Электронные вычислительные машины серии “Наири”

ЭВМ “Наири” (базовая модель)

1. Организация-разработчик: Ереванский научно-исследовательский институт математических машин (ЕрНИИММ).
2. Разработчики: главный конструктор — Овсепян Грачья Есаевич. Основные разработчики: Дадашян  Э. Л. (конструкция), Буниатян  М. Р. (математическое обеспечение), Геолецян  А. Г. (ЦП), Нерсисян  А. О. (оперативная память и ДЗУ), Мкртчян  Ж. А. (системы питания), Джанджулян  Э. Л. (блок управления внешними устройствами).
3. Заводы-изготовители: Ереванский НИИММ, Ереванский завод “Электрон”, Казанский завод ЭВМ.
4. Год окончания разработки: 1964.
5. Год начала серийного выпуска: 1965.
6. Год прекращения серийного выпуска: 1975.
7. Область применения: выполнение математических расчетов в НИИ, вузах, небольших организациях.
8. Число выпущенных машин: в Ереване — нет данных; в Казани — около 600.

Технические характеристики.

Система команд — двухадресная.

Форма представления чисел — двоичная с фиксированной запятой (операции с плавающей запятой выполняются по подпрограмме). Длина слова — 36 двоичных разрядов. Средняя скорость вычислений 1,5-2 тыс. операций в секунду. Оперативная запоминающее устройство (ОЗУ) на ферритовых сердечниках имеет емкость 1024 слова с временем обращения 24 мкс.

Долговременное запоминающее устройство на ферритовых сердечниках имеет емкость 16 384 слова. Ввод — с клавиатуры и перфоленты. Вывод — на рулонную бумагу и на перфоленту. На первых моделях в качестве технических средств ввода и вывода использовались телеграфные аппараты РТА и СТА при скорости 8-9 знаков в секунду. Арифметическое устройство — параллельного действия. Устройство управления — по микропрограммному принципу действия. Машина выполнена полностью на полупроводниковых приборах, установленных на односторонних печатных платах. Питание — от однофазной сети переменного тока 220 В.

Потребляемая мощность — не более 1,6 кВт. Температура окружающей среды от -10 до 35°С. Режим работы — круглосуточный. Габариты процессора (стола) — 2014в1100 в 960 мм; блока питания — 1100в657 в 1026 мм.

Программное обеспечение позволяет решать математические задачи при вводе формул на обычном языке.

ЭВМ “Наири-М”

Отличается от базовой модели составом внешних устройств; имеет:

• устройство ввода с перфоленты FS-1500 производства ЧССР;
• устройство вывода на перфоленту ПЛ-80 производства Казанского завода пишущих устройств.

ЭВМ “Наири-С”

Отличается от ЭВМ “Наири-М” тем, что после проведения в Минске межгосударственных испытаний в состав внешних устройств была введена электрофицированная пишущая машинка “Консул-254”, для управления которой в СКБ Казанского завода ЭВМ был разработан тиристорный блок.

Руководитель и исполнитель разработки — ведущий инженер Закиров  А. В.

ЭВМ “Наири-К”

Отличается от ЭВМ “Наири-С” увеличенным объемом оперативной памяти — емкость 4096 слов. Исполнитель разработки — Алексеева  Н. С., руководитель разработки — начальник лаборатории СКБ Казанского завода ЭВМ Закиров  А. В.

За разработку и создание семейства электронных вычислительных машин “Наири” с микропрограммным принципом построения и встроенной системой автоматического программирования постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 5 ноября 1971 г. группе разработчиков и специалистов была присуждена Государственная премия.

ЭВМ «НАИРИ-3»

Цифровая электронная вычислительная машина «Наири-3» предназначена для решения массовых инженерных, научно-технических задач и выполнения планово-экономических расчётов. Благодаря своим техническим характеристикам и математическому обеспечению она может найти широкое применение в проектных и научно-исследовательских институтах, конструкторских бюро, учебных заведениях, а также в больших вычислительных центрах.

ЭВМ «Наири-3» построена по агрегатному принципу. Структурная схема машины приведена на рис. 1.

