав машины и особенности отдельных устройств

Блок-схема машины. Устройства для ввода исходных данных и вывода результатов и их особенности (автоматический перевод, контроль, скорость работы и др.).

Функциональное устройство и его особенности. Выработка значений тригонометрических функций. Сведение углов к первой четверти. Выработка значений функции ((р2). Учет атомного веса. Выработка значений индексов h, k и их произведения.

4. Работа машины

Процесс решения задачи на машине "Кристалл".

Доклад 50. Опыт эксплуатации электронного вычислителя ЭВ-80-3

Опыт эксплуатации электронных вычислителей в ЦАГИ и МГУ показал, что эти машины имеют ряд серьезных эксплуатационных недостатков, обусловленных недоработанностью технического проекта и плохим выполнением отдельных узлов и деталей.

Основными недостатками ЭВ-80-3 являются:

1) малая емкость запоминающего устройства;

2) невозможность проведения полного контроля вычислений за один прогон перфокарт;

3) низкая надежность работы.

Вследствие этих недостатков фактическая производительность машины составляет лишь несколько процентов от заявленной в технических условиях, а выполнение на ней расчетов, связанных жесткими сроками, практически не представляется возможным.

Выпуск электронных вычислителей может стать целесообразным только при условии улучшения машины в следующих направлениях:

1. Должна быть увеличена емкость запоминающего устройства;

2. Более тщательно должна быть разработана система контроля вычислений;

3. Должны быть доработаны в конструктивном отношении узлы и блоки, работающие ненадежно: редуктор пробивного механизма, блок питания, крепление каскадов и пр.

Доклад 51. Исследование эксплуатационных свойств табуляторов применительно к задачам, решаемым на машиносчетных станциях машиностроительных заводов

Опыт использования счетно-аналитических машин на заводских МСС свидетельствует о наличии значительных разрывов между эксплуатационными свойствами табуляторов и предъявляемыми к ним требованиями.

Основными недостатками счетных и печатающих механизмов табуляторов Т-4МИ и Т-5 являются:

а) малые их емкости;

б) постоянство или недостаточная гибкость систем разделения счетных механизмов на счетчики;

в) постоянство систем разделения печатающих механизмов на секции;

г) неприспособленность к печатанию букв, вызывающая необходимость применения цифровых кодов для обозначения признаков.

Недостатками релейно-контактной схемы табулятора Т-4МИ являются:

а) отсутствие возможности ввода чисел в обычном виде или в виде дополнения из любого разряда счетного механизма в любой другой разряд;

б) отсутствие возможности печатания чисел, фиксирующихся в каком-либо разряде счетного механизма, в любом разряде печатающего механизма.

Общим недостатком релейно-контактных схем табуляторов Т-4МИ и Т-5 является отсутствие возможности выполнения умножения табличным методом, препятствующее эффективному применению счетно-аналитических машин для механизации нормативных расчетов.

Для устранения затруднений при решении сложных задач и повышения эффективности применения счетно-аналитических машин в условиях МСС машиностроительных заводов эксплуатационные свойства табуляторов должны быть улучшены следующим образом:

1) емкости счетного и печатающего механизмов должны составлять соответственно 140-150 и 110 разрядов;

2) система разделения счетного и печатающего механизмов на счетчики и секции должна обеспечивать возможность наиболее полного использования емкостей;

3) примерно половина емкости счетного механизма должна быть приспособлена к преобразованию вводимых чисел в дополнения;

4)левая часть печатающего механизма должна быть приспособлена к печатанию буквенных обозначений;

5) построение релейно-контактной схемы должно обеспечивать возможность выполнения всех действий, допускаемых схемой табулятора Т-5, и, кроме того, возможность выполнения умножения табличным методом;

6) построение релейно-контактной схемы должно обеспечивать максимальную простоту настройки машины;

7) конструкции основных механизмов и построение релейно-контактной схемы должны предусматривать возможность автоматического контроля вычислений.

Доклад 52. О расширении возможностей электрических моделей, разработанных в КБ ММиП

1. Устройства наблюдения .и фиксации решений, получаемых с помощью электронных моделей, разработанных в КБ ММиП.

2. Решение краевых задач на электронных моделях методом минимизации с помощью электроннолучевого минимизатора.

3. Способы решения на электронных моделях систем алгебраических и трансцендентных уравнений.

