Запоминающее устройство на магнитном барабане вмещает 2268 полуслов. Обмен между барабаном и оперативным запоминающим устройством производится группами по 54 полуслова. Предполагается ввести дополнительное запоминающее устройство на магнитной ленте и увеличить емкость барабана до 4374 полуслов.
Ввод данных в машину производится с пятипозиционной бумажной перфоленты посредством фотоэлектрического считывающего устройства, а вывод на перфоленту и печать результатов — на стандартном рулонном телетайпе. Ввод и вывод информации осуществляется также группами по 54 полуслова.
В арифметическом устройстве машины «Сетунь» 18-разрядное троичное слово рассматривается как число, в котором запятая расположена между вторым и третьи разрядами. Это число можно выразить формулой
Диапазон чисел в арифметическом устройстве составляет -4,5 =< х =<+4,5 при абсолютной погрешности |дх| < 0,5е-16.
Число считается нормализованным, если оно заключено в интервале 0,5 х 1,5 или равно нулю. Порядок нормализованного числа изображается пятью старшими разрядами полуслова, хранящегося в запоминающем устройстве по отдельному адресу.
Девять разрядов полуслова, представляющего команду, распределены следующим образом: пять первых разрядов составляют адрес, три разряда — код операции, девятый разряд — признак модификации адреса. Если в этом разряде стоит 0, то команда выполняется без изменения адреса, если 1, то к адресу прибавляется число, находящееся в регистре модификации, если -1, то это число вычитается из адреса. Особое значение имеет младший (пятый) разряд адреса: у адреса полного слова в этом разряде -1, у адреса старшего полуслова 0, у адреса младшего полуслова 1.
В командах, относящихся к магнитному барабану или к устройствам ввода и вывода, первый разряд указывает, какая треть матрицы должна использоваться
для записи (считывания) передаваемой информации. Остальные четыре разряда адресной части команды либо обозначают номер зоны на барабане, либо используются для конкретизации команды: ввод или вывод. В функциональном отношении машина разделяется на шесть устройств:
1) арифметическое устройство; 2) устройство управления; 3) оперативное запоминающее устройство; 4) устройство ввода; 5) устройство вывода; 6) запоминающее устройство на магнитном барабане.
Главное преимущество троичного представления чисел перед принятым в современных компьютерах двоичной состоит не в иллюзорной экономности троичного кода, а в том, что с тремя цифрами возможен натуральный код чисел со знаком, а с двумя невозможен. Несовершенство двоичной арифметики и реализующих ее цифровых машин обусловлено именно тем, что двоичным кодом естественно представимы либо только неотрицательные числа, либо только неположительные, а для представления всей необходимой для арифметики совокупности — положительных, отрицательных и нуля — приходится пользоваться искусственными приемами типа прямого, обратного или дополнительного кода, системой с отрицательным основанием или с цифрами +1, -1 и другими ухищрениями.
В троичном коде с цифрами +1, О, — 1 имеет место естественное представление чисел со знаком (так называемая симметричная, уравновешенная или сбалансированная система), и «двоичных» проблем, не имеющих удовлетворительного решения, просто нет. Это преимущество присуще всякой системе с нечетным числом цифр, но троичная система самая простая из них и доступна для технической реализации.
Арифметические операции в троичной симметричной системе практически не сложнее двоичных, а если учесть, что в случае чисел со знаком двоичная арифметика использует искусственные коды, то окажется, что троичная даже проще. Операция сложения всякой цифры с нулем дает в результате эту же цифру. Сложение +1 с -1 дает нуль. И только сумма двух +1 или двух -1 формируется путем переноса в следующий разряд цифры того же знака, что и слагаемые и установки в текущем разряде цифры противоположного знака.
Пример: 111011101010 + 111011110100=101110011110
В трехвходном троичном сумматоре перенос в следующий разряд возникает в 8 ситуациях из 27, а в двоичном — в 4 из 8. В троичном сумматоре с четырьмя входами перенос также происходит только в соседний разряд.
Операция умножения еще проще: умножение на нуль дает нуль, умножение на 1 повторяет множимое, умножение на -1 инвертирует множимое (заменяет 1 на -1, а -1 на 1). Инвертирование есть операция изменения знака числа.
Следует учесть, что комбинационный троичный сумматор осуществляет сложение чисел со знаком, а вычитание выполняется им при инвертировании одного из слагаемых. Соответственно троичный счетчик автоматически является реверсивным.
