Эвм урал 1 руководство

ЭЦВМ “Урал-1”

Главный конструктор: Рамеев Б. И. Основные разработчики: Антонов В. С., Лазарев А. И., Юдицкий Д. И., Невский А. Н., Мухин В. И., Павлов А. И., Калмыков А. Г. и другие.
Организация-разработчик: СКБ-245, доводка и запуск в серийное производство — Пензенский филиал СКБ-245 Министерства приборостроения и средств автоматизации.
Завод-изготовитель: Пензенский завод счетных аналитических машин Министерства приборостроения и средств автоматизации.
Год окончания разработки: 1955.
Год начала выпуска: 1956.
Год прекращения выпуска: 1961.
Область применения: инженерные расчеты в вычислительных центрах НИИ, КБ и на промышленных предприятиях.
Число выпущенных машин (серийность): 183 шт.

Описание машины (структура, архитектура, включая периферию)

“Урал-1” является одноадресной машиной с фиксированной запятой, работающей в двоичной системе. Двоичные числа, участвующие в операциях, соответствуют приблизительно 11-ти десятичным разрядам. Машина имеет постоянную длительность такта и работает со скоростью 100 операций в секунду. Память машины представлена тремя накопителями: накопителем на магнитном барабане (НБМ), накопителем на магнитной ленте (НМЛ) и накопителем на перфоленте (НПЛ).

К машине подключаются выходные устройства: печатающее (ПЧУ) и перфорирующее (ПФУ), которые служат для автоматической выдачи результатов на бумажную ленту или перфоленту.

Подготовка информации к вводу в машину осуществляется на внешних устройствах: клавишном (КУ), перфорирующем (ПФУ) и контрольно-считывающем (КСУ). Эти устройства работают независимо от машины.

Ячейка ЭЦВМ “Урал-1”

Машина имеет полностью автоматизированный цикл работы при решении любой задачи.

Система команд машины позволяет вести программирование операций с плавающей запятой.

Элементная база

Ламповые схемы (в основном лампы 6Н8), диодно-резисторные вентили.

Конструкция

Стоечная. Пять стоек основной части ЭВМ сверху наполнены ламповыми ячейками, снизу — блоками питания. Устройства НМЛ и ПФЛ расположены в нижней части средних стоек, слева и справа от кресла оператора.

Технология

Применены традиционные технологические процессы механообработки, обработки пластмассы, сборки. Новыми были технологии наладки и испытаний ЭВМ в целом и отдельных ее узлов.

Программное обеспечение

Тестовое обеспечение, контрольные задачи.

Основные эксплуатационно-технические данные

Система счисления — двоичная, количество разрядов ячейки памяти — 36 (имеется возможность работы с 18-разрядными ячейками); диапазон представления чисел -1<x<+1;
количество операций — 29;
принцип работы машины — параллельно-последовательный с фиксированной длительностью такта 10 мс;
емкость оперативного накопителя (НМБ) — 1024 36-разрядных кода;
емкость НПЛ — 10 000 36-разрядных кодов; количество зон — 127; скорость ввода — 75 кодов в минуту;
емкость НМЛ — 40 000 36-разрядных кодов; количество зон — 254; скорость записи и воспроизведения с НМЛ — 75 кодов в минуту;
скорость работы печатающего устройства — 100 строк в минуту;
скорость вывода кодов на выходной перфоратор — 150 кодов в минуту;
потребляемая мощность — 10 кВт;
площадь для размещения машины — 75 кв. м.

Особенности ЭВМ

С ЭВМ “Урал-1” началось широкое внедрение ЭВМ на относительно небольших предприятиях, она стала “школьной партой” для многих и многих разработчиков, эксплуатационников и математиков-программистов.

Источник

«Урал-1» — малая (по существовавшей на момент создания классификации) ламповая программно-управляемая вычислительная машина из семейства ЭВМ «Урал», предназначенная для решения инженерных задач в научно-исследовательских институтах, конструкторских бюро, в высших учебных заведениях и полигонах. Первая серийно производимая ЭВМ на территории СССР (ранее неё была модель ЭВМ «Стрела», произведённая в количестве 7 шт). В сравнении с БЭСМ была существенно дешевле. По утверждению Энтони Саттона в его книге «The best enemy money can buy», ЭВМ серии «Урал» были единственными серийно производимыми компьютерами в СССР в 1960-х годах, что неверно, так как серийно выпускались ЭВМ серии БЭСМ, в том числе БЭСМ-6 (1968 г.) — одна из лучших в мире среди ЭВМ 2-го поколения, а также ЭВМ серий М-20 и «Минск».

История

ЭВМ была разработана в 1954—1955 годах, первый образец был создан тогда же (в 1955 году) на Московском заводе счётно-аналитических машин. Наладка осуществлялась СКБ-245. Частично налаженная машина была отправлена в Пензенский филиал (будущий Пензенский НИИ математических машин). Там же с 1957 по 1961 год осуществлялось серийное производство. Всего было произведено 183 машины. Одна из машин использовалась на космодроме «Байконур» для расчёта полёта ракет.

Главный конструктор — Башир Искандарович Рамеев, разработчики: В. С. Антонов, Б.П. Бурдаков, А. Г. Калмыков, А. И. Лазарев, В. И. Мухин, А. Н. Невский, А. И. Павлов, Д. И. Юдицкий.

Описание

Лампы в панели Унифицированные блоки ЭВМ УРАЛ-1

При занимаемой площади в 70—80 м2 машина содержала 1000 ламп (преимущественно 6Н8) и диодно-резисторные вентили, потребляла 7—10 кВт мощности.

Большинство инструкций выполнялось за два такта, однако в машине был реализован механизм совмещения по времени выполнения двух инструкций, являвшийся по сути двухступенчатым конвейером, поэтому фактическое быстродействие приближалось к 100 операциям с фиксированной запятой в секунду (операция деления выполнялась в четыре раза, а нормализации в два раза медленнее).

Ёмкость оперативной памяти составляла 1024 полных машинных слова (которые в 1960-е годы назывались «коды»), или примерно 4,5 кБ. Оперативная память реализовывалась на магнитных барабанах (100 оборотов в секунду). При этом размер ячейки памяти (36 или 18 бит) определялся адресом — одно и то же место на магнитном барабане могло быть прочитано как 36-битное число, так и как любое из двух 18-битных. Время доступа к машинному слову в памяти занимало 1 такт (в некоторых «неудачных» случаях — 2). Скорость последовательного чтения составляла 75 кодов в секунду..

Для ввода-вывода использовался перфоратор. В качестве перфоленты использовалась зачернённая фотоплёнка. Скорость ввода составляла 3600 бод (100 слов в секунду) вывод — 5600 бод (150 слов в минуту). Пульт управления состоял из индикаторов, показывающих в двоичном коде значение регистров блоков управления и АЛУ (процессора, как отдельного устройства, машина не имела), позволял оператору выставлять значения этих регистров и осуществлять отладку с помощью нескольких клавиш и тумблеров. Данные в памяти сохранялись при выключении машины; записав на бумагу или распечатав значения регистров и введя их после включения, можно было продолжить расчёты с места прерывания. Машина также могла осуществлять цифровой вывод на печатающее устройство (100 машинных слов в минуту). «Урал-1» также имел накопитель на магнитной ленте со скоростью чтения 75 слов в секунду (2700 бод), скоростью записи 150 слов в минуту. Данные на плёнке хранились в форме зон (две зоны параллельно друг другу), которые отделялись друг от друга перфорацией (по магнитной плёнке). При том, что плёнка была медленнее перфоленты, она обеспечивала большую ёмкость (40 000 слов, то есть 180 кБ).