4. Малая электронная модель МЛ-2 для решения системы алгебраических уравнений с 12 неизвестными.

5. Решение на электронных моделях интегральных уравнений типа Фредгольма и Вольттера методом последовательных приближений. Описание устройства для многократного воспроизведения решения.

Доклад 53. Моделирующие устройства для решения краевых задач

За последние годы моделирующие устройства для решения краевых задач имели существенное дальнейшее развитие.

В течение 1950-1955 гг. были разработаны и созданы специализированные электрические сетки для решения нефтяной проблемы по рациональной разработке нефтяных пластов. Особенностью сеток ЭМ-5, ЭМ-7 и ЭМ-8 является масштабная структура схемы и электронное устройство для решения нестационарных задач. Эти сетки имеют от 2 до 7 тысяч узловых точек и позволяют "включать" сотни скважин.

Для решения важных задач по определению прочности в фундаментах, плитах и др. уже более 4-х лет успешно эксплуатируется электрическая модель ЭМ-6 в Гипропроекте.

Для решения магнитной задачи в полупространстве в 1949 г. была построена первая объемная сетка на 15000 узловых точек, состоящая из центральной части и периферии, на которой моделируется бесконечность. Значительная погрешность на этой модели привела к принципиально новому - методу моделирования с помощью интегральной формы.

В 1955 г. Институтом точной механики и вычислительной техники АН СССР был сдан в нормальную эксплуатацию прибор ИЗ (названный авторами "интегрирующими звездами"). Принцип устройства прибора основан на применении интегральной формы решения с последующим нахождением интеграла при помощи интегрирующих звезд. На приборе находятся первые и вторые производные с точностью до 3-5%. Для этого метода исследован вопрос о погрешности.

Ряд важных задач практически может решаться применением комплекса сеток, звезд и быстродействующих машин. Эта возможность требует дополнительных исследований.

Дальнейшими задачами в области развития теории и практики моделирующих устройств для решения краевых задач являются: разработка методики решения задач на сетках и интегрирующих звездах с повышенной точностью; решение объемных задач; моделирование элементов циркуляции, скрытой теплоты, нелинейности; исследование возможности применения печатных схем; автоматизация входного и выходного устройств.

Доклад 54. Приемы контроля правильности подготовки и точности решения задач на электрических моделях для решения обыкновенных дифференциальных уравнений

1. Основы математического аппарата анализа погрешностей электрических моделей для решения обыкновенных дифференциальных уравнений. Примеры.

2. Практические приемы оценки влияния дрейфа усилителей, точности задания коэффициентов и нелинейных функций на точность решения задач на электромоделях.

3. Сравнение решения на электромодели с численным решением для одного из вариантов, как один из методов оценки точности исследования задач на электромоделях. Значение накопления опытных данных по точности моделирования некоторых типов задач. Примеры.

4. Методы проверки правильности расчета масштабов и коэффициентов передачи блоков, а также правильности настройки функциональных блоков и их коммутации.

5. Некоторые результаты испытаний электромоделей в КБ ММиП.

Доклад 55. Применение электронных моделирующих установок для исследования систем автоматического регулирования

1. Методы моделирования систем автоматического регулирования и их краткая характеристика. Модели-аналоги и счетно-решающие устройства. Моделирующая установка как вычислительная машина и ее место в общем комплексе средств вычислительной техники. Тенденции и перспективы развития этих устройств.

2. Классификация систем автоматического регулирования. Требования, предъявляемые к техническим характеристикам и составу современных электронных моделей, предназначенных для исследования систем автоматического регулирования. Возможности использования элементов электронных моделей в качестве составных частей системы автоматического регулирования.

3. Принципы построения электронных моделей, не требующих стабилизированных источников питания. Методы увеличения длительности решения задач на электронных моделях. Моделирующая установка ЭМУ-6 ИАТ АН СССР.

4. Применение электронных моделирующих установок для анализа и синтеза систем автоматического регулирования.

Нахождение границ области устойчивости. Вычисление значения среднеквадратичной ошибки, определение связи интегральных оценок с качеством переходного процесса, получение общих зависимостей для нелинейных систем.

Пример исследования простейшей нелинейной системы.

Исследования с реальными элементами аппаратуры.

