Дополнение Р числа А есть число, связанное с исходным числом А-соотношением Р — 1-2-24 — А Вычитание производится как сложение уменьшаемого с дополнением вычитаемого.
Умножение, очевидно, выполняется в виде последовательных сложений и сдвигов, т. е. точно так же, как при обычном умножении «столбиком».
Применение двоичной системы упрощает таблицу умножения, которая имеет вид:
0x0=0 0x1=0 1x1=1
Деление производится последовательным вычитанием и сдвигом.
Ш-3. Блок-схема АУ (далее даются лишь названия разделов. — Прим. авт.) Ш-4. Местный программный датчик (МПД). IY. Магнитное запоминающее устройство. IV-1. Назначение магнитной памяти (МП). IY-2. Описание работы блок-схемы МП. Y. Электростатическое запоминающее устройство (память). YI. Главный программный датчик (ГПД). YI-1. Введение YI-2. Назначение ГПД. YI-3. Блок-схема ГПД и цикл работы АЦВМ. YI-4. Блоки, входящие в ГПД. а) Генератор тактирующих импульсов (лист «ГПД-ГТИ») б) Блок пуска и синхронизации (лист «ГПД-ПС») в) Распределитель импульсов (лист «ГПД-РИ») г) Блок формирования импульсов (лист «ГПД-ФИ») д) Регистр адреса (лист «ПТД-РА») е) Пусковой регистр (лист «ГПД-ПР») ж) Селекционный регистр (лист «ГПД-РС») з) Регистр сравнения (лист «ГПД-РС») и) Блок операций и шифра (лист «ГПД-ОШ») к) Клапанный блок (лист «ГПД-РС») л) Блок выбора памяти (лист «ГПД-ВШ») Блок операции сравнения (лист «ГПД-ОС») YII. Устройство ввода и вывода (УВВ) YII-1. Назначение. YII-2. Описание блок-схемы. а) Операция «ввода». б) Операция «вывод».
Конструкция и источники питания АЦВМ
Конструктивно АЦВМ выполнена в виде трех стоек, расположенных по бокам прямоугольной вентиляционной колонны. На стойках расположены соответственно главный программный датчик, арифметический узел и запоминающее устройство. Временно для удобства работы блок электронной памяти перенесен на четвертую стойку.
Вентиляционная колонна имеет отверстия для обдува блоков. Обдув необходим ввиду большой мощности, потребляемой стойками.
Телетайп и трансмиттер расположены на отдельном столе и при помощи разъемных кабелей соединяются со стойками. Фотографии стоек приведены на рис. 6 и 7. Монтаж всех схем осуществлялся на стандартных панелях двух типов (двадцати двух и десятиламповые панели).
Полное число ламп (баллонов) в АЦВМ — 730. По узлам они распределяются следующим образом:
1. Арифметический узел — 330 ламп 2. Магнитная память — 120 ламп 3. Электронная память — 80 ламп 4. Главный программный датчик и устройство для ввода и вывода — 200 ламп
Питание АЦВМ осуществляется от 4-машинного агрегата постоянного тока, дающего основные уровни напряжений (считая от потенциала земли): -170, +140, +240 и +300 в.
Остальные уровни снимаются с мощных потенциометров. Исключение составляют только блоки электронной памяти и некоторые узлы магнитной памяти, питающиеся от электронных стабилизаторов напряжения. Накал ламп производится переменным током.
Универсальная цифровая вычислительная машина М-2 создана коллективом Лаборатории управляющих машин и систем Академии наук СССР (ЛУМС) под руководством член-корр. АН СССР И.С. Брука.
М-2 — малогабаритная быстродействующая машина. Средняя скорость ее работы — 2000 операций в секунду, количество радиоламп в машине — 1676. Разработка и монтаж машины были проведены в весьма короткий срок — с апреля по декабрь 1952 года. Зимой 1954–1955 гг. машина была существенно модернизирована. В 1956 году было разработано, изготовлено и введено в состав машины М-2 ферритовое запоминающее устройство, работающее по принципу совпадения токов (по схеме ЗД), объемом 4096 34-разрядных слов.
В группу, 1 работавшую над М-2, входило на различных этапах работы от 7 до 10 инженеров. Арифметический узел разрабатывался М.А. Карцевым, В.В. Белынским, А.Б. Залкиндом, электростатическое запоминающее устройство
— Т.М. Александриди и Ю.А. Лавренюком, устройство управления — Л.С. Легезо, В.Д. Князевым и Г.И. Танетовым, магнитные запоминающие устройства
— А.И. Шуровым и Л.С. Легезо, входные и выходные устройства у А.Б. Залкиндом, система питания — В.В. Белынским, Ю.А. Лавренюком и В.Д. Князевым, пульт управления — В.В. Белынским и А.И. Шуровым. Руководитель работ М.А. Карцев. Большая работа проведена конструкторами, техниками, механиками и монтажниками лаборатории: И.З. Гельфгатом, А.Д. Гречушкиным, Н.А. Немце-пым, ф. Фржеутским, И.К. Швильпе, Д.У. Ермоченковым, Л.И. Федоровым, Г.В. Коростылевым и др.