Основные технические характеристики

Структура команд переменноадресная (до трёх) и определяется содержимым ПЗУ. Система счисления двоичная.

Способ представления чисел: с фиксированной и плавающей запятой.

Разрядность: 36 двоичных разрядов (предусмотрена работа с двойной длиной слова). Быстродействие 10 000—15 000 операций/с. Среднее время выполнения операций над 36-разрядными операндами: сложения с фиксированной занятой — 67 мкс; сложения с плавающей запятой— 225 мкс; умножения с фиксированной запятой — 219 мкс; умножения с плавающей запятой — 333 мкс.

АУ машины – параллельного действия. В АУ имеются возможности сдвигов чисел влево на 1 разряд и вправо на 2 разряда, инверсной передачи из одного регистра в другой, а также одновременного сдвига длинных чисел.

УУ машины обеспечивает автоматический ввод программ и исходных данных в машину, перевод математических адресов в физические адреса, выборку команд и чисел из ОЗУ и ПЗУ по заданной программе, выдачу окончательных результатов из машины на печать или перфорацию. В отличие от ЭВМ «Наири-С» и «Наири-2» устройство управления «Наири-3» построено по принципу двухступенчатого микропрограммного управления, отличающегося от одноступенчатого раздельным хранением операционной и адресной частей микрокоманды в ПЗУ.

Характеристики запоминающих устройств. Ёмкость ОЗУ 4 К — 32 К 36-разрядных слов, цикл обращения 8 мкс; ёмкость ПЗУ 32 К микрокоманд и 24 К слов для хранения программ. ПЗУ состоит из 2 раздельных частей: ПЗУ-A и ПЗУ-Э и предназначено для хранения и выдачи программ, микропрограмм адресной части, микрокоманд и других вспомогательных данных. Каждая ячейка ПЗУ-A представляет собой диодно-трансформаторную матрицу с прошивкой адресными проводами. Цикл обращения к ПЗУ-A равен 8 мкс. ПЗУ-Э предназначено для хранения и выдачи операционной части микрокоманд. Элементами запоминания ПЗУ-Э являются импульсные трансформаторы с прошивкой адресными проводами. Цикл обращения к ПЗУ-Э равен 1,5 мкс.

Устройства ввода-вывода информации по сравнению с ЭВМ «Наири-2» имеют несколько расширенный состав. Кроме пишущей машинки «Консул-254», фотосчитывающего устройства с перфоленты FS-1501, перфоратора результатов ленточного ПЛ-80/8 в ЭВМ «Наири-3» установлен малогабаритный печатающий механизм МП-16-2.

Элементной базой ЭВМ «Наири-3» являются интегральные схемы. Машина рассчитана на круглосуточную непрерывную эксплуатацию в стационарных отапливаемых помещениях.

Питание машины осуществляется от сети переменного тока напряжением 380/220 или 220/127 В и частотой 50 и 400 Гц. Потребляемая мощность 2,5 кВт.

Габаритные размеры машины 2000×760×1130 мм. Масса 502 кг. Условия эксплуатации: температура окружающего воздуха 5—40° С; относительная влажность при температуре 25°С составляет 80%. Ориентировочная стоимость 100 000 р.

Математическое обеспечение. В «Наири-3» используется упрощённый машинный язык, облегчающий программирование, а также введён специальный режим автоматического программирования, позволяющий вводить задачи на обычном математическом языке. Часто встре­чающиеся задачи (решение алгебраических уравнений, систем алгебраических и дифференциальных уравнений и т. п.) могут выполняться на машине без предварительной подготовки с помощью внутренней библиотеки подпрограмм. Для непосредственного выполнения арифметических операций и вычисления ряда функций предусмотрен режим «счётной машины», при котором ЭВМ «Наири-3» работает как обычная клавишная вычислительная машина.