Доклад 56. Опыт эксплуатации моделирующих вычислительных устройств

1. Обзор моделирующих установок (универсальных и специализированных), разработанных Институтом точной механики и вычислительной техники Академии наук СССР.

2. Опыт эксплуатации: а) электроинтегратора ЭИ-12 для решения уравнений Лапласа и Пуассона; б) моделирующей установки, предназначенной для решения уравнений параболического типа; в) электронно-ламповых интеграторов ЭЛЙ-12 и ЭЛИ-6.

3. Перспективы дальнейшего развития моделирующих установок.

Доклад 57. Автоматическая вычислительная машина для вычисления сумм парных произведений ("Погода")

Назначение и область применения - решение задач, сводящихся к вычислению сумм парных произведений. Типовая задача - умножение матриц. Задачи: разложение в ряды и суммирование рядов (Фурье, по сферическим функциям и др.), решение систем линейных алгебраических уравнений методом итераций (простой итерации, методом Зейделя), вычисление значений полинома по схеме Горнера.

Укрупненная блок-схема машины

Анализ особенностей численных методов решения рассмотренных задач: упорядоченное расположение числового материала, большое количество исходных данных при относительно небольшом количестве операций. Структурная схема машины. Основные устройства машины и их назначение. Общая схема работы машины.

Устройства преобразования чисел и управления. Назначение устройств. Система счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую одновременно с арифметической операцией в специальном блоке. Операции над числами. Блок-схема. Работа с числами пониженной разрядности. Система команд.

Конструктивные особенности машины. Основные параметры машины и сравнение с другими машинами.

Доклад 58. Применение цифровых интегрирующих машин для автоматического управления объектами

1. Предлагаемая схема цифровой интегрирующей машины с частотой синхронизирующих импульсов в 1 мГц и выше позволяет получить весьма высокие скорости решения задачи при автоматическом управлении объектами.

2. Применение цифровых интегрирующих машин обеспечивает непрерывность процесса управления объектами, а также простоту и гибкость настройки машины для решения различных задач.

3. Предлагаемые многоканальные преобразовательные и функциональные устройства позволяют сравнительно простыми средствами осуществить ввод в интегрирующую машину различной информации, в том числе и табличные данные большого объема.

4. Компактность и экономичность цифровых интегрирующих машин позволяет использовать их для многих практических применений.

Доклад 59. Специализированная сеточная электромодель типа ЭИ-С

Решение задач подземной гидравлики, связанных с рациональной разработкой нефтяных месторождений при строгой их постановке, сводится к решению дифференциальных уравнений в частных производных.

Стационарные задачи (водонапорный режим) сводятся к уравнениям типа Лапласа и нестационарные (упругий режим) - к уравнениям типа Фурье. Аналитические методы решения этих уравнений имеются либо для частных случаев (задачи Дирихле-Неймана для прямоугольной области или круга), либо настолько сложны, что их практическое применение затруднено.

Численные методы, в частности конечно-разностный, позволяют получить решения для широкого класса уравнений в частных производных, не ограничивая исходные данные.

Однако конечно-разностный метод приводит к необходимости решения систем алгебраических уравнений порядка нескольких тысяч. Даже применение быстродействующих вычислительных машин дискретного действия в этом случае не реально из-за необходимости огромного объема памяти и затруднений в вариациях параметров.

Исходные данные для решения нефтяных задач получают в результате геологических исследований и вероятная ошибка их достигает 15?20%, следовательно, требования к точности решения не могут быть высоки.

Специализированная электромодель типа ЭИ-С, разработанная и спроектированная в 1954-1955 гг. позволяет решать описанные задачи с погрешностью порядка нескольких процентов.

Исследуемая область моделируется сеткой активных сопротивлений, имеющей около 13 тысяч угловых точек.

Упругая емкость пласта моделируется с помощью конденсаторов, подключаемых к узловым точкам сетки.

Модель позволяет исследовать месторождения, предполагающие наличие до 500 эксплуатационных и до 250 инжекционных скважин.

Скважины моделируются специальными каналами, общее количество которых 750.

Каналы могут быть автоматически включены или выключены несколько раз за время решения по заданной программе.

Также может быть осуществлено автоматическое переключение каналов из режима задания граничных условий II-го рода (дебит) в режим задания граничных условий 1-го рода (давление) в ходе решения задачи.

