Управляющая машина широкого назначения (УМШН) “Днепр”

Е. Н. Филинов

1. Организация-разработчик: Институт кибернетики АН Украины.
2. Руководители разработки: В.М. Глушков, Б.Н. Малиновский; основные разработчики: А.Г. Кухарчук, Л.А. Корытная, Э.П. Райчев, С.С. Забара, Г.А. Михайлов, Б.Б. Тимофеев, Г.И. Корниенко; разработчики программного обеспечения (ПП-УМШН): Е.Л. Ющенко, Г.А. Полищук, Р.А. Годзь, А.И. Стиранко, Э.К. Ядренко, А.И. Никитин.
3. Время выполнения разработки: 1958-1961 гг. В декабре 1961 г. принята Государственной комиссией (председатель — академик А.А. Дородницын) и рекомендована к серийному производству. Начало серийного производства — 1962 г.
4. Изготовитель: завод “Радиоприбор” (Киев), Киевский завод вычислительных и управляющих машин (ВУМ).
5. Назначение: системы управления технологическими процессами в промышленности.

Технические характеристики.

Вычислительная часть.

• Система счисления — двоичная.
• Представление чисел — с фиксированной запятой.
• Разрядность — 26 двоичных разрядов.
• Адресность — двухадресная.
• Быстродействие, тыс. оп./с
  • 30 — на операциях сложения, вычитания, логических операциях;
  • 5 — на операциях умножения;
  • 2,5 — на операциях деления.
• Система команд — 25 основных операций, 36 модифицированных операций, в том числе 7 обеспечивают связь с объектом и оператором.
• Система прерываний.
• Оперативная память (на ферритовых сердечниках): емкость 512 слов, время обращения — 14 мкс, время считывания слова — 9 мкс;
• Дополнительные блоки ОЗУ — до 3 по 512 слов.
• Дополнительные блоки ПЗУ (для хранения констант, стандартных программ и неизменных программ контроля и управления объектами) — до 6 по 512 слов.
• Внешнее ЗУ на магнитной ленте (объемом до 200 тыс. слов).
• Устройство ввода и вывода на перфоленту на базе телеграфного аппарата СТА-2М.
• Устройство вывода информации на печать на базе электрифицированной пишущей машины.
• Элементная база — импульсно-потенциального типа на транзисторах: стандартные ячейки триггерных и логических регистров, потенциальных и импульсно- потенциальных дешифраторов, счетчиков (двоичных, двоично-десятичных), различных импульсных цепочек.

Устройство связи с объектом и оператором (УС).

Ввод непрерывных сигналов с датчиков (токовые датчики 5-25 мА, допускающие нагрузку 1-3 кОм; датчики напряжения 0-25 В с внутренним сопротивлением не более 1 кОм). Максимальное число каналов опроса датчиков непрерывного сигнала — 250. Время одного опроса датчика — 2 мс.

Точность аналого-цифрового преобразования — 4%.

Ввод сигналов с датчиков двухпозиционного типа с напряжением 0-12 В и внутренним сопротивлением 1,5 кОм. Максимальное число каналов опроса двухпозиционных датчиков — по усмотрению потребителя, но не более 400 (необходимо добавление к машине специального блока). Время опроса группы двухпозиционных датчиков (не более 26 в группе) — 28 мкс.

Задание установок на регуляторы технологического процесса. Значение заданий и адреса регуляторов записываются в двоичном коде на выходном 17-разрядном регистре.

Число каналов двухпозиционного регулирования для выдачи сигналов в схемы дистанционного управления — 30. Включение канала сопровождается сигналом (зажигание лампочки) на пульте оператора.

Блоки дистанционного управления в комплект УС не входят. При их подсоединении должны быть учтены нагрузочные способности триггерных ячеек выходного регистра УС, через который выдаются установки на регуляторы, и триггерных ячеек, выдающих сигналы в каналы двухпозиционного управления.