Наличие двухступенчатого микропрограммного устройства управления обеспечивает высокую плотность хранения больших массивов микропрограмм (120 000 микрокоманд), значительное уменьшение времени такта машины, упрощённое представление микропрограмм и уменьшение объёма необходимой информации для их представления. Такое двухступенчатое построение микропрограммного устройства управления даёт также возможность использовать общее постоянное запоминающее устройство для хранения микропрограмм и программ при переменном распределении памяти между ними. Важное преимущество применённого принципа микропрограмм состоит в возмож­ности хранения микропрограмм в оперативной памяти, что намного упрощает составление и отладку новых микропрограмм. Предусмотрена совместимость программ вычислительных машин серии «Наири».

ЭВМ «НАИРИ-З-1»

Цифровая электронная вычислительная машина «Наири-3-1» предназначена для решения широкого круга инженерных, научно-технических, планово-экономических и учётно-статистических задач и может найти применение в вычислительных центрах научно- исследовательских и проектных институтов, конструкторских бюро. Благодаря гибкой структуре может быть использована также в системах автоматического управления, в том числе для автома­тизации физических и других научных экспериментов.

На рис. 2. представлена блок-схема машины.

Основные технические характеристики

Структура команд переменноадресная, определяется содержимым ПЗУ микрокоманд. Система счисления двоичная. Способ представления чисел: с фиксированной и плавающей запятой. Разрядность: 36 двоичных разрядов. Скорость выполнения операций над 36-разрядными числами: сложения с фиксированной запятой — 60 мкс; сложения с плавающей запятой — 250 мкс; умножения с фик­сированной запятой — 160 мкс; умножения с плавающей запятой — 270 мкс; логических — 36 мкс.

АУ машины — параллельного действия, позволяющее выполнять арифметические и логические операции над двоичными числами и над словами двойной длины. В АУ предусмотрена возможность реализации символьной обработки и десятичной арифметики. АУ включает 6 регистров и комбинационную часть сумматора. В АУ имеются возмож­ности сдвигов влево на 1 разряд и вправо на 2 разряда, инверсной передачи из одного регистра в другой, а также сдвигов длинных чисел.

УУ обеспечивает выборку команд и чисел из оперативной или постоянной памяти по заданной программе и возможность расшире­ния оперативной памяти за счёт подключения дополнительных ОЗУ. УУ состоит из центрального устройства управления (ЦУУ), регистровой части постоянного запоминающего устройства и пульта управления.

Характеристики запоминающих устройств. Ёмкость ОЗУ 12 К — 32 К 36-разрядных слов с циклом обращения 8 мкс; ПЗУ для хранения программ 24 К слов; ПЗУ для хранения микропрограмм 32 К микрокоманд; ёмкость НМЛ 2,1-10⁶ слов.

ОЗУ конструктивно размещено в главном шкафу (ёмкость 4 К слов) и в 2 отдельных стойках ёмкостью по 4 К слов каждая. В «Наири-3-1» предусмотрена возможность наращивания ОЗУ за счёт подключения дополнительных стоек ОЗУ до суммарной ёмкости 32 К слов.

В машине имеется СК для подключения накопителей на магнитной ленте типа НМЛ-67. К одному СК подключается до 4 накопителей. Предусмотрена возможность подключения до трёх СК, т. е. ещё 12 накопителей типа НМЛ-67. СК позволяет не только реализовать режим непосредственного доступа к ОЗУ одного из накопителей, но и обеспечивает необходимые режимы адресации информации на на­копителях. Подключение к СК до 16 накопителей типа НМЛ-67 осуществляется по единому интерфейсу управляющих, а также информационных и адресных связей.

Устройства ввода — вывода обеспечивают ввод в ЭВМ информации с перфокарт (УВвК-601), с перфоленты (FS-1501), с пишущей машинки («Консул-254») и вывод информации на перфоленту (ПЛ-80/8), пишущую машинку, на цифровую печать (МП-16-2) и алфавитно-цифровую печать (АЦПУ-128-2М). Управление внешними устройствами типа МП-16-2, ПЛ-80—8, «Консул-254» и FS-1501 осуществляется через блок управления ВУ, расположенный в главном шкафу. Для управления устройствами АЦПУ-128-2М, УВвК-601 используется конструктивно выделенная стойка УУВВ.

Рекомендуемый план размещения ЭВМ «Наири-3-1» в машинном зале приведён на рис. 3. Машина построена на интегральных схемах и рассчитана на круглосуточную непрерывную эксплуатацию в стационарных отапливаемых помещениях.

