Воспоминания машиниста ЭВМ. К 50-летию Вычислительного центра НИИ-4, часть 1

Вернуться к 4 ЦНИИ

Перейти ко 2-й части книги

---

1959-й год. "Как молоды мы были, как искренне любили, как верили в себя…" Многих вещей, понятий, терминов ещё просто не существовало, таких как компьютер, сервер, процессор, мышь, Интернет, e-mail, беспроводный доступ, винчестер, дискета, флэшка, медиа, сканер, лазерный и струйный принтер, вирус, троян, кейлоггер, видеокарта, монитор (!)… Даже Его Величество БАЙТ и его друг МЕГАБАЙТ не существовали (у нас), не говоря уже о файлах!

Зато были, да теперь пропали такие вещи как радиолампы, ферритовые кубы памяти, магнитные барабаны, магнитофоны, профилактики, авосты, отказы, сбои, пульсации напряжения, а также стандартные подпрограммы, двойной просчёт, перфокарты, перфоленты, тесты, контрольные задачи и даже машинисты (!)…

Приношу свои извинения читателям за получившуюся эклектику: воспоминания, технические данные, суждения – всё в общей куче. И ещё за то, что память не сохранила иных имён, инициалов… Надеюсь на прощение, ибо это не научный труд и не отчёт. Представленные здесь материалы написаны исключительно по личным воспоминаниям (иначе имеются ссылки) и отражают только моё восприятие и понимание ситуации на обсуждаемый момент и сейчас.

Замечания, уточнения, поправки приму с благодарностью на gzhvglzv@yandex.ru

1. Плывущая утка

Это словосочетание я услышал уже позже, в 60-х годах из уст лектора-международника сотрудника МИДа М.С. Капицы, который частенько читал нам лекции о международном положении, и читал хорошо. Отвечая на один из вопросов из зала, он сказал: "…С этой страной мы проводим политику "плывущей утки": сверху ничего не видно - плывёт себе утка потихоньку и всё, а если заглянуть глубже, то можно увидеть, как активно она работает лапками, гребёт к нужному месту…". Тогда, в конце 50-х, такая политика в СССР велась и в отношении ракетных дел: без шума, без афиширования, как бы в глубине, шла активная подготовка к созданию нового вида войск - Ракетных Войск стратегического назначения.

Нужно было набрать много специалистов для них, в частности, молодых специалистов по вычислительной технике и программированию. Выпускниками только военных училищ и академий столь масштабную потребность в кадрах закрыть было невозможно, их просто не хватало. С этой целью весной 1959 г. по многим гражданским ВУЗам были разосланы гонцы, военные кадровики, облечённые необходимыми полномочиями. Они имели право отбирать выпускников ещё на стадии дипломного проектирования, задолго до распределения, и отобранные ими выпускники после защиты дипломного проекта на распределение уже не направлялись. Для будущих РВ СН отбирали лучших по успеваемости, а выбор был. Отобранных приглашали (именно так!) в кадры Советской Армии на 25 лет.

Многое зависело от приехавших кадровиков: умные - именно приглашали, лишь чуть-чуть намекнув на то, что в случае несогласия, могут и призвать; менее умные - требовали, жёстко приказывали выпускникам просто заполнять документы на призыв в армию. К нам в Пензенский политехнический институт прибыл умный майор, отобрал 11 человек (требовалось 10), один отказался, и всё прошло гладко, можно сказать, полюбовно. В других ВУЗах, например в Рязанском радиотехническом институте были скандалы… Так я нежданно-негаданно стал лейтенантом. Ощущение сразу после вербовки было такое, что, вот, я сам чёрту душу продал…

В начале августа 1959 г. мы прибыли в подмосковное Болшево, а в декабре того же года было официально объявлено о создании в СССР нового вида войск – Ракетных Войск стратегического назначения. Оказалось, что это и про нас. Прибыв в НИИ-4, мы вновь столкнулись с политикой "плывущей утки": юридически никакого вычислительного центра не существовало, просто заканчивался строительством 47-й корпус, а на самом деле это именно ВЦ и создавался, один из самых передовых и мощных в стране. На наших глазах шло оснащение ВЦ новейшей вычислительной техникой, его развитие, его дальнейшая работа и судьба.

К основному 4-этажному зданию 47-го корпуса с торцов примыкали две двухэтажные пристройки. Когда здание проектировалось, предполагалось в каждой из них разместить по одной машине "Стрела" на втором этаже, а на первом подразделения электропитания и кондиционирования воздуха. Когда же корпус был в основном готов, появились новые машины М-50, существенно более продвинутые по сравнению со "Стрелой". Возникло решение: в одной пристройке разместить сразу две новые машины М-50 (М-50 была компактнее "Стрелы"), а в другой организовать так называемый "конференц-зал", о котором я расскажу ниже. В корпусе же на четвёртом этаже ещё шли работы по внутренней отделке: укладывали паркет и др.

Одновременно с нами в ВЦ было направлено много лейтенантов, только что закончивших военные речные и/или морские учебные заведения (во всяком случае, они выгодно отличались от нас своей красивой морской формой и, скорее всего, выправкой, ведь это были настоящие военные, в отличие от нас, «пиджаков» переодетых).

Кроме того, в ВЦ направили немало и гражданских инженеров и техников, тоже свежеиспечённых выпускников. Они работали, чаще всего, наравне с военными, но оставались гражданскими со всеми вытекающими из этого плюсами и минусами. Всего набиралось человек четыреста, ВЦ – Вычислительный центр НИИ-4 – формировался, готовились кадры, были, например, организованы курсы программирования. Машинисты специализировались самостоятельно, да и кому было их учить практическим навыкам при ещё не поставленных машинах?

2. Триада

Говоря о работе ВЦ, особенно о начальном этапе, надо отметить, что в то время существовало чёткое разделение на: а) постановщиков задач, б) программистов, в) машинистов.

Постановщики - это теоретики, которые решали поставленную задачу в общем виде, расписывая её в виде математических формул, подлежащих далее переводу на язык команд вычислительной машины (ЭВМ). Алгоритмических языков высокого уровня, пригодных для практического применения, тогда у нас ещё не было, всё делалось непосредственно на языке команд машины, причём разные машины были несовместимы между собой по системе команд.

Программисты, хорошо изучив на курсах подготовки язык команд конкретной ЭВМ, писали программы вычислений для формул, подготовленных постановщиками, и сами проводили вычисления, приходя для этого в машинный зал. В процессе программирования они сами вручную (с помощью команд ЭВМ) распределяли память, управляли работой периферии (тогда - внешних устройств). Никаких операционных систем, вроде сегодняшней Windows, не было вообще, понятия такого - Software - просто не существовало. Машина передавалась на отведённый графиком отрезок времени для работы программисту голой (!), как теперь сказали бы, только Hardware в чистом виде, далее - всё сам. При отладке программ часто присутствовал и постановщик, как без него?

Машинисты (по терминологии ИТМ и ВТ – "машинники", термин явно перекликался с мошенниками…), к славному племени которых имел честь принадлежать и я, практически непрерывно поддерживали ЭВМ в работоспособном состоянии, из которого они так и норовили выскочить. Виной тому было много причин: слабая по надёжности элементная база – радиолампы бытового назначения, некачественное электропитание, ручной монтаж навесных элементов - резисторов