Система счисления- двоичная Представление чисел — с плавающей запятой и с фиксированной запятой Количество двоичных разрядов — 34 Точность вычислений: с плавающей запятой — около восьми десятичных знаков, с фиксированной запятой — около десяти десятичных знаков (возможны вычисления с удвоенной точностью)
Диапазон чисел с плавающей запятой — от 231 до 2~32 примерно от 2.109 до 2,5.10–1 °Cистема кодирования инструкций — трехадресная Выполняемые операции — сложение, вычитание, умножение, деление, сравнение по модулю, сравнение алгебраическое, логическое умножение, перемена знака, перенос числа и др. Скорость работы — в среднем 2000 операций в секунду
Внутренние ЗУ: электростатическое (на трубках 13ЛО37) — 512 чисел, время обращения 25 мксек, ферритовое — 4096 чисел, магнитный барабан — 512 чисел, скорость вращ. — 2860 оборотов в минуту Внешнее ЗУ — магнитная лента на 50 тыс. чисел
Ввод данных — с бумажной перфоленты со скоростью 30 чисел в секунду Вывод данных — в виде таблиц; скорость печати 24 числа в минуту Питание — от 3-фазной сети переменного тока, потребляемая мощность 29 квт. Площадь, занимаемая машиной — 22 кв. метра. Машина М-2 находилась в эксплуатации 15 лет, работая круглосуточно и без выходных дней. На ней решался широкий круг научных и — прикладных задач многими организациями и институтами. Для эффективного использования машинного времени была создана группа программистов, которая разработала математическое обеспечение М-2, состоявшее из библиотеки обсуживающих программ (программы ввода-вывода, служебные программы, программы элементарных функций и др.) и постоянно, при необходимости, консультировала сторонних пользователей в процессе работы на машине. При машине М-2 постоянно действовал семинар ведущих математиков-программистов, работы которых явились основой создания ряда систем программирования и алгоритмических языков.
В интересах собственных работ Лаборатории управляющих машин и систем, а позднее и Института электронных управляющих машин проводились расчеты для линий дальних электропередач и расчеты задач экономического планирования СССР.
Из сторонних организаций решение своих задач на М-2 проводили: Институт экспериментальной и теоретической физики (ИТЭФ), Акустический институт, Институт прогнозов погоды, Московский авиационный институт (МАИ), Военно-воздушная академия, Институт проблем передачи информации (ИППИ), Энергетический институт (ЭНИН), Институт экономики АН СССР, Институт атомной энергии им. Курчатова, Стальпроект и многие другие.
Малогабаритная универсальная цифровая электронная вычислительная машина М-3 является третьей из серии машин, разработанных в Лаборатории управляющих машин и систем под руководством И.С. Брука.
Машина оперирует 30-разрядными двоичными числами с запятой, фиксированной перед старшим разрядом числа, что соответствует точности вычислений в девять десятичных знаков. 31-й разряд отводится под знак числа.
Оперативное запоминающее устройство на магнитном барабане имеет объем памяти 2048 чисел. Предусмотрена возможность подключения дополнительного ферритового запоминающего устройства емкостью до 2048 чисел. Скорость работы машины составляет 30 операций в секунду (при использовании магнитного барабана). При работе с ферритовым запоминающим устройством производительность повышается до 1500 операций в секунду.
Арифметический узел машины М-3 параллельного типа, построен подобно арифметическому узлу машины М-2.
Ввод и вывод данных производится в десятичной и восьмеричной системах при помощи стандартной телеграфной аппаратуры (трансмиттер и телетайп) со скоростью 7 десятичных цифр в секунду.
Потребляемая машиной мощность составляет 10 квт. Шкафы машины размещаются на площади около 3 кв. м. Машина содержит 700 радиоламп и около 3000 купроксных диодов КВМП-2-7.
Машина М-3 создана в результате содружества Лаборатории управляющих машин и систем АН СССР и Научно-исследовательского института электротехнической промышленности. Проект машины был выполнен группой инженеров и техников ЛУМС АН СССР в составе В.В. Белынского, Ю.Б. Пржиемского, Н.А. Дороховой, А.Б. Залкинда, Г.И. Танетова, А.Н. Патрикеева, А.П. Морозова и др.
Главный конструктор машины — Н.Я. Матюхин.