Возможно моделирование переменного во времени давления или дебита скважин по заданному графику.

Задание начальных условий (потенциалов на узловых точках сетки в начальный момент времени) производится через те же конденсаторы сетки подключением их обратных обкладок к специальному делителю начальных условий.

При решении нестационарных задач решение на модели периодически повторяется с частотой 4?8 герц. )

До приведения схемы к исходному состоянию во временном цикле модели отведено время порядка 0,1 сек, в течение которого производится разряд емкостей сетки с помощью электронных ключей.

Мгновенные значения этих функций могут быть измерены с помощью компенсационных измерительных устройств.

Доклад 80. Применение счетно-решающей техники на железнодорожном транспорте

Для составления графиков движения поездов, при проектировании железнодорожных линий, новых типов подвижного состава и т. п., производятся тяговые и тепловые расчеты, а также расчеты потребляемой электроэнергии и затрачиваемой механической работы.

В тяговых расчетах производится решение нелинейного дифференциального уравнения движения поезда. В это уравнение в качестве исходных данных задаются нелинейные зависимости тяговых и тормозных сил от скорости и профиль пути. В результате решения должны быть получены графики зависимости скорости и времени от пути.

При тепловых расчетах производится решение нелинейного дифференциального уравнения нагрева обмоток тяговых электромашин электровозов и тепловозов. В качестве исходных данных в этом уравнении задаются нелинейные зависимости тепловых параметров от тока электромашин. В результате решения должен быть получен график зависимости нагрева электромашин от пути. При расчете расхода электроэнергии решается дифференциальное уравнение 1-го порядка. В качестве исходных данных в этом уравнении задаются нелинейные зависимости мощности от скорости. В результате решения определяется количество электроэнергии или механической работы, затрачиваемой локомотивом при конкретных условиях движения поезда.

До настоящего времени тяговые и тепловые расчеты производились графическим интегрированием. Трудоемкость этих работ приковывала большое число специалистов и порождала всякого рода упрощения, снижавшие точность расчетов.

В 1954 г. разработана специализированная нелинейная электромодель AТР-1 для новых расчетов и в 1955-1956. гг. - нелинейная электромодель для тепловых расчетов, расчетов расхода электроэнергии или механической работы - АТР-2. В настоящее время начат серийный выпуск этих моделей. Результаты опытной эксплуатации и испытаний опытных образцов характеризуют достаточную точность решения на моделях описанных задач.

С применением их становятся реальными многочисленные варианты расчетов для выбора оптимальных результатов.

Возможность мгновенного решения уравнения движения поезда позволяет принципиально решить вопрос автоматического управления поездной работой локомотива.

Автоматизация управления локомотивом позволит исключить влияние субъективных факторов и обеспечить выполнение графика движения поезда с большой точностью, обеспечит более экономичный режим и повысит безопасность движения.

Наличие на многих железнодорожных станциях механизированных сортировочных горок, к сожалению, не позволяет до сих пор устранить ручной труд башмачников, ликвидировать "окна" между остановившимися отцепами на сортировочных путях и бой вагонов вследствие недопустимой скорости соударения.

Причиной этому является отсутствие на механизированных сортировочных горках автоматического управления вагонными замедлителями. Автоматизация этой важнейшей операции должна обеспечить следование отцепов с допустимыми интервалами, на максимально допустимых скоростях при условии их останова в заданном месте с допустимой скоростью соударения.

Единственным эффективным вариантом такой автоматизации является применение для ее управления специализированной математической машины.

Математическая машина по данным об отцепе, скатывающимся с горба горки, вычисляет его сопротивление движению и скорость выхода с тормозной позиции замедлителя для конкретных условий профиля и длины пути до места сцепки.

Вычисленная скорость определяет время торможения и нужное тормозное усилие, автоматически задаваемое замедлителю.

Затем замеренная фактическая скорость следования отцепа через тормозные позиции автоматически сравнивается с заданной и вносятся соответствующие коррекции.

Доклад 61. Малые нелинейные электрические модели МН-7 и МН-10

1. Краткая техническая характеристика малогабаритной электронной нелинейной моделирующей установки типа МН-7:

а) область ее применения;

б) состав основных решающих элементов;

в) специфические особенности, отличающие эту установку от выпускаемых в Союзе и за рубежом.

2. Особенности установки типа МН-10.

