“Урал-2” — серийная машина среднего класса
В 1955 году в Лаборатории управляющих машин АН СССР под руководством И. С. Брука и выпускника МЭИ (1952 г) М. А. Карцева завершилась модернизация опытного образца 34-разрядной трехадресной машины не малого и не большого — среднего — класса, названной М-2. К 1958 г. ее параметры стали широко известны по опубликованному авторами описанию. Быстродействующее ОЗУ емкостью 512 слов (с временем выборки 25 мкс) на осциллографических электронно-лучевых трубках, НМБ емкостью 512 слов, НМЛ емкостью 50000 слов, считыватель с бумажной перфоленты и цифропечатающее устройство с выводом 14 чисел в минуту. Машина оперировала с числами с фиксированной и плавающей запятой со скоростью 2000 операций в секунду. Оборудование — 1879 электронных ламп. Решения о серийном производстве не было, но авторы не прекращали попыток получить его и намеревались, как известно теперь, подключить к машине макет устройства ферритовой памяти, который не вписывался в разрядную сетку М-2. По инициативе Рамеева я ознакомился с опытом эксплуатации ОЗУ на ЭЛТ и машины в целом, ферритовой памяти в работавшей машине я не обнаружил. О сложности реализации ОЗУ на ЭЛТ я уже имел представление по институтскому курсу А. Г. Шигина и по прочитанной работе В. Н. Лаута по ОЗУ емкостью 1023 39-разрядных слова для ЭВМ БЭСМ-1: величина считанного сигнала — порядка 1 мВ, объем оборудования — 1073 лампы, ежесуточно приходилось до двух раз переключаться на резерв.
Тем временем фирма IBM продолжала производство 1625 менее быстрых, но более надежных десятичных ЭВМ IBM-650. В отличие от одноадресной ЭВМ IBM-701 для увеличения быстродействия в этой машине применялись двухадресные команды с указанием адреса не только операнда, но и следующей команды исполняемой программы, находившейся на магнитном барабане емкостью 1000 слов, ввод-вывод — перфокарточный, до 6 блоков НМЛ. Проводившаяся модернизация машины была также направлена на повышение ее производительности. Объем оборудования — 2200 ламп, 3600 полупроводниковых диодов, цена машины 0,18-0,85 млн. долларов.
В апреле 1956 г. той же фирмой была выпущена в продажу самая быстрая тогда модель (IBM-704), модифицированная IBM-701: с трехмерным ОЗУ на ферритовых сердечниках, с индексными регистрами, с аппаратным выполнением операций с числами с плавающей запятой, с временем сложения 24 мкс, с НМБ емкостью 8192 слова, с внешней памятью на магнитной ленте (до 10 блоков), с перфокарточным вводом-выводом. Цена машина 1-3,7 млн. долларов. Но это была модель класса больших машин. Объем выпуска таких машин был на порядок ниже объема выпуска ЭВМ IBM-650.
В 1957 г. в США было 160 ЭВМ заводского изготовления, единственной машиной, выпускавшейся отечественной промышленностью, была ЭВМ “Урал-1”, машины среднего класса (типа М-2) и большие (типа “Стрелы”, БЭСМ) не выпускались. Во второй половине года Б. И. Рамеев познакомил ведущих “уральских” разработчиков В. И. Мухина и А. Н. Невского со своим планом создания серийной машины среднего класса “Урал-2”, что стало отправной точкой новой работы. Финансирование ОКР началось лишь с февраля 1958 г.
Схема арифметического устройства ЭВМ “Урал-2”
Б. И. Рамеев сохранил “уральскую” конструктивную, технологическую и элементную базу. Он поручил А. Н. Невскому дополнить АУ аппаратными средствами вычислений с плавающей запятой, а А. Г. Калмыкову — увеличить ёмкость промежуточной и внешней памяти машины, разработать магнитный барабан У-421 ёмкостью 8192в40 бит (в БЭСМ-1 5120в39 бит) с контроллером У-410 и НМЛ ёмкостью 100000в40 бит. В. И. Мухин со своими коллегами А. Ф. Куренковым, Р. В. Ворониной и др. стали разрабатывать устройство управления и периферийные устройства, включая особо быстрое печатающее устройство на базе БПМ-20 со скоростью вывода 1200 чисел в минуту. Сохраняется неизменным “уральский” считыватель с зачернённой перфорированной киноленты, конструирование которого в своё время было одной из работ, принесших признание начинающему инженеру В. И. Мухину (ввод со скоростью 75-150 чисел в секунду оставался самым быстрым среди отечественных считывателей перфолент). В дальнейшем была обеспечена возможность подключения до 12 входных и 12 выходных устройств. Главным конструктором ставится задача построить более простую систему первичного питания, устойчивую к изменениям напряжения сети, с потреблением впятеро меньшим, чем в “Стреле” (А. М. Полячкин, В. К. Елисеев). Математику Б. В. Коробову с его коллегами было поручено создание тестирующих и других программных средств, а С. М. Долбенскому — выпуск конструкторских документов и обеспечение работы механических узлов.
Б. И. Рамеев разработал систему команд, а В. И. Мухин и А. Н. Невский разработали исчерпывающе подробные функциональные схемы своих устройств (в АУ входной и выходной регистры и накапливающий сумматор, в УУ помимо регистра команд, счетчика команд еще и индексный регистр). В марте в отделе универсальных машин были образованы две специализированные лаборатории, которые возглавили эти высококвалифицированные специалисты. Вместе с сотрудниками новых лабораторий Ю. В. Пинигиным, Г. С. Богословской, М. В. Суковым, В. Дубининым и другими они успешно продвигались в проектировании процессора (УУ и АУ), минимальный цикл работы которого они стремились снизить до 80 мкс. Выбор варианта построения оперативной памяти приобретал решающее значение.
Из книги Г. С. Смирнова “Семейство ЭВМ «Урал». Страницы истории разработок.” Пенза, 2005 г.
Перепечатывается с разрешения автора.