Пульт оператора имеет три группы клавишных устройств, позволяющие вводить в УС:

• 6-разрядные десятичные “слова”;
• 30 признаков внеочередного вызова на печать контролируемых параметров;
• 6 признаков режима.

Питание машины — от трехфазной сети переменного тока 220/380 В, 50 Гц.

Допускается отклонение питающих напряжений -10 +10% и работа при одной отключенной фазе. Потребляемая мощность — 1,5 кВт.

Температура помещения, где работает машина, не должна выходить за пределы 10 — 35оC при влажности воздуха не более 80%.

Программное обеспечение УМШН “Днепр”.

Система программирования (программирующая программа ПП-УМШН). В качестве входного языка принят адресный язык, разработанный в Институте кибернетики Е. Л. Ющенко. Допустимые формулы адресного языка (в скобках указаны соответствующие им операторы языка Алгол):

• формулы засылки (оператор присваивания);
• предикатные формулы (условный оператор);
• формулы вычисляемого перехода (оператор go to);
• формулы вхождения подпрограмм (оператор процедуры);
• формулы циклирования (оператор for);
• нестандартные формулы, записанные в кодах УМШН;
• операции обращения к УС (устройству связи с объектом);
• формулы останова.

Реализация ПП-УМШН была выполнена на универсальной ЭВМ “Киев”, созданной в Институте кибернетики АН УССР. В результате ее работы (алгоритм решения задачи поэлементно закодированный формулами адресного языка) выдавались рабочие программы в кодах УМШН. Таким образом, ПП-УМШН представляла собой одну из первых реализаций кросс-трансляторов.

Библиотека подпрограмм УМШН.

Примеры систем автоматизации с применением УМШН “Днепр”.

1. Система управления плавкой стали в конвертере бессемеровского цеха Днепровского металлургического завода им. Ф.Э. Дзержинского (ДМЗ). Разработка системы проводилась с 1959 г. одновременно с созданием УМШН Институтом кибернетики АН УССР совместно с Днепродзержинским металлургическим заводом-втузом (ДМЗВ) и ДМЗ. Системы, решающие аналогичную задачу, но отличающиеся существенно большим числом учитываемых параметров процесса и объемом выводимой информации, разрабатывались для новых кислородно-конвертерных цехов, которые тогда строились на Украине.
2. Система комплексной автоматизации проектирования и изготовления деталей судовых корпусов для Николаевского судостроительного завода. Была разработана в Институте кибернетики АН УССР В.И. Скурихиным, В.Г. Тьопа, Ю.И. Опрыско. Алгоритм составления карт раскроя был предложен Г.Я. Машбиц.
3. Система управления колонной карбонизации на Славянском содовом заводе. Была создана Институтом кибернетики АН УССР совместно с НИОХИМ.
   Работой руководил В. И. Грубов, аспирант Б. Н. Малиновского.
4. Система автоматизации процессов измерения при продувке изделий в аэродинамических трубах внедрена в ЦАГИ под руководством А.Д. Смирнова.

Замысел универсальной управляющей машины (в противовес распространенной в то время точке зрения о необходимости создания специализированных управляющих машин) созрел у В. М. Глушкова в 1957 г. В 1958 г. появилась информация о такой машине РВ-300, разрабатываемой в США.

Производство РВ-300 было начато в США в 1961 г. В настоящее время УМШН “Днепр” экспонируется в Политехническом музее.

Литература

1. Ющенко Е.Л., Малиновский  Б.Н., Полищук  Г.А., Ядренко  Э.К., Никитин  А.И. Управляющая машина широкого назначения “Днепр” и программирующая программа к ней. Справочник программиста. Киев, Наукова думка, 1964.
2. Малиновский Б.Н. Цифровые управляющие машины. М., Машгиз,1963.
3. Ющенко Е.Л. Адресное программирование. Киев, Техиздат УССР, 1963.
4. Малиновский Б.Н. Очерки по истории компьютерной науки и техники в Украине. Киев, Феникс, 1998, с. 410-426.

Дополнительные материалы.

ЭВМ семейства «Днепр»