Доклад 62. Опыт эксплуатации моделирующих устройств

1. Опыт эксплуатации электронных моделирующих установок типа ИПТ-4, ИПТ-5, МН-3 и МН-2.

2. Краткая характеристика задач, которые были решены на этих установках.

3. Эксплуатационные недостатки перечисленных установок и меры для их устранения.

4. Преобразующие устройства к электронным моделям и требования, предъявляемые к ним.

5. Методы оценки точности решения и требования к точности отдельных решающих элементов.

Доклад 63. Цифровой дифференциальный анализатор

Принципы построения цифровых дифференциальных анализаторов: применяемый метод интегрирования, схема цифрового интегратора, схема образования приращения подинтегральной функции и самой функции, схема образования приращения независимой переменной.

Функциональная схема цифрового дифференциального анализатора. Ввод начальных данных. Ввод табличных и экспериментальных функций. Выходные устройства машины: печатающее устройство, графическое устройство.

Специальные режимы работы интеграторов: работа в режиме сумматора, работа в режиме умножения на постоянное число.

Подготовка исходных данных для решения задач на цифровом дифференциальном анализаторе; схема связи интеграторов для решения задачи и шифровальные таблицы; масштабы и масштабные соотношения.

Состав и параметры построенной машины. Результаты решения задач на машине.

Доклад 64. Возможности применения вычислительной техники для автоматизации производственных процессов в металлургии

1. Основные пути применения вычислительных устройств (ВУ) в автоматических системах (АС)

ВУ, применяемые в АС, можно разделить на три группы: командные ВУ, ВУ обработки информации и ВУ, встроенные в замкнутую цепь АС. Последняя категория ВУ является наиболее перспективной.

2. Краткая характеристика возможностей применения ВУ в металлургических объектах

Возможные объекты автоматизации - прокатные станы, доменные печи, мартеновские, электросталеплавильные печи и т. д. В настоящее время применение ВУ в первую очередь целесообразно для таких объектов, как дуговая электросталеплавильная печь и непрерывный листовой стан холодной прокатки.

3. Основные направления работы при разработке ВУ для автоматизации указанных выше объектов

Основными направлениями в части разработки ВУ являются: теоретическое изучение идеализированных систем, построение электронных моделей систем, участие в разработке блок-схемы автоматизации, разработка блоков ВУ, испытание аппаратуры ВУ на электронной модели объекта и т. д.

4. Работа по автоматизации дуговой электросталеплавильной печи

По данным ЦЛА НИИЧЕРМЕТ и совместно с этой организацией разработаны основные принципы применения ВУ для автоматизации объекта.

Первая очередь включает в себя автоматизацию только электрической части печи, ввиду отсутствия в настоящее время измерительной аппаратуры для тепловых измерений. Макетный образец регулятора с применением ВУ прошел опытную проверку.

5. Работа по автоматизации непрерывного стана холодной прокатки

Работа начата совместно с ЦКБ ММ (Минтяжмаш) и ЦЛА (Минчермет). В этой области можно указать приближенные уравнения объекта, что облегчает разработку блок-схемы автоматизации и электронной модели стана.

6. Ближайшие перспективы автоматизации в металлургии с применением ВУ

Основные трудности: недостаточная изученность объектов, недостаток измерительной аппаратуры, недостаточность современной теории и существующих принципов построения автоматических систем, недостаточная надежность известной вычислительной аппаратуры при длительной работе в цеховых условиях. Преодоление научных и технических трудностей, указанных выше, потребует тесной увязки работы ряда организаций как Министерств, так и Академии наук.

Доклад 65. Анализ устойчивости динамических систем при использовании электронных счетных машин (на примере энергосистемы)

1. Задача, по Ляпунову, распадается на две, по существу независимых, части:

а) определение коэффициентов характеристического уравнения сложной регулируемой системы;

б) расчет критериев устойчивости и определение границ областей устойчивости в функции заданных параметров.

2. Для преобразования исходных дифференциальных уравнений и вычисления коэффициентов характеристического уравнения может быть получен алгоритм для типового программирования логических операций и вычислений на электронной счетной машине. Особенностью программирования задач такого рода является необходимость производить действия с матрицами, элементы которых представляют собой не только числа, но и алгебраические выражения.