Питание машины осуществляется от сети переменного тока напряжением 380/220 В, частотой 50 и 400 Гц. Потребляемая мощность 6 кВт. Занимаемая площадь 40 м². Условия эксплуатации: темпера­тура окружающего воздуха 5—40°С; относительная влажность при температуре 30°С до 95%.

Математическое обеспечение ЭВМ «Наири-3-1» значительно расширено благодаря разработке системы эмуляторов «Наири-2», «Минск-22 и -22М». Это позволило включить в его состав развитое математическое обеспечение «Наири-2», ориентированное на решение (на различных уровнях) массовых инженерных задач, и математическое обеспечение ЭВМ «Минск-22 и-22 М», ориентированное на реше­ние широкого круга научно-технических и планово-экономических задач. МО ЭВМ «Наири-3-1» содержит:

• трансляторы с проблемно-ориентированных языков АЛГОЛ, ФОРТРАН, КОБОЛ;
• развитую библиотеку типовых стандартных программ для решения различных задач;
• программы пользователей ЭВМ типа «Минск-22».

ЭВМ «НАИРИ-З-2»

Цифровая электронная вычислительная машина «Наири-3-2» предназначена для решения широкого круга инженерных, научно-технических, планово-экономических и учётно-статистических задач [35]. Благодаря своим структурным особенностям машина может рассматриваться как вычислительная система с разделением вре­мени, что даёт возможность одновременного доступа к процессу многих пользователей (до 64) и позволяет использовать её в АСУ, АСУП, а также в системах программированного обучения.

Система «Наири-3-2» разработана на базе ЭВМ «Наири-3-1» и имеет с ней полную программную совместимость. Такая совместимость позволяет использовать «Наири-3-2» в качестве ЭВМ, работающей на языке машины «Минск-22». Для работы в этом режиме «Наири-3-2» имеет следующее математическое обеспечение: транслятор ТАМ-22 с АЛГОЛа, трансляторы с АКИ и с ФОРТРАНа и библиотеку программ. Имеется также возможность использования языковых средств «Наири-2» (языка автоматического программирования, языка символического кодирования и языка непосредственного счёта) и библиотеки стандартных программ.

Каждый пользователь системы с разделением времени (СРВ) «Наири-3-2» может решать лишь одну задачу. Задаче присваивается приоритет, определяемый временем решения задачи, которое задаётся пользователем. СРВ позволяет производить настройку системы с пульта оператора (распределение оперативной памяти, определение максимального количества активных задач, величины кванта и т. д.), делать запрос к системе о её загрузке и о состоянии задач, включать и выключать систему и т. д.

Одной из основных особенностей вычислительной системы «Наири-3-2» является наличие встроенной микропрограммной реализации часто встречающихся блоков супервизора, что позволило значительно увеличить полезную загрузку процессора и повысить эффективность системы в целом.

Система «Наири-3-2» построена по агрегатному принципу и имеет возможность создания переменной конфигурации в зависимости от выбранного типа и количества модулей. Во всех конфигурациях основой системы является процессор с оборудованием минимального комплекта «Наири-3».

Основные технические характеристики

Структура команд двух- и трёхадресная. Система счисления двоичная. Способ представления чисел: с плавающей и фиксированной запятой. Разрядность слова: 37 двоичных разрядов, возможна работа с двойными словами.

Среднее время выполнения операций над двумя 37-разрядными словами с фиксированной и плавающей запятой соответственно: сложения — 80 и 238 мкс, умножения — 250 и 312 мкс. Среднее быстродействие 15 000—20 000 операций/с.

Характеристики запоминающих устройств. ёмкость оперативного ЗУ 16 К слов, цикл обращения 8 мкс. Ёмкость постоянного ЗУ 32 К слов. В качестве внешнего ЗУ используется накопитель на магнитной ленте типа НМЛ-67А (до 4 шт.), имеющий ёмкость 11 * 10⁶ символов и скорость обмена информацией 64 000 строк/с.