Важным достоинством троичного симметричного представления чисел является то, что усечение длины числа в нем равносильно правильному округлению. Способы округления, используемые в двоичных машинах, как известно, не обеспечивают этого.
Н.П. Брусенцов.
Управляющая машина для народного хозяйства УМ1-НХ — малогабаритная управляющая машина, построенная на полупроводниковых приборах.
Машина УМ1-НХ может применяться в народном хозяйстве для решения задач управления и контроля в различных отраслях промышленности.
Для расширения областей применения УМ1-НХ, решения задач комплексной автоматизации объектов разработано многоканальное устройство ввода-вывода, образующее вместе с машиной комплекс УМ1-НХ.
КРАТКИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
1. Система счисления — двоичная.
2. Представление чисел — с фиксированной запятой. 3. Разрядность: чисел — 15 двоичных разрядов (14 + 1 знаковый); команд — 20 двоичных разрядов. 4. Адресность — переменная (одно-, двух- и трехадресная). 5. Быстродействие: 5000 сложений в секунду; 1000 умножений или делений! в секунду.
6. Объем запоминающих устройств с произвольной выборкой: Внутренняя память: — оперативное запоминающее устройство чисел — 256 слов; — постоянное запоминающее устройство констант — 512 слов; — постоянное запоминающее устройство команд — 2048 слов. Внешняя память (входит в состав внешнего устройства ввода-вывода): — оперативное запоминающее устройство чисел — 512 слов, с возможностьню наращивания до 4096 слов блоками по 512 лов; — оперативное запоминающее устройство команд — 512 слов, с возможностьмо наращивания до 4096 слов блоками по 512 слов.
7. Система команд состоит из 32 команд. В состав системы команд входит ряд специальных операций, обеспечивающих обмен информацией между машиной и объектами управления и работу в реальном масштабе времени.
8. Устройство ввода-вывода включает в себя следующие устройства и каналпы связи с объектом управления: Внутреннее устройство ввода-вывода (входит в состав машины). Восемь каналов для ввода информации в виде напряжения постоянного тока, изменяющегося от -5 до +5 в. Точность преобразования — 0,4 %. Bpeмя преобразования — около 600 мксек. Восемь каналов для ввода информации в виде угла поворота вала. Точноссть преобразования — 0,05 %. Время преобразования и ввода — 200 мксек. Канал для ввода полноразрядной цифровой информации. Время ввода — 20000 мксек. Четыре канала для вывода информации в виде напряжения переменного тоока с максимальной амплитудой 2,5 в. Точность преобразования — 3 %. Время вывода — 200 мксек. Четыре канала для вывода цифровой полноразрядной информации иили информации в виде напряжения (по желанию потребителя). Время вывода — 200 мксек. Внешнее устройство ввода-вывода: Преобразование угла поворота вала в код с точностью 0,05 или 0,01 % < (по желанию потребителя) и каналы ввода и преобразования информации i от датчиков вал-код, объединенные в блоки по 8 каналов в каждом. Вреемя преобразования и ввода — 200 мксек. Каналы для ввода и вывода одноразрядной цифровой информации, объединенные в блоки по 40 каналов в каждом. Время ввода и вывода — 200 мксксек. Каналы для ввода и вывода полноразрядной цифровой информации, объединенные в блоки по 8 каналов в каждом. Время ввода и вывода — 200 мкасек. Каналы для ввода информации в виде напряжения постоянного тока, изменяющегося от 0 до -10 в, объединенные в блоки по 32 канала к каждом. Время ввода и преобразования — 300 мксек. Точность преобразования — 0,2 % (те же каналы по желанию потребителя могут быть использованы для ввода информации в виде постоянного тока, изменяющегося в диапазоне 0–5 ма, при этом остальные характеристики сохраняются). Каналы для вывода информации в виде напряжений постоянного или переменного токов (по желанию потребителя) с амплитудой, изменяющейся от -5 до +5 в, объединенные в блоки по 8 каналов в каждом. Точность преобразования — 0,4 %. Время преобразования и вывода — 200 мксек. Каналы для вывода информации в виде напряжения постоянного тока с амплитудой, изменяющейся от 0 до -15 в, объединенные в блоки по 8 каналов в каждом. Точность преобразования — 2 %. Время преобразования и ввода — 200 мксек. Каналы для выдачи управляющих сигналов усилителям шаговых двигателей, объединенные в блоки по 8 каналов с каждом. Каналы для ввода информации в виде напряжения, изменяющегося в диапазоне 0-50 вм. Время преобразования — 32 мсек. Точность преобразования — 0,4 %. К одному преобразователю можно подключить до 16 релейных коммутаторов на 32 канала каждый. Количество каналов — по желанию потребителя, но не должно превышать 2048. Устройство для ввода информации с перфоленты и вывода информации на перфоленту на основе телеграфного аппарата СТА-2М. Устройство печати, использующее электрическую печатающую машинку ЭУМ-23. Автоматическая система прерывания для обеспечения работы в реальном масштабе времени. Количество каналов прерывания до 30 (по желанию потребителя). Генератор циклов для организации работы в реальном масштабе времени и для подсчета количества внешних импульсов. Количество входов — 8.