3. Для расчетов границ области устойчивости рекомендуется следующая методика:

а) исходными данными являются коэффициенты характеристического уравнения, представленные в виде функции двух параметров (например коэффициентов регулирования);

б) в процессе счета этим параметрам придается, с достаточно малым расчетным шагом, последовательный ряд численных значений. Для каждой пары значений непрерывно вычисляется критерий Раута. В качестве результатов расчета из машины выводятся попарно значения варьируемых параметров для начала и конца интервала, в котором происходит изменение знака критерия. Эти значения и являются предельными координатами, между которыми проходит искомая граница области устойчивости.

4. Для энергосистем, представленных в виде трех эквивалентных станций, характеристические уравнения которых в анализировавшихся вариантах имели порядок до 10-го включительно, ИЭ и ИМ АН УССР выполнены серии расчетов статической устойчивости на БВМ. Рассматривалось автоматическое регулирование возбуждения одного или двух генераторов удаленной станции или промежуточного синхронного компенсатора. Предполагалось основное регулирование по отклонениям тока и напряжения и дополнительное регулирование по 1-й и 2-й производным тока или по скольжению и ускорению. Получены серии областей устойчивости в плоскости коэффициентов регулирования по производным тока, производным угла (по скольжению и ускорению) или по отклонениям тока и напряжения. Варьировались также исходные режимы (Ро-0; 0,5; 1,0; 1,1) и схема энергосистемы (наличие и отсутствие продольной компенсации линии дальней электропередачи).

Результаты расчетов достаточно хорошо соответствуют результатам испытаний на электродинамических моделях для тех вариантов, по которым имеются экспериментальные данные для сопоставления.

Все расчеты производились на основе выведенных автором доклада уравнений возмущенного движения сложной энергосистемы. Программирование выполнено Институтом математики АН УССР.

Доклад 66. Некоторые вопросы динамики систем регулирования и управления с цифровыми вычислительными устройствами

Рассматриваются основные типы систем регулирования и управления с цифровыми вычислительными устройствами (ц. в. у.) и их особенности.

Показывается эквивалентность систем с ц. в. у. и систем импульсного или прерывистого регулирования.

Для анализа динамических свойств систем с ц. в. у. привлекается теория импульсного регулирования.

Показывается, что введение в систему регулирования ц. в. у. позволяет увеличить запас устойчивости, достигнуть оптимальных процессов, т. е. процессов с конечным и минимальным временем регулирования как в системах без запаздывания, так и в системах с запаздыванием.

Излагается методика определения программы ц. в. у. исходя из заданных требований к качеству процесса.

Кратко рассматриваются требования к ц. в. у. с точки зрения применения их в системах регулирования и управления.

Доклад 87. Применение ферритовых сердечников в вычислительной технике

1. Быстродействующие цифровые вычислительные машины, машины, предназначенные для выполнения преимущественно Логических операций, машины для регулирования производственных процессов и другие специализированные цифровые машины обычно состоят из очень большого числа элементарных ячеек, к надежности которых предъявляются высокие требования.

Элементарные ячейки, построенные с использованием ферритовых сердечников, отличаются наличием целого ряда преимуществ по сравнению со схемами, использующими электронно-вакуумные приборы.

К числу основных преимуществ относятся: надежность, долговечность, малогабаритность, относительно малая потребляемая мощность и дешевизна.

2. Схемы основных элементов и устройств, выполненные с использованием ферритовых сердечников:

а) элемент регистра;

б) динамический триггер;

в) логические схемы "И-И", "Или - Или", "запрет" и др.;

г) магнитное оперативное запоминающее устройство;

д) адресные системы (дешифратор).

3. Основные характеристики элементарных схем:

а) входные сигналы;

б) выходные сигналы;

г) потребляемая мощность;

д) диапазон частот;

е) вентили.

4. Технические и экономические соображения, касающиеся выполнения цифровых вычислительных устройств с использованием ферритовых сердечников, и уже достигнутый уровень разработок схем дают возможность рекомендовать широкое развертывание производства элементарных ячеек и блоков, что позволит широко и быстро внедрить быстродействующие вычислительные устройства в народное хозяйство и даст большой народнохозяйственный эффект.

Необходимо для осуществления этой задачи срочно решить вопрос о промышленной базе.

Проект Эдуарда Пройдакова
© Совет Виртуального компьютерного музея, 1997 — 2017