Устройства ввода — вывода обеспечивают ввод информации с перфоленты (FS-1500) со скоростью 1500 строк/с и с пишущей машинки («Консул-254») со скоростью 10 знаков/с. Вывод результатов вычислений производится на алфавитно-цифровое печатающее устройство (АЦПУ-128/2) со скоростью 400 строк/мин, на узкую печать (МП-16-2) со скоростью 25 строк/с, на перфоленту (ПЛ-80) со скоростью 80 строк/с.

Питание от сети переменного тока напряжением 380/220 В, частотой 50 и 400 Гц. Потребляемая мощность 7 кВт. Занимаемая пло­щадь 40 м². Масса 4500 кг. Ориентировочная стоимость 210 000 р.

«НАИРИ-3-2» ДВУХКОМПЛЕКСНЫЙ

Комплекс вычислительных средств (КВС) «Наири-3-2» двухкомплексный представляет собой двухпроцессорную систему (две доукомплектованные ЭВМ «Наири-3-2») с общим полем оперативной памяти, каналов, внешних накопителей и устройств вывода на алфавитно-цифровую печать, имеющую настраиваемую структуру с программно-разделённым функционированием и с возможностью пере­ключения функций процессоров.

КВС обеспечивает два режима работы: системный и режим непосредственного управления, при котором КВС работает как две са­мостоятельные ЭВМ «Наири-3-1» и обеспечивает программную совме­стимость с ЭВМ «Минск-22». В системном режиме КВС предназначен для мультипрограммного решения задач в реальном масштабе времени. При этом обеспечивается возможность независимого приёма и выдачи информации с 64 дистанционных телеграфных аппаратов, являющихся источником поступления оперативной информации.

КВС рекомендуется для предприятий с массовым и серийным характером производства с быстропротекающими производственными процессами.

ЭВМ «НАИРИ-4»

Комплекс вычислительных средств «Наири-4» сконструирован с применением ряда структурных решений, свойственных ЭВМ четвёртого поколения.

ЭВМ «Наири-4» (базовый комплект) имеет процессор с быстродействием 0,5 млн операций/с (типа сложения) и ёмкостью ОЗУ 8 К — 32 К байт, устройство ввода — вывода с перфоленты, печатаю­щую машинку типа «Консул», магнитный барабан «Эребуни» ёмкостью 80 000 слов.

Расширенный комплект ЭВМ «Наири-4» включает:

• процессор с более высоким быстродействием и ёмкостью ОЗУ 32 К—128 К байт;
• магистральный канал, в котором количество подключаемых периферийных устройств практически ограничивается только числом монтажных мест для интерфейсных карт;
• усечённый процессор — для управления периферийными устройствами;
• основное ОЗУ ёмкостью 512 К байт;
• набор внешних устройств (накопители на магнитной ленте, дисках, устройства ввода — вывода с перфоленты и перфокарт, АЦПУ, телетайп, дисплей и т. д.). Расширенный комплект позволяет созда­вать мультипроцессорные системы и системы коллективного пользования.

Математическое обеспечение имеет в своём составе операционные системы для работы в реальном масштабе времени и в режиме разделения времени. ЭВМ «Наири-4» совместима на уровне машинных языков с ЭВМ «Наири-2», на уровне упрощённого АССЕМБЛЕРа — с ЕС ЭВМ. Проблемный язык ФОРТРАН. Проблемная ориентация обеспечивается заменой пакетов микропрограмм и изменением набора периферийных устройств.

Описание ЭВМ "Наири-3", "Наири-1", "Наири-2", "Наири-4" взято из справочника: В.И. Грубов, В.С. Кирдан. Справочник по ЭВМ и аналоговым устройствам. –К:. «Наукова думка», 1977. –464 c.

Сканирование, вычитка и форматирование Э. Пройдаков.

Дополнительные материалы

• Брошюра "Наири". Краткое техническое описание.1964 г. (3.34 Мб, в формате pdf).
• Т. Гаспарян, С. Оганджанян. ЭВМ семейства «Наири» – предвестники персонального компьютера
• В.И. Грубов, В.С. Кирдан. Справочник по ЭВМ и аналоговым устройствам. –К:. «Наукова думка», 1977. –464 c.