Электронные часы, показывающие время в часах, минутах и секундах в течение суток.
Перечисленные выше каналы связи машины с управляемым объектом могут наращиваться в количестве, требуемом потребителю, но так, чтобы количество входных каналов не превышало 2048, не считая каналов милливольтовых уровней (это же условие относится и к выходным каналам).
Пульт оператора, в функции которого входит:
а) контроль исправности системы и ее визуальная и звуковая индикация; б) контроль состояния объекта управления путем визуальной индикации на табло контролируемых параметров и их отклонений от нормы с одновременным указанием текущего времени; в) корректировка содержимого любой ячейки памяти чисел и программ; г) пуск и останов системы.
Действия, указанные в пп.1–3, производятся параллельно с работой системы по основной программе.
9. Габариты машины УМ1-НХ — 880x535x330 мм, вес блока питания — 80 кг, потребляемая мощность — 200 вт.
10. Комплекс УМ1-НХ конструктивно оформляется в корпусах, аналогичных корпусу машины, при этом вес, габариты и потребляемая мощность определяются требуемой комплектацией системы.
В одном корпусе могут разместиться 10 различных блоков ввода-вывода, образуя устройство связи с объектом (УСО). Блок питания УСО аналогичен такому же блоку машины УМ1-НХ, но в зависимости от типа УСО может содержать различные выпрямители. Мощность, потребляемая блоками питания УСО, 200 вт. Устройство связи с объектом компонуется в шкафах. В каждом шкафу размещаются два УСО, три блока питания и система принудительной вентиляции с водяным охлаждением (температура воды 0-15 С, расход воды не более 500 л/ч). Габариты шкафа — 1200x650x1660 мм.
В качестве первичного источника напряжения для всего комплекса УМ1-НХ может быть использован мотор-генератор, обеспечивающий напряжение 220 в частотой 50 Гц и мощностью 4 кВт
Лебедев Сергей Алексеевич // БСЭ. 2 изд. — М., 1953. Лебедев Сергей Алексеевич // Вестн. АН СССР. 1954.
Нестеренко А.Д., Швец И.Т. Сергей Алексеевич Лебедев // Вопросы электроавтоматики и радиотехники. — Вып. 1. 1954.
Лебедiв Сергiй Олексiйович // УРЕ. — К., 1962. Т. 8.
Чествование академика С.А. Лебедева // Вестн. АН СССР. 1963.
Дородницын А.А. Машина будущего // Известия. 1964. 24 июня.
Пухов Г.Е., Рабинович З.Л., Стогнiй А.О. Кибернетика // УРЕ — К., 1966. Т. 17.
Лебедiв Сергiй Олексiйович // Iсторiя Академii наук Украiнськоi РСР. Т. 2. — К., 1967.
Глушков В.М., Лаврентьев М.А., Марчук Г.Н. Флагман вычислительной техники // Известия. 1969. 6 сент.
Давыдченков В. Дело жизни (интервью с М.А. Лаврентьевым) // Известия. 1970. 19 нояб.
Лебедев Сергей Алексеевич //БСЭ. 2 изд. — М., 1973. Т. 14.
Барковский Б.А., Малиновский Б.Н., Рабинович З.Л. Вычислительная техника // Энциклопедия кибернетики. Т. 1. — К., 1974.
Гутер Р.С., Полуянов Ю.Л. От абака до компьютера. — М., 1975.
Малиновский Б.Н., Хоменко Л.Г. До icтopii створення електронних цифрових обчислювальних машин першого поколiння i початкових методiв програмування в Украiнскiй РСР // Нариси з icтopii i технiки. Вип. 21. - 1975.