Машина электронная вычислительная общего назначения М-20

1. Главный конструктор: академик АН СССР С. А. Лебедев; зам. главного конструктора — к. т. н. М. К. Сулим и д. ф.-м. н. М. Р. Шура-Бура; основные разработчики: к. т. н. П. П. Головистиков, В. Я. Алексеев, к. т. н. В. В. Бардиж, к. т .н. В. Н. Лаут, А. А. Соколов, М. В. Тяпкин, А. С. Федоров.
2. Организация разработчик: Институт точной механики и вычислительной техники (ИТМ и ВТ) и Специальное конструкторское бюро (СКБ-245).
3. Завод-изготовитель: Завод вычислительных машин (Казань), Московский завод САМ.
4. Год окончания разработки: 1958.
5. Год начала выпуска: 1958.
6. Год прекращения производства: 1964.
7. Общее количество изготовленных машин: 70-75 (по данным музея ГК ICL «История вычислительной техники в Казани». Из них 63 изготовлены на Казанском заводе ЭВМ, остальные на заводе САМ).
   
8. Область применения: решение задач из многих областей науки и техники.

Описание ЭВМ

Структура ЭВМ

Однопроцессорная, в процессоре реализован ряд структурных решений: совмещение выполнения частей операций, ускорение выполнения операций сложения и умножения за счет совершенствования работы цепей переноса (введение цепи «грубого» переноса, дополняющего сквозной перенос) и умножение сразу на два разряда.

Система представления чисел – двоичная с плавающей запятой, количество разрядов для кодов чисел – 45.

ЭВМ М-20 имела память на ферритовых сердечниках объемом 4096 слов, внешняя память располагалась на магнитных барабанах и лентах.

Элементная база

Съемные блоки с двумя электронными лампами. Использовался импульсный принцип (динамические триггеры) для построения схем устройств параллельного действия, что привело к уменьшению числа электронных ламп в машине до 1600. Логические схемы были выполнены на полупроводниковых диодах, что в сочетании с ненагруженным режимом их работы, являющимся также следствием применения импульсного принципа построения схем, обеспечило повышенную надежность работы машины.

Конструкция и технология

Машина собрана в семи шкафах. В каждом шкафу по шесть плат. Использовались 30-контактные ножевые разъемы.

Программное обеспечение

Библиотека стандартных подпрограмм ИС-2.

Технико-эксплуатационные характеристики

• Средняя производительность – 20 тыс. операций в секунду
• Занимаемая площадь – 170–200 кв. м
• Потребляемая мощность от сети 220 В/50 Гц – 50 кВт (без системы охлаждения)

Особенности машины

ЭВМ М-20 явилась одной из самых быстродействующих и надежных машин первого поколения в мире.

Общее повышение эффективности работы машины помимо структурных решений и импульсного принципа построения схем достигалось также введениeм:

• индексной арифметики, позволяющей во многих случаях избавиться от переменных команд;
• новых логических операций в процессоре;
• системы команд с автоматической модификацией адреса;
• совмещения работы АУ с выборкой команд из памяти;
• совмещения вывода информации на печать с работой процессора.

Были получены патенты на ЭВМ М-20, патенты на отдельные составляющие М-20, имелось большое количество публикаций.

Об использовании ЭВМ М-20

«В середине 60-х годов прошлого столетия в нашей стране были широко распространены вычислительные машины типа М-20, построенные коллективом, возглавляемым академиком С. А. Лебедевым. По тем временам это были вполне современные компьютеры, обладающие производительностью около 20 тыс. операций в секунду. Однако их оперативная память была малой и позволяла решать системы линейных алгебраических уравнений с плотной матрицей порядка всего лишь 50-100. Требования практики заставляли искать способы решения систем значительно большего порядка. В качестве медленной памяти на этих машинах использовались магнитные барабаны. Они играли тогда такую же роль, какую сейчас в персональном компьютере играют жесткие диски. Естественно, с поправкой на объем хранимой информации. Под этот тип медленной памяти была разработана специальная блочная технология решения больших алгебраических задач. Она позволяла с использованием только 300 слов оперативной памяти решать системы практически любого порядка. Точнее, такого порядка, при котором матрица и правая часть могли целиком разместиться в медленной памяти. При этом системы решались почти столь же быстро, как будто вся информация о них на самом деле была размещена в оперативной памяти. Созданные на основе данной технологии программы были весьма эффективны. В частности, на машинах типа М-20 они позволяли решать системы 200-го порядка всего за 9 минут.»

Из книги: В. В. Воеводин, Вл. В. Воеводин «Параллельные вычисления» — СПб.: БХВ-Петербург, 2002. — 608 с. (стр. 29).

Литература:

1. Воеводин. В. В. Численные методы алгебры (теория и алгоритмы). — М.: Наука, 1966 г. — 248 с.