Ряд существенных усовершенствований машины в процессе наладки был предложен Н.Я. Матюхиным, В.В. Белынским (ЛУМС), В.М. Долкартом и Г.П. Лопато (НИИ ЭП). В наладке и вводе в эксплуатацию головного образца машины участвовали также Б.Б. Мелик-Шахназаров, А.П. Толмасов, А.В. Пи-пинов, В.Н. Овчаренко, А.Я. Яковлев, И.А. Скрипкин. Руководство работами по внедрению машины и ее математической эксплуатации осуществлялось А.Г. Иосифьяном и Б.М. Каганом.
Система счисления — двоичная, с фиксированной запятой, 23 разряда Скорость работы — 50 тыс. операций сложения или вычитания в секунду; 15 тыс. операций умножения в секунду; 5,2 тыс. операций деления или извлечения квадратного корня в секунду; средняя скорость в режиме универсального счета — 10–15 тыс. операций в секунду.
Объем внутренней памяти: оперативная память — 1024 24-разрядных чисел; постоянная память — 1024 23-разрядных чисел. Ввод информации — с перфоленты со скоростью 45–50 чисел в секунду
Вывод информации — на устройство БП-20 со скоростью 42 слова в секунду В качестве элементной базы использовались транзисторы П14, П15, П16, П203, диоды Д2, Д9, Д12 и некоторые другие. Оперативная и постоянная памяти строились на ферритовых сердечниках, в качестве генераторов тока в этих ЗУ использовались радиолампы (всего около 100 штук).
Главный конструктор машины М.А. Карцев, старший конструктор В.В. Бе-лы некий.
Участники разработки: ст. научи, сотрудник, д.ф.-м.н. А.Л. Брудно, научный сотрудник, к.ф.-м.н. Е.В. Гливенко, научный сотрудник, к.ф.-м.н. Д.М. Гроб-ман, ст. научи, сотрудник, к.т.н. Ю.В. Поляк; ведущие инженеры Г.И. Танетов, Н.А. Дорохова, Л.В. Иванов, Р.П. Шидловский, Е.Н. Филинов; инженеры: Ю.Н. Глухов, А.Н. Чернов, Л.Я. Чумаков, Ю.В. Рогачев, И.З. Блох, Р.П. Макарова, В.П. Кузнецов, Е.С. Шерихов; конструкторы: Е.И. Цибуль, Ю.И. Ларионов, В.Ф. Сититков, Ю.А. Шмульян.
На различных этапах разработки и настройки принимало участие от 10 до 40 человек научных сотрудников, инженеров, конструкторов, техников и лаборантов ИНЭУМ.
Разрядность — 29 двоичных разряда. Объем внутренней памяти: постоянная память — 819-16384 слова, оперативная память — 4096-16384 слова. Быстродействие — 220 тыс. операций в секунду Скорость ввода-вывода при межмашинном обмене — 3125 29-разрядных слов в секунду или 6250 14-разрядных слов в секунду. Ввод с перфоленты — 500 строк в секунду. Вывод на печать (БП-20) — 10–12 строк в секунду.
Среднее быстродействие — 5 млн. операций в секунду Быстродействие на малом формате (16 разрядов) — около 10 млн. операций в секунду. Общий объем внутренней памяти — 5 млн. байт.
Первый уровень — оперативная 0,5 млн. байт; постоянная 0,5 млн. байт.
Второй уровень — 4 млн. байт. Пропускная способность мультиплексного канала — более 6 млн. байт в сек. (при одновременной работе 24 дуплексных направлений связи). Емкость буферной памяти мультиплесного канала — более 64 тыс. байт.
Система прерывания программ — 72-канальная, с 5 уровнями приоритетов.
Показатели надежности: коэффициент готовности — не менее 0,975, время (среднее) безотказной работы — не менее 90 часов.
Степень унификации: коэффициент повторяемости — 346, коэффициент применяемости — 46 %. Обеспечивается одновременная работа 8 пользователей на восьми математических пультах.
Математическое обеспечение машины М-10 включает: операционную систему, обеспечивающую разделение времени и оборудования, диалоговый режим одновременной отладки до 8 независимых программ и мультипрограммный режим автоматического прохождения до 8 независимых задач; систему программирования, включающую машинно-ориентированный язык АВТОКОД и проблемно-ориентированный язык АЛГОЛ-60, соответствующие трансляторы и средства отладки; библиотеку типовых и стандартных программ; диагностические программы; программы контроля функционирования (тесты).
Машина М-10 содержит две линии арифметических процессоров. За один машинный такт одновременно выполняются операции с фиксированной и плавающей запятой, а также целочисленные операции: — над 16 парами 16-разрядных чисел; — над 8 парами 32-разрядных чисел; — над 4 парами 64-разрядных чисел; — над 2 парами 128-разрядных чисел.