При конструировании последующих моделей (Урал-2, Урал-3, Урал-4) была сохранена частичная программная и аппаратная совместимость с моделью «Урал-1».

Архитектура

Арифметическое устройство (АУ); регистры АУ, частного, входной и выходной регистр.
Устройство управления (УУ); регистр счётчика команд, регистр команд, регистр счётчик циклов
Оперативное запоминающее устройство
Накопитель на магнитной ленте
Устройства ввода и вывода

Арифметическое устройство и регистры

В состав Арифметического устройства (АУ) входят следующие основные блоки:

СМ 37-разрядный двоичный сумматор (обозначение в формулах операций — s), работающий в обратном модифицированном коде;
ДСМ дополнительный 6-разрядный сумматор;
РГАУ 36-разрядный регистр АУ (обозначение в формулах операций — r), использующийся как вспомогательный при выполнении операций над кодами в АУ, для приёма кода числа из входного регистра, работающий в прямом коде;
ДРГ дополнительный 6-разрядный регистр;
РГМ 9-разрядный регистр множителя;
РГЧ 36-разрядный регистр частного, использующийся для деления.
Входной и выходной регистры имеют по 9 разрядов и используются для обмена кодами между АУ и другими устройствами (ОЗУ, накопители на магнитных лентах);
Пр преобразователи кода;
Блоки выработки управляющих сигналов ω и φ.

Оперативное запоминающее устройство

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) выполнено на магнитном барабане (называющееся «накопителем на магнитном барабане» НМБ) состоит из 2048 неполных ячеек, ёмкостью 18 разрядов. Ячейки нумеруются с 00008 до 37778 (восьмеричная система счисления). Две соседние неполные ячейки могут объединяться для создания одной полной 36-разрядной ячейки. Полные ячейки нумеруются (восьмеричные числа): 40008+n (где n — номер первой неполной ячейки, использующейся для хранения полной ячейки). Полные ячейки имеют адреса с 40008 до 77768 (с шагом в 2, то есть 40008, 40028, 40048…).

Устройство управления

Устройство управления (УУ) содержит:

Регистр-счётчик номера команды (C, «счётчик команд»), 11 разрядов. Используется для указания номера ячейки ОЗУ, из которой осуществляется выборка команды на регистр-сумматор команд.
Регистр-сумматор команд («регистр команд»), 18 разрядов. Представляет собой сумматор с циклическим переносом (из старшего в младший). Используется для выборки из ОЗУ, изменения и хранения очередной команды (выполняемой специальной операцией или по счётчику переадресации)
Регистр-счётчик переадресации (F, «счётчик циклов»), 11 разрядов. Используется для автоматического изменения адреса исполняемой команды (изменением управляет триггер f, являющийся частью УУ).

Пульт управления

Пульт управления состоит из сигнальной и командной частей. Сигнальная представляет собой ряд индикаторов (неоновых лампочек), отображающих содержимое регистра-сумматора АУ, контрольного регистра, регистра команд, регистра-счётчика команд, сигналов φ и ω и др.

Управляющая часть содержит:

Тумблеры, позволяющие указать значение ячейки памяти, которые выводятся в окне контрольного регистра (и обновляющиеся каждый такт)
Два тумблера: Блокировка φ и Остановка по φ, позволяющие отлаживать выполняемую программу. При включённом тумблере «Блокировка φ», очередная команда выполняется вне зависимости от значения φ и положения тумблера «Остановка по φ». Для φ=1 и выключенных тумблерах «Блокировка φ» и «Остановка по φ», следующая команда пропускается (в ранних экземплярах происходила передача управления на ячейку 00018). Если тумблер блокировки выключен, а тумблер остановки включен, то после выполнения очередной команды происходит останов.
Семь тумблеров для управления командами перехода по ключу (θ=23)
Две кнопки «Стирание», при одновременном нажатии которых происходит обнуление всех 1024 ячеек памяти в ОЗУ.
Кнопка «начальный пуск», при нажатии которой в ячейки 00028−00108 считывается содержимое зоны 00028 на перфоленте и передаётся управление команде в ячейке 00028. Зона 00028 на перфоленте называется Зона начального ввода.
Кнопка «Пуск»
Кнопка «Останов»
Кнопка «Однотактный режим», каждое нажатие которой приводит к выполнению одной (очередной) инструкции и останову
Тумблеры для указания адреса остановки (машина останавливается перед выполнением инструкции перед указанным адресом)
Два тумблера «печать программы» для вывода (во время вывода машина продолжает работать, с поправкой на задержку устройств ввода-вывода):
- I режим: печать введённой в ОЗУ программы
- II режим: печать адреса команды, вида исполняющейся команды и содержимого регистра сумматора.
Тумблеры остановки машины при обращении к НМЛ, перфоленте.
Клавиатура (числовая) для занесения чисел в сумматор и команды в регистр команд (для последующего его выполнения). Ввод осуществляется в восьмеричной системе счисления.

Устройства ввода-вывода

Запись на накопитель на магнитной ленте (НМЛ) блочная (зонная). Зоны нумеруются от 0000 до 01778 и от 10008 до 11778 (всего 256 зон). Размер зоны произвольный, может достигать размеров ОЗУ (1024 36-разрядных коды).

Физически на ленте зоны диапазона 0000-01778 и диапазона 10008−17778 располагаются попарно (первая зона слева, вторая справа по ширине ленты). Разметка ленты осуществляется перфорацией. Лента двигается в одну сторону, максимальная длина ленты 300 м. Время поиска зоны — до 5 минут.

Перфорированная лента (зачернённая киноплёнка) используется для ввода, максимальная длина 300 метров. Для чтения используется фотоэлетрический считыватель (скорость до 75 кодов в секунду). Считывание производится блоками (зонами), номера зон от 0000 до 01778. Максимальная ёмкость зоны — 1024 36-разрядных кодов или 2048 18-разрядных кодов. Обратное движение перфоленты не предусмотрено. Время поиска до 2 минут.

Вывод осуществляется на печатающее устройство или на перфоратор. Используется буферный регистр для кеширования. Вывод происходит без замедления работы машины при интервалах между выводом: 0,64 с при печати, 0,46 с при перфорировании.

Схема работы УУ

Тактовая частота (длительность рабочего цикла) определяется по времени оборота магнитного барабана. Такт делится на две части: первая часть (0.8 оборота барабана) — считывание (или запись — в зависимости от значения регистра команд) из/в ОЗУ числа, с которым производится операция. Одновременно производится считывание команды для следующего такта (согласно регистру-счётчику команд); вторая часть (0.2 оборота барабана) — выполнение арифметической (или другой) операции согласно коду операции, находившемуся перед выполнением такта в регистре команд. (В это время текущая команда сохраняется на специальном пятиразрядном регистре). Во время второй половины такта также производится инкремент счётчика команд и переадресация на содержимое регистра переадресации, если считанная команда содержит признак переадресации.

Выполнение операций нормализации и деления занимает 4 и 2 такта (оборота магнитного диска). Во время этих тактов выборка команд не производится.

Если исполнительный адрес команды ã находится в интервале от C до С+64 (C — регистр-счётчик команд), то время выполнения инструкции может увеличиться на 1 такт.

Команды

Урал-1 поддерживает 29 различных инструкций (35, включая 6 инструкций, которые «ничего не делают», аналог современного NOP). Существенным отличием от современной архитектуры компьютеров является равноправие операций с регистрами, оперативной памятью и устройствами ввода-вывода.

Арифметические команды: запись в регистр, сложение, сложение, допускающее переполнение, вычитание, разница модулей, два вида умножения, деление, смена знака, сдвиг влево и право (одна команда, направление сдвига определяется флагом), поразрядное умножение (конъюнкция), поразрядное сложение (дизъюнкция), сравнение, нормализация представления

Управляющие команды: запись в память, запись в регистр, запись адреса в сумматор, условный переход, безусловный переход, операция выбора по ключу (близкий аналог case в Си), команды организации цикла, команда изменения кода программы, команда остановки

Команды ввода-вывода: обмен данными с перфоленты (или магнитной ленты) и оперативной памяти, команда чтения с перфоленты, записи на перфоленту, вывод содержимого сумматора на перфораторе, команда «прогона» перфоленты.

Применение

Машины Урал-1 использовались для инженерных и экономических расчётов. В частности, Урал-1 применялся для расчёта полёта ракет на Байконуре, для моделирования процесса обучения, связанном с процессом творчества..

ЭВМ Урал-1 использовались и в школах. Например, в середине 1960-х гг. такая машина была передана в 30-ю математическую школу Ленинграда.. ЭВМ Урал-1 также использовалась как учебная в 239-й физико-математической школе Ленинграда до переезда в новое здание в 1975 году, где была заменена на ЭВМ Минск-22 и, к сожалению, не сохранилась. В 1965 г. машина Саратовского государственного университета (серийный номер в пределах первого десятка) после списания была передана в среднюю школу № 13 (ныне Физико-технический лицей № 1) и использовалась для обучения школьников программированию. Впоследствии была расширена до Урал-3, а затем заменена ЭВМ 2-го поколения (БЭСМ). К сожалению, «Урал» не был принят на хранение местным краеведческим музеем и потому разобран.

Дополнительная литература

Бондаренко В. Н., Плотников И. Т., Полозов П. П., Программирование задач для машины «Урал», Изд. Арт. инж. академии им. Дзержинского, 1957
Китов А. И. Электронные цифровые машины. М.: Советское радио, 1956.
Китов А. И., Криницкий Н. А., Электронные цифровые машины и программирование, изд. второе, Физматгиз, 1961
Жданюк Б. Ф. Краткое руководство по работе за пультом управления вычислительной машины «Урал». М., 1961; (недоступная ссылка с 12-3-2022 [261 день])
Бураков М. В. Опыт эксплуатации цифровой вычислительной машины «Урал». М., 1962;
«УРАЛ-1» — первая советская серийная ЭВМ

Источник

#статьи

8 сен 2022
0

Башир Рамеев: как сын «врага народа» «Урал» прославил

Об учёном без образования, который решил повторить успех американских коллег и создал первое в СССР поколение компьютеров.

Иллюстрация: Мининский университет / Wikimedia Commons / Habr / Annie для Skillbox Media

Любитель научной фантастики и технологического прогресса. Хорошо сочетает в себе заумного технаря и утончённого гуманитария. Пишет про IT и радуется этому.

Башир Искандарович Рамеев родился в Башкортостане, в деревне Баймак. Родословная его была, по советским временам, подозрительной. Дед — богатый золотопромышленник, иначе говоря — буржуй. Отец — квалифицированный горный инженер, выпускник одной из самых престижных немецких академий во Фрайберге, в 1938 году был осуждён как враг народа.

На момент ареста Рамеев-младший учился в Московском энергетическом институте. Под давлением ректората ему пришлось бросить учёбу, поэтому высшего образования он так и не получил.

Башир Рамеев в 1940-х
Фото: Мининский университет

Рамеев пытался найти работу, но «сына врага народа» никуда не брали. Лишь в 1940 году он наконец устроился техником в московский Центральный НИИ. Помогли юношеские увлечения радиотехникой — с 1935 года Башир Искандарович был участником Всесоюзного общества изобретателей.

С началом войны он добровольно отправился на фронт в составе батальона Министерства связи СССР. Воевал на Первом Украинском фронте до 1944 года, когда его освободили от службы и командировали на восстановление народного хозяйства.

Первым послевоенным местом работы стал ЦНИИ №108, которым руководил академик Аксель Берг. Он помог Рамееву восполнить пробелы в математике, физике и электротехнике.

Башир Рамеев на службе в армии
Фото: Wikimedia Commons

Через три года молодой инженер услышал по радио об ЭВМ ENIAC, созданной под руководством легендарного Алана Тьюринга.

Загоревшись идеей сделать отечественный аналог этой машины, Рамеев обратился к Бергу с просьбой инициировать работу над проектом. Тот рекомендовал его коллеге — членкору АН СССР Исааку Бруку. Под его патронажем Башир Искандарович поступил инженером-конструктором в Лабораторию электросистем Энергетического института АН СССР.

Энергетический институт АН СССР
Фото: Энергетический институт им. Г. М. Кржижановского

Уже через год работы на новом месте Рамеев под руководством Брука создал первый в СССР прототип компьютера — автоматическую цифровую электронную машину.

Это была абстрактная ЭВМ, которая умела выполнять математические операции с двоичными числами. Управлялась она через специальный программный датчик, позволявший записывать программы на перфоленту, подавать их машине на считывание и выводить результаты обратно на перфоленту.

Авторское свидетельство Башира Рамеева
Фото: «История информационных технологий в СССР и России»

Однако после первого успеха работа приостановилась: в 1949 году учёного вновь призвали в армию и отправили преподавать радиолокацию в школе подводников на Дальнем Востоке. Служил Рамеев недолго.

Уже через год по приказу министра машиностроения Паршина его назначили заведующим лабораторией СКБ-245 московского завода САМ. Лаборатория занималась производством цифровых вычислительных машин. Министр лично поручился за учёного и даже ходатайствовал о том, чтобы ему дали доступ к секретным сведениям о советских разработках.

НИЦЭВТ — место, где находилось СКБ-245
Фото: Wikimedia Commons

Через некоторое время Рамеев предоставил схему «Стрелы» — первой советской ЭВМ. Идею новой машины они вместе с Бруком заложили ещё на прошлом месте работы. В «Стреле», по задумке Башира Искандаровича, вместо реле использовались электронные лампы, а вычислительное устройство и блок памяти были выполнены в виде магнитных барабанов.

ЭВМ «Стрела»
Фото: Wikimedia Commons

Первый образец «Стрелы» прошёл государственные испытания и получил «одобрение к производству». Всего выпустили семь таких ЭВМ, которые разместили в ведущих советских научных центрах: Институте прикладной математики АН СССР, ВЦ АН СССР и вычислительных центрах министерств по атомной энергетике и космическим исследованиям.

За эту разработку Рамеева наградили Государственной премией СССР.

Команда разработчиков «Стрелы»
Фото: Wikimedia Commons

Вскоре учёный возглавил новый проект — по созданию ЭВМ «Урал-1», которую разрабатывали на Пензенском заводе ВЭМ. Рамеев стал заместителем директора по научной работе Пензенского НИИ управляющих вычислительных машин, собрал группу молодых талантливых инженеров и приступил к работе.

«Урал-1» вышел в свет в 1957 году. Эта малая ЭВМ для инженерных расчётов имела следующие характеристики:

скорость работы — 100 операций в секунду;
оперативная память в виде магнитного барабана на 1024 слова по 36 разрядов каждое;
одноадресная система команд;
способность обрабатывать числа с фиксированной точкой;
внешняя память на магнитной ленте на 40 тысяч слов.

ЭВМ «Урал-1»
Фото: Wikimedia Commons

Позже вышли «Урал-2», «Урал-3» и «Урал-4». Все они были ламповыми, с ферритовой оперативной памятью и внешней памятью на магнитных барабанах (64 тысячи слов) и магнитной ленте (260 тысяч слов).

Кроме того, на заводе создали другие специализированные ЭВМ:

«Погода» — для расчёта метеорологических данных;
«Гранит» — для вычисления вероятностных характеристик по результатам геологических наблюдений;
«Кристалл» — для проведения рентгеноструктурного анализа кристаллов.

ЭВМ «Урал-4»
Фото: Иркутский государственный университет

За все достижения Рамееву в 1962 году присвоили докторскую степень без защиты диссертации. Так он стал чуть ли не единственным доктором наук без высшего образования.

Проанализировав недочёты «Уралов», Башир Искандарович взялся их улучшать. В результате появились ЭВМ второго поколения: «Урал-11», «Урал-14» и «Урал-16».

Рамеев переделал практически всё: интерфейсы, архитектуру, структуру и принципы унификации. Главным новшеством новых «Уралов» стал унифицированный полупроводниковый комплект элементов «Урал-10». С его помощью получилось автоматизировать производство машин. Всего на пензенском заводе выпустили несколько миллионов таких комплектов.

ЭВМ «Урал-14»
Фото: Wikimedia Commons

Новые «Уралы» строились на общей конструктивной, технологической и схемной базе, с одними и теми же устройствами ввода, вывода и хранения информации. Во всех ЭВМ использовался единый входной и выходной алфавит, а также кодировка информации на перфокартах и магнитных лентах.

Рамеев отмечал, что его инженеры впервые в истории СССР предложили формально описывать системы команд, чтобы архитектура системы была понятна всем — и системным программистам, и конструкторам ЭВМ.

Машины следующих модификаций — «Урал-21» и «Урал-25» — строились на интегральных схемах и обладали многопроцессорной архитектурой.

К концу 1960-х «Уралы» использовали практически везде — в вычислительных центрах НИИ, в банках, на заводах и военных объектах. На их основе даже создали специальные системы «Банк» и «Строитель» и несколько систем обработки данных со спутников.

Рамеев считал, что для создания нового, прорывного поколения ЭВМ нужно объединить работы учёных из разных коллективов. Он верил, что международное сотрудничество продвинет разработки СССР в области ЭВМ на один уровень с IBM и даже вытолкнет часть её продукции с рынка Восточной Европы. Так родился проект «Единая Система ЭВМ» — ЕС ЭВМ.

Параллельно учёный вёл активные переговоры с британской компанией ICL. Производитель мейнфреймов согласился передать советской стороне документацию на ПО для машин System 4 и планировал выделить специалистов для помощи в их освоении.

ICL System 4
Фото: Wikimedia Commons

Однако советская власть думала по-другому: вместо разработки ЕС ЭВМ решили закупать IBM-360.

После этой неудачи Рамеев попросил освободить его от обязанностей заместителя генерального конструктора ЕС ЭВМ. Оставшуюся часть карьеры он занимался тестированием новых советских компьютеров, а новые разработки оставил окончательно.

К счастью, время расставило всё на свои места, и современное русскоязычное IT-сообщество оценило вклад Башира Искандаровича в развитие индустрии куда выше, чем чиновники в СССР. Его имя, наряду с именем Брука, упоминают на всех торжественных мероприятиях, посвящённых Дню информатики — 4 декабря. В его честь установлена мемориальная доска на главном здании НПП «Рубин», где он провёл самые продуктивные годы. Его именем в Пензе названы улица, проезд в микрорайоне «Заря-1» и Технопарк высоких технологий. Не забывают учёного и на малой родине, в Поволжье: открывшемуся в конце августа 2022 года казанскому IT-парку также присвоено имя Башира Рамеева.

Последняя фотография Башира Рамеева
Фото: Виртуальный компьютерный музей

Научитесь: Профессия Веб-разработчик
Узнать больше

Источник

Главный конструктор «Уралов»

После завершения работ по «Стреле» он с удвоенной энергией берется за создание машины «Урал-1» (той самой, что на много лет стала потом «рабочей лошадкой» во многих ВЦ страны) с дальним прицелом создать семейство машин, начиная от ЭВМ малой производительности и кончая мощными универсальными ЭВМ. На этот раз он назначается главным конструктором новой машины.

ЭВМ «Урал-1»

Для производства «Урала-1» был выделен завод в Пензе. В 1955 году Башир Искандарович переехал в этот город вместе с группой талантливых молодых специалистов, работавших с ним в Москве в СКБ-245. Именно здесь, в Пензе, где он стал главным инженером и заместителем директора по научной работе НИИ математических машин (вначале Пензенского филиала СКБ-245, потом Пензенского НИИ управляющих машин), под его руководством в течение тринадцати лет одна за другой рождались и выпускались новые ЭВМ — за «Уралом-1» «Урал-2», «Урал-4», ряд специализированных ЭВМ, а затем «Урал-11», «Урал-14», «Урал-16» — целое семейство совместимых ЭВМ, в котором воплотились его идеи, опережавшие в ряде случаев то, что было за рубежом.

В письме на мое имя Б. И. Рамеев сообщил: «Коллектив разработчиков, который составил затем Пензенскую школу, начал складываться в 1952–1954 годах еще в Москве в СКБ-245.

Часть ребят, которые учились у меня в МИФИ и проходили преддипломную практику в моем отделе, после окончания института были направлены в СКБ-245 и приняли участие в наладке арифметического устройства „Стрелы“. К ним присоединились молодые специалисты-выпускники других институтов. В 1953–1954 гг. начались работы над „Уралом-1“. Учитывая, что машина предназначалась для серийного производства, я обращал особое внимание на унификацию ячеек, узлов и конструкций. На этой стадии лично участвовал в разработке схем, экспериментах и наладке. Активное участие в разработке „Урал-1“ принимали В. С. Антонов, Мухин В. И., А. Н. Невский, А. А. Лазарев и другие. В Пензе, по мере того, как они набирались опыта и вырастали в талантливых разработчиков, я стал доверять им разработку машин, вначале специализированных. На унифицированных элементах были разработаны специализированная ЭВМ для метеорологических расчетов „Погода“ (ведущий разработчик Н. Г. Маслов); специализированная ЭВМ для расчета вероятностных характеристик результатов наблюдений „Гранит“ (ведущий разработчик Ю. Н. Беликов, продолжал в Пензе — В. В. Пржиалковский); специализированная ЭВМ для рентгеноструктурного анализа кристаллов „Кристалл“ (ведущий разработчик Е. Т. Семенова); специализированная ЭВМ для определения координат по радиопеленгам (ведущий разработчик B. C. Маккавеев); ЭВМ специального назначения № 56 (ведущий разработчик В. С. Антонов); ЭВМ специального назначения № 46 (ведущий разработчик А. И. Лазарев); ЭВМ специального назначения № 17 (ведущий разработчик B. C. Маккавеев); ЭВМ специального назначения № 27 (ведущий разработчик В. С. Маккавеев).

Разработчики ЭВМ «Урал-1»

На той же элементной базе (ламповой) были разработаны универсальные ЭВМ „Урал-2“ (1959 г.), „Урал-4“ (1961 г.). Основными разработчиками были: А. Н. Невский, В. И. Мухин, Г. С. Смирнов, А. С. Горшков, А. Г. Калмыков, Л. Н. Богословский, М. Н. Князев, О. Ф. Лобов и другие.

Благодаря сложившемуся молодому и талантливому коллективу за первые 10 лет моей работы в Пензе были созданы, сданы заказчику и внедрены в производство 11 ЭВМ и около 100 периферийных устройств.

В это же время начались работы над системами. По заказу Центральной аэрологической лаборатории под руководством Ю. Н. Беликова была создана система для обработки результатов вертикального зондирования атмосферы с помощью шаропилотных зондов — „Централизованно-кустовая вычислительно-телеметрическая система «Атмосфера»“. В 1960 году были начаты работы по созданию семейства полупроводниковых „Уралов“. Основные черты нового поколения машин были сформулированы мною еще в 1959 г. В соответствии с ними я определил состав семейства машин, их структуру, архитектуру, интерфейсы, установил принципы унификации, утвердил технические задания на устройства, ограничения на типономиналы используемых комплектующих изделий, некоторые другие документы. В процессе проектирования обсуждал с разработчиками основные решения и ход работы. В остальном ведущие разработчики и руководители подразделений имели полную свободу.

В ноябре 1962 г. была закончена разработка унифицированного комплекса элементов „Урал-10“, рассчитанного на автоматизированное производство. Хотя элементы разрабатывались для использования в серии ЭВМ „Урал-11“ — „Урал-16“, они нашли широкое применение и в других средствах вычислительной техники и автоматике. Для этих целей было выпущено несколько миллионов штук элементов.

В апреле 1963 г. была закончена разработка аванпроекта новой серии „Уралов“, который состоял из 5 частей: элементы, узлы и блоки; устройства; машины; системы передачи дискретной информации по линиям связи; материалы по стоимости и трудоемкости изготовления элементов, блоков, устройства и машин, рассмотренных в аванпроекте.

21–22 мая 1963 года аванпроект был рассмотрен на Координационном междуведомственном НТС Госкомитета по радиоэлектронике СССР.

НТС постановил:

1. Одобрить аванпроект ряда универсальных цифровых вычислительных машин на полупроводниковых элементах для народного хозяйства и рекомендовать положить в основу для проведения ОКР. […]

1. С целью сокращения сроков разработки машин и освоения их в серийном производстве просить Госкомитет по радиоэлектронике СССР, СНХ СССР и СНХ РСФСР решить вопрос о подключении к разработке научно-исследовательских институтов ГКРЭ и КБ заводов совнархозов, имея в виду окончание разработки и внедрения в серийное производство всех машин ряда в 1964–1965 гг.

2. Считать первоочередной задачей, с целью удовлетворения текущих потребностей народного хозяйства, разработку и внедрение в народное хозяйство машин типа „Урал-11“ и „Урал-14“ с учетом обеспечения их серийного производства с 1964–1965 гг. взамен выпускаемых в настоящее время ламповых машин[43].

С 1964 г. „Урал-11“ и „Урал-14“ выпускались серийно, а производство „Урал-16“ началось с 1969 г. Вот фамилии тех, кто сделал основной вклад в создание семейства ЭВМ „Урал-11“ — „Урал-16“ и составлял основной костяк Пензенской школы цифровых вычислительных машин: Б. И. Рамеев — руководитель разработки, Главный конструктор машин „Урал“, В. И. Бурков, А. Н. Невский, Г. С. Смирнов, А. С. Горшков, В. И. Мухин — заместители Главного конструктора, А. Г. Калмыков, Л. Н. Богословский, М. Н. Князев, О. Ф. Лобов, Н. М. Коноплян, А. И. Плетминцев, В. К. Елисеев, В. Г. Желнов, Ю. В. Пинигин.

Владимир Иванович Бурков

Лев Николаевич Богословский

ЭВМ «Урал-16»

Александр Степанович Горшков

Андрей Николаевич Невский

A. M. Литвинов

Олег Федорович Лобов

Особо хотел бы отметить выдающиеся способности и вклад В. И. Буркова в разработку структуры, системы команд, операционной системы и программное обеспечение. Им предложено, кажется, впервые в СССР, формальное описание команд для одинакового понимания их как математиками, так и конструкторами.

Важно отметить, что Пензенский институт явился „кузницей кадров“ для многих институтов по вычислительной технике в ряде городов Союза: в Минске (Пржиалковский, братья А. Я. и В. Я. Пыхтины и другие, до 10 человек), Ереване (Цехновицер, Торопов и др.), Тбилиси (Брусиловский и др.), Лисичанске (Рязанов и др.).

Василий Иванович Мухин

Геннадий Сергеевич Смирнов

С удовольствием отмечаю, что в период моей конструкторской деятельности и в Москве, и в Пензе я работал в организациях, которые с полным основанием можно назвать научно-производственными объединениями. Научно-исследовательский институт, СКБ и завод возглавлялись одним директором (в Москве — М. А. Лесечко, в Пензе — Н. А. Разумов и позже В. А. Шумов) и поэтому не возникало проблем с внедрением в серийное производство новых разработок. В этом отношении я, возможно, был в лучшем положении, чем другие главные конструкторы.

Во всей конструкторской деятельности одним из главных принципов я считал унификацию. Так было, когда разрабатывали ламповые „Уралы“, и это позволило на базе унифицированных элементов и конструкций в короткий срок создать ряд ЭВМ. Вопросу унификации было уделено особое внимание, когда разрабатывали новую серию „Урал-11“ — „Урал-16“. Максимальная унификация элементов, узлов, устройств, машин, стандартизация связей (интерфейсов) дала возможность минимизировать номенклатуру и тем самым облегчить компоновку систем и облегчить серийное производство. Расширение и развитие идей такой глубокой унификации и стандартизации и привели меня к определению основных системных, структурных, логических, конструктивных и технологических особенностей будущих ЭВМ».

Основные черты нового поколения машин, воплощенные Б. И. Рамеевым в новой серии «Уралов», кратко сводятся к следующему:

? машины должны представлять собой конструктивно, схемно и программно совместимый ряд ЭВМ различной производительности, с гибкой блочной структурой и широкой номенклатурой устройств со стандартизованным способом подключения, позволяющим подобрать комплект машины, наиболее подходящей для данного конкретного применения, и поддержать в процессе эксплуатации параметры машины на уровне изменяющихся потребностей заказчика и новых разработок устройств;

? конструктивные и схемные возможности должны позволять комплектовать системы обработки информации, состоящие из нескольких одинаковых или разных машин, обеспечивая плавное изменение количественных характеристик ряда и существенно расширяя ряд в сторону увеличения производительности, расширения круга решаемых задач и областей применения;

? возможности резервирования отдельных устройств и машин должны обеспечить создание систем повышенной надежности для обработки информации в заданное время. Должны быть предусмотрены:

? система схемной защиты информации, независимость программ от места в памяти, система относительных адресов, развитая система прерываний и приостановок и соответствующая система команд, позволяющая организовать сложную систему одновременно работающих устройств и одновременное решение многих задач;

? возможность работы в режимах с плавающей и фиксированной запятой, в двоичной и десятичной системах счисления, выборку и выполнение операций со словами фиксированной и переменной длины, что позволяет эффективно решать как планово-экономические, информационные, так и научно-технические задачи;

? система аппаратного контроля устройств хранения, адресации, передачи, ввода и обработки информации;

? большая емкость оперативной памяти с непосредственной выборкой слов переменной длины, эффективные аппаратные средства контроля и защиты программ друг от друга, ступенчатая адресация, развитая система прерываний и приостановок, возможность подключения памяти большой емкости с произвольной выборкой на магнитных барабанах и дисках, наличие датчика времени, аппаратуры сопряжения с каналами связи и пультов операторов для связи с машиной, что дает возможность строить различные системы обработки информации коллективного пользования, работающие в режиме разделения времени;

? высокая степень унификации элементов, блоков и устройств для организации технологичных, хорошо контролируемых и рассчитанных на массовое производство технологических процессов, обеспечивающих качество и надежность изделия.

Основные черты нового поколения машин были изложены в аванпроекте на семейство ЭВМ «Урал-11», «Урал-14», «Урал-16»[44]. Он появился на полтора года раньше публикаций об американском семействе машин IBM-360. Таким образом, идея создания семейства программно и конструктивно совместимых ЭВМ была высказана Рамеевым независимо от американских ученых и реализована практически одновременно. Важно отметить и то, что в отличие от первых моделей семейства IBM-360 семейство «Уралов» обеспечивало возможность создания систем обработки информации, состоящих из нескольких одинаковых или разных машин, было рассчитано на работу в сетях и, наконец, было «открытым» для дальнейшего наращивания технических средств. Математическое обеспечение «Уралов» находилось на достаточно высоком уровне, о чем свидетельствует акт Государственной комиссии, подписанный академиком А. А. Дородницыным:

«Впервые в СССР реализован системный подход к разработке математического обеспечения для ряда ЭВМ. В разработанной системе использованы собственные оригинальные решения. Разработанная операционная система выполняет основные функции, реализуемые в современных операционных системах. Документация по математическому обеспечению отличается высоким качеством, полнотой и единством оформления».

Пензенский НИИММ занимался также разработкой многочисленных систем для народного хозяйства и обороны. Не случайно академик В. С. Семенихин как-то сказал: «С точки зрения систем ИММ — самый сильный». Эта сторона деятельности Б. И. Рамеева заслуживает отдельного описания.

В 1962 году ему была присвоена ученая степень доктора технических наук без защиты диссертации. Академик А. И. Берг в своем отзыве о научно-технической деятельности Рамеева писал:

«Башира Искандаровича Рамеева я знаю в течение 17-ти лет… По характеру научно-технической деятельности и объему выполненных работ Б. И. Рамеев давно находится на уровне требований, предъявляемых к доктору наук. Поэтому считаю, что Б. И. Рамеев вполне заслуживает присвоения ему ученой степени доктора технических наук без защиты диссертации».

Академик Лебедев и член-корреспондент АН СССР Брук в своих отзывах также сочли, что Рамеев безусловно заслуживает присвоения степени доктора наук без защиты диссертации.

Казалось, справедливость восторжествовала. Сорокачетырехлетний ученый был полон сил и новых творческих замыслов…

Первые полупроводниковые: что умели советские ЭВМ «Урал»

В 1960-е годы в СССР начались первые попытки создания не отдельных ЭВМ, а целых их семейств. Расширению возможностей компьютеров способствовало применение современных полупроводниковых технологий. Такими были машины «Урал – 11, 14, 16», пришедшие на смену своим ламповым предкам.

ЭЦВМ «Урал-11»

1. Главный конструктор: д. т. н. Б. И. Рамеев, заместители
главного конструктора – В. И. Бурков, А. Н. Невский, Г. С. Смирнов, А. С.
Горшков, В. И. Мухин, основные разработчики: Л. Н. Богословский, В. К. Елисеев,
В. Г. Желнов, А. Г. Калмыков, М. Н. Князев, О. Ф. Лобов, А. И. Плетминцев, Ю.
В. Пинигин и др.

2. Год окончания разработки: 1965.

3. Год начала выпуска: 1965.

4. Год прекращения выпуска: 1975.

5. Область применения ЭЦВМ «Урал-11» – решение широкого
класса математических задач в вычислительных центрах НИИ, КБ и промышленных
предприятиях.

6. Число выпущенных машин (серийность): 123 шт.

Описание машины

Машина «Урал-11» является первой из ряда машин, в который
также входят «Урал-14» и «Урал-16». Машины ряда «Урал» были построены на единой
конструктивной, технологической и схемной базе, имели одни и те же устройства
для ввода, вывода и хранения информации, использовали единые входной и выходной
алфавит, кодировку информации на перфокартах, магнитных лентах и внутри машины.

Вид ячейки комплекса логических элементов поздних «Уралов»

ЭВМ «Урал-11» оперировала числами с фиксированной и
плавающей запятой, а также алфавитно-цифровыми символами. Длина адресуемого
слова составляла 24 двоичных разряда. Система команд – одноадресная (как и у
остальных ЭВМ ряда).

Система счисления – двоичная и десятично-двоичная. Емкость
оперативной памяти – от 8192 до 16 384 24-разрядных слов.

В состав центрального блока ЭВМ входило устройство
арифметическое и устройство управления – У-328, обеспечивавшее весь набор
арифметических и логических операций над 24-разрядными словами. Оно производило
до 50 000 коротких операций и 350 умножений/с. Для ускорения операций умножения
и работы с десятично-двоичными числами использовались отдельные, конструктивно
автономные устройства — умножения (У-340) и суммирующие десятично-двоичные
числа (У-342). Они повышали производительность до 14 000 операций умножения/с,
а сложения и вычитания десятично-двоичных чисел – до 5000 при 11-разрядных
числах. Кроме того, было разработано арифметическое устройство для 48-разрядных
чисел – У-345. В зависи-мости от комплектации арифметическими устройствами,
оперативной памятью и внешним оборудованием выпускались шесть модификаций
«Урала-11». Они комплектовались накопителями на магнитных барабанах и на
магнитной ленте, перфоленточным и перфокарточным оборудованием, алфавитно-цифровым
печатающим устройством.

Элементная база

ЭВМ «Урал-11» – «Урал-16» построены на унифицированном
комплексе логических элементов «Урал-10». Он представляет собой набор
полупроводниковых схемных элементов модульной конструкции.

Имелось пять типов основных и 10 типов специальных модулей
(для накопителей и внешних устройств). Электронные схемы «Урал-11» на 90%
состояли из двух типов основных диодно-транзисторных модулей, способных
работать в диапазоне температур от –10 до +70°C. Модули размещались в ячейках,
имеющих запаиваемый разъем.

Конструкция

Семейство машин «Урал-11» – «Урал-16» выпускалось в
стандартных конструкциях. Электронное оборудование располагалось в стандартных
шкафах. В шкафах помещались панели с ячейками, на которых монтировались модули
с диодно-транзисторными элементами. Монтаж модулей и ячеек, а также некоторые
соединения на панелях выполнялись печатным способом. ЭВМ «Урал-11А» – самая
младшая модель этой машины – имела конструкцию в виде углового стола. Все
накопители и внешние устройства были общими для всех машин «Урал».

Технология

Применены традиционные технологические процессы
механообработки конструкций. Каркасы шкафов – сварные. Модули и ячейки, впервые
в машинах «Урал» выполненные печатным монтажом на фольгированном диэлектрике,
предназначались для массового изготовления на специализированном производстве.
Новыми для Пензенского завода были технологии изготовления ферритовых
накопителей и внешних устройств, в частности новых накопителей на магнитных
лентах, механизма алфавитно-цифрового устройства.

Программное
обеспечение

Основной программой, организующей работу ЭВМ, являлась
программа-диспетчер. Она обеспечивала ввод и вывод информации, организацию
многопрограммной работы, защиту областей оперативной памяти, динамическое распределение
оперативной памяти, а также внешней памяти на магнитных барабанах и лентах.

С машиной поставлялся автокод АРМУ («Автокод Ряда Машин Урал»),
который был единым автокодом ряда ЭВМ типа «Урал». Он был составлен с учетом
особенностей этих машин и обеспечивал полную совместимость от меньшей машины к
большей.

Каждая ЭВМ «Урал» имела собственный транслятор с языка АРМУ
на свой машинный язык. Таким образом, совместимость ЭВМ типа «Урал» была
ограниченной и существовала только на уровне автокода АРМУ.

Помимо тест-программ, библиотеки программ и программы
отладки с языка АРМУ вместе с машиной поставлялся транслятор с языка АЛГАМС на
АРМУ.

Основные
эксплуатационно-технические данные «Урал-11»:

– длина слова, адресуемого в оперативной памяти, – 12 или 24
бит

– разрядность чисел, бит:
• с фиксированной запятой – 12, 24, 48;
• с плавающей запятой: мантисса – 39, порядок – 7;
• десятичных – 3 и более;

– система счисления – двоичная и десятичная;

– система команд – одноадресная;

– число команд – 150;

– индексных регистров – 7;

– каналов прерывания – 30;

– уровней прерывания – 30;

– время выполнения операций, мкс:
• сложение, логические (24 разр.) – 20;
• сложение, логические (48 разр.) – 40 (с У-345);
• сложение десятичное (5 разр.) – 80 (с У-342);
• сложение с плавающей запятой (39+7) – 40 (с У-345);
• умножение (24 разр.) – 70 (с У-340);
• умножение (48 разр.) – 100 (с У-345);
• умножение с плавающей запятой – 100 (с У-345);

– емкость накопителей в словах длиной 24 + 2 разряда:
• ферритовый 8192–16384;
• на магнитных барабанах 98 444–787 552;
• на магнитных лентах 1 000 000–48 000 000;

– скорость обмена информацией (бит в секунду) между
оперативной памятью и устройствами:
• накопителями на магнитном барабане – до 500 000;
• накопителями на магнитной ленте – от 130 до 700 000;
• максимальная скорость – 2 200 000;

– скорость ввода информации:
• перфолент – 1000 строк с одного устройства;
• перфокарт – 700 карт в минуту с одного устройства;
• каналов связи – до 2 200 000 бит в секунду;

– скорость вывода информации:
• на печать – 400 строк в минуту (одно устройство);
• на перфокарты – 110 карт в минуту;
• на перфоленту – 80 строк в секунду;
• каналы связи – 2 200 000 бит в секунду;

– условия эксплуатации:
• температура окружающей среды – от 5 до 40 °С;
• влажность – 65 ± 15%.

Особенности ЭВМ

«Урал-11» – первая ЭВМ ряда «Урал», выполненного на единой
конструктивно-технологической базе «Урал-10». В СССР это была первая попытка
проектирования не отдельной ЭВМ, а сразу целого семейства совместимых ЭВМ.
Главное внимание уделялось конструктивному и технологическому единству ЭВМ и их
отдельных устройств. Отдельные арифметические устройства для умножения,
десятичной арифметики, плавающей запятой существенно удорожали малую ЭВМ
«Урал-11».

ЭЦВМ «Урал-14»

2. Год окончания разработки: 1965.

3. Год начала выпуска: 1965.

4. Год прекращения выпуска: 1974.

5. Область применения: решение широкого класса
математических и информационно-логических задач в вычислительных центрах НИИ, КБ
и промышленных предприятий.

6. Число выпущенных машин (серийность): 201 шт.

Описание машины

«Урал-14» является средней машиной в ряде машин «Урал». ЭВМ
«Урал-14» оперировала с числами с фиксированной и плавающей запятой, а также с
алфавитно-цифровыми символами и последовательностью бит переменной длины. Длина
адресуемого слова составляла 24 двоичных разряда, а длина массива информации, непосредственно
адресуемого к оперативной памяти, – 24, 48, 72, …, 98 304 бит.

Система команд одноадресная (так же, как и у остальных ЭВМ
ряда). Система счисления – двоичная и десятично-двоичная. Емкость оперативной
памяти от 16 384 до 65 536 24-разрядных слова.

Сергей Груздев, «Аладдин Р.Д.»: Безопасная дистанционная работа с личного компьютера возможна

Безопасность

В состав центрального блока ЭВМ входили арифметическое
устройство У-320 и отдельное устройство управления У-321. Устройство У-320
выполняло арифметические и логические операции над числами и словами переменной
длины от 1 до 24 двоичных разрядов. Устройство работало только с фиксированной
запятой. Операции над десятичными числами, над 48-разрядными двоичными числами
и словами, а также операции с плавающей запятой выполнялись дополнительными
арифметическими устройствами У-342 и У-345.

В зависимости от комплектации арифметическими устройствами,
оперативной памятью и внешним оборудованием выпускалось несколько модификаций
«Урала-14». Они комплектовались двухвходовыми накопителями на магнитных
барабанах, накопителями на магнитной ленте, перфоленточным и перфокарточным
оборудованием, алфавитно-цифровым печатающим устройством.

Программное
обеспечение

Основной программой, организующей работу ЭВМ, являлась
программа-диспетчер. Она обеспечивала ввод и вывод информации, организацию
многопрограммной работы, защиту областей оперативной памяти, динамическое
распределение оперативной памяти, а также внешней памяти на магнитных барабанах
и лентах. Остальные средства – как в «Урал-11».

CNews, ВТБ и «Сколково» объявили победителей премии Data Fusion Awards

Основные эксплуатационно-технические данные:

– длина слова, адресуемого в оперативной памяти – 12 или 24
бит;

– система счисления – двоичная и десятичная;

– система команд – одноадресная;

– число команд – 230;

– индексных регистров – 14;

– базисных регистров – 128;

– каналов прерывания – 64;

– уровней прерывания – 16;

– время выполнения операций, мкс:
• сложение, логические (24 разряда) – 22;
• сложение, логические (48 разряда) – 40 (с У-345);
• сложение десятичное (5 разряда) – 100 (с У-342);
• сложение чисел с плавающей запятой (39+7) – 40 (с У-345);
• умножение (24 разряда) – 300;
• умножение (48 разряда) – 100 (с У-345);
• умножение чисел с плавающей запятой – 100 (с У-345);

– условия эксплуатации:
• температура окружающей среды – от 5 до 40 °С;
• влажность – 65 ±15%

Особенности ЭВМ

«Урал-14» была средней ЭВМ ряда «Урал», выполненного на
единой конструктивно-технологической базе «Урал-10». Как уже упоминалось, в
СССР это была первая попытка проектирования не отдельной ЭВМ, а целого ряда
совместимых ЭВМ.

Главное внимание уделялось конструктивному и
технологическому единству ЭВМ и их отдельных устройств. Несмотря на то что
большинство схемных, структурных и конструктивных решений были перспективными,
выпуск машин был относительно невелик. Отдельные арифметические устройства для
десятичной арифметики и 48-разрядных операций с плавающей запятой существенно
удорожали ЭВМ «Урал-14».

ЭЦВМ «Урал-16»

2. Год окончания разработки: 1968.

3. Год начала выпуска: 1969.

4. Год прекращения выпуска: 1969.

5. Область применения: решение широкого класса
математических и информационно-логических задач в крупных вычислительных центрах
НИИ, КБ и промышленных предприятиях.

6. Число выпущенных машин (серийность): 1.

Описание машины

«Урал-16» является старшей моделью в ряде машин «Урал». Для
ЭВМ «Урал-16» было разработано арифметическое устройство У-330, выполнявшее
арифметические, логические и посылочные операции над двоичными числами и
словами переменной длины от 1 до 48 двоичных разрядов. Арифметические операции
выполнялись над числами с плавающей и фиксированной запятой. Был предусмотрен
ряд операций, увеличивающих производительность машины при решении
информационных задач.

В состав центрального блока ЭВМ входили арифметическое
устройство У-330 и отдельное устройство управления У-331. У-331 обеспечивало
взаимодействие всехустройств машины в процессе одновременного решения
нескольких задач: одновременное выполнение до пяти команд в центральных
устройствах, обмен информацией между накопителями на магнитной ленте, барабане
и ферритовым накопителем, работа нескольких устройств ввода и вывода
информации.

У-331 производило непосредственную адресацию слов длиной от
1 до 48 бит и массивов слов длиной от 48 до 98 000 бит в оперативной памяти
емкостью до 25 000 000 бит. Аппаратная система защиты программ обеспечивала
защиту одних программ от возможных ошибок в других одновременно работающих
программах, а система относительных адресов – независимость программ от места в
памяти. Среди 300 команд, выполняемых устройством, имеются команды для
«разговора» нескольких (до машин на уровне центральных устройств.

«Урал-16» комплектовалась стандартными для машин «Урал»
двухвходовыми накопителями на магнитных барабанах, накопителями на магнитной
ленте, перфоленточным и перфокарточным оборудованием, алфавитно-цифровым
печатающим устройством.

Программное обеспечение – как на «Урал-14».

Основные
эксплуатационно-технические данные:

– длина, бит:
• слова, адресуемого в оперативной памяти – 1, 2, 3,…, 48;
• массива информации, непосредственно адресуемого в
оперативной памяти – 24, 48, 72, …, 98304;

– разрядность чисел, бит:
• с фиксированной запятой – 1, 2, 3,…, 48;
• с плавающей запятой: мантисса – 39, порядок – 7;

– система счисления – двоичная;

– система команд – одноадресная;

– количество команд – 300;

– индексных регистров – 14;

– базисных регистров – 512;

– каналов прерывания – 64+24;

– уровней прерывания – 64;

– время выполнения операций, мкс:
• сложение, логические (24 разряда) – 10;
• сложение, логические (48 разрядов) – 10;
• сложение чисел с плавающей запятой (39 + 7) – 10;
• умножение (24 разряда) – 15;
• умножение (48 разрядов) – 30;
• умножение с плавающей запятой – 30;

– емкость накопителей в словах длиной 24 + 2 разряда:
• ферритовый 131 072–524 288;
• на магнитных барабанах 98 444–787 552;
• на магнитных лентах 8 000 000–48 000 000;

– скорость обмена информацией, бит/с между оперативной
памятью:
• и накопителями на магнитном барабане – до 500 000;
• накопителями на магнитной ленте – от 130 до 700 000;
• максимальная скорость – 2 200 000.

Особенности ЭВМ

«Урал-16» была старшей ЭВМ ряда «Урал», выполненного на
единой конструктивно-технологической базе «Урал-10». Несмотря на то что
большинство схемных, структурных и конструктивных решений были правильными и
перспективными, машину «Урал-16» создали в единственном экземпляре. Анализа
причин этого в литературе нет.

***

CNews продолжает публиковать главы из книги «Страницы истории
отечественных ИТ» – совместного проекта «АйТи» и «Виртуального компьютерного
музея» (Сост. Эдуард Пройдаков. – М.: Альпина Паблишер, 2015). Читайте также:

МЭСМ
и «Стрела»: Как советские ЭВМ делали первые шаги

М-1.
Как зарождалась ЭВМ

Как
Исаак родил советскую информатику

Первые
быстродействующие: три советские ЭВМ, которые двигали науку

Как
создавались первые серийные советские ЭВМ

Источник

Описание машины (структура, архитектура, включая периферию)

Элементная база

Конструкция

Технология

Программное обеспечение

Основные эксплуатационно-технические данные

Особенности ЭВМ

История

Описание

Архитектура

Арифметическое устройство и регистры

Оперативное запоминающее устройство

Устройство управления

Пульт управления

Устройства ввода-вывода

Схема работы УУ

Команды

Применение

Дополнительная литература

Башир Рамеев: как сын «врага народа» «Урал» прославил

Главный конструктор «Уралов»

Читайте также

12.2 ГЛАВНЫЙ И ПОДЧИНЕННЫЙ ПРОЦЕССОРЫ

Главный блоггер на фирме

Конструктор узоров

14.2. Конструктор класса

14.2.1. Конструктор по умолчанию

14.2.3. Копирующий конструктор

15.9.2. Конструктор как конвертер

Конструктор класса

Главный ресурс

Конструктор ЭВМ

Главный объект не в фокусе

Главный объект не в фокусе

13-Я КОМНАТА: Кто тут главный

Первые полупроводниковые: что умели советские ЭВМ «Урал»