Электронная вычислительная машина М4-2М. (ЭВМ М4-2М)

ЭВМ М4-2М

1. Электронная вычислительная машина М4-2М.
2. Главный конструктор: д. т. н. М. А. Карцев; зам. главного конструктора: Л. В. Иванов, Ю. В. Рогачев, Р. П. Шидловский, ведущие разработчики: Г. И. Танетов, В. А. Брик, Л. З. Либуркин, Е. С. Шерихов, Е. И. Цибуль.
3. Организация-разработчик: Институт электронных управляющих машин (ИНЭУМ).
4. Заводы-изготовители: Загорский электромеханический и Кировский приборостроительный заводы Министерства радиопромышленности СССР.
5. Год окончания разработки: 1963.
6. Год начала выпуска: 1964.
7. Год прекращения выпуска: 1984.
8. Изготовлено: свыше 100 комплектов этих машин.
9. Область применения: построение вычислительных комплексов для управления сложными объектами, обработки и обобщения их информации в режиме реального времени.

Основные технические характеристики

• Система счисления — двоичная
• Представление чисел — с плавающей запятой
• Быстродействие — 220 тыс. оп/с

Машина имела три модификации с условными обозначениями 5Э71, 5Э72 и 5Э73, различающихся объемами внутренних запоминающих устройств (оперативного и постоянного). Объемы памяти (в Кб) модификаций:

В состав машины входили:

• арифметическое устройство (шкафы АУ и ВАУ);
• устройство управления (шкаф УУ);
• оперативное ЗУ (шкафы ОП);
• постоянное ЗУ (шкафы ПП);
• устройство ввода-вывода (шкаф ВУ);
• пульт управления.

ЭВМ М4-2М имела необычную разрядную сетку — 29 разрядов. Арифметические операции выполнялись над операндами с плавающей запятой: один разряд был знаковым, восемь отводилось на порядок и 20 разрядов составляла мантисса числа. Таким образом, М4-2М имела расширенный диапазон чисел — порядок от +127 до -128 и уменьшенную мантиссу. Система команд предусматривала операции с получением результата повышенной точности с 40-разрядной мантиссой. В М4-2М за один машинный такт в 4,5 мкс выполнялась любая операция — арифметическая, логическая или управляющая, в том числе умножение. Это обеспечивалось применением однотактного АУ с пирамидой сумматоров для выполнения умножения. Применена была и другая новинка для тех лет — конвейер.

Как управляющая машина ЭВМ М4-2М имела развитую систему внешних прерываний. Обеспечивались 12 активных и 12 пассивных прерываний от объекта управления. Время реакции машины на активные прерывания было очень мало: переход на программу прерывания происходил за 2-3 машинных такта. Это было одним из достоинств ЭВМ М4-2М.

Из периферийных устройств, входящих непосредственно в состав машины, были фотосчитывающее ФС-1500 и быстропечатающее БП-20М устройства. Связь с объектом управления и другими системами осуществлялась по последовательному синхронному шлейфу с пропускной способностью 100 Кбит/с. Был предусмотрен 29-разрядный параллельный шлейф для объединения нескольких ЭВМ М4-2М в вычислительный комплекс.

В дополнение к ЭВМ М4-2М на той же технической базе были разработаны внешний вычислитель М4-3М с разветвленной системой внешних связей; системы внешних устройств СВУ-79-1 и СВУ-79-2, обеспечившие подключение к ЭВМ М4-2М внешней памяти на магнитных барабанах, периферийных устройств (АЦПУ-128-2, ПИ-80М, ВУ-700-3), дальних линий телефонной и телеграфной связи, нескольких последовательных шлейфов для объектовой связи.

Внешний вычислитель М4-3М представлял собой ЭВМ параллельного действия, оперирующую 29-разрядными числами, имел арифметическое устройство для операндов с фиксированной запятой. Структура его командного слова отвечала принципу, принятому для команд М4-2М.

В состав внешнего вычислителя входили: арифметическое устройство, устройство управления, диспетчер каналов, оперативное ЗУ и пульт управления.

Вычислительный комплекс, образованный объединением ЭВМ М4-2М и М4-3М обеспечивал эффективную производительность около 400 оп/с и отличался высокой надежностью — свыше 800 ч наработки на отказ.

Электронные схемы машины строились на высокочастотных транзисторах (П-416Б, 2Т301Д, П-609А и др.) и германиевых диодах Д-18. Использовалась система потенциальных логических элементов, основу которой составляли инвертор-формирователь уровней и многоступенные диодные логические построения.

11. Конструкция машины включала четыре уровня: ячейка, блок, плата, шкаф. Ячейка представляла одностороннюю печатную плату размером 52в92 мм с навесными радиоэлементами. Блок — съемная единица. Каркас блока изготавливался методом литья под давлением. На блоке укреплялись 24 ячейки, по 12 с каждой стороны. Электрические соединения ячеек осуществлялись гибким проводом методом пайки. На передней панели блока располагались два гнезда РП-14-30, контакты которых использовались в качестве контрольных точек. С помощью двух штепсельных разъемов, установленных на задней панели, блок соединялся с платой. На плате размещалось до 20 блоков. Соединения между блоками выполнялись с монтажной стороны платы в зависимости от вида сигнала и длины соединения коаксиальным кабелем, бифиляром или обыкновенным гибким проводом. В типовом шкафу размещалось 5 плат с блоками и плата питания. Габариты шкафа 2125в1230 в 815 мм. На одной из боковых стенок шкафа устанавливалась панель с индикацией и органами управления устройством.

Система охлаждения шкафа воздушная, приточно-вытяжная, замкнутая.

Потребляемая мощность от сети (3 Ф, 220 В, 400 Гц) составляла: для модификации 5Э71 — 12 кВА, для модификации 5Э72 — 16, для модификации 5Э73 — 20 кВА.

Литература

1. Либуркин Л. З. Электронная вычислительная машина М4-2М. /Вопросы радиоэлектроники, Сер.ЭВТ, 1993, вып.2, с. 37-40.
2. Карцев М. А., Рогачев  Ю. В. Потенциальные полупроводниковые элементы и построение из них логических схем. В сб.: “Цифровая техника и вычислительные устройства”. Вып. 2. М., Изд-во. АН СССР, 1962.
3. Брик В. А., Борисов  Ю. М., Танетов  Г. И. Пирамида сумматоров для арифметического устройства цифровой вычислительной машины. В сб.: Элементы и устройства управляющих машин. М., 1966, с. 159-165.

Статья опубликована 11.04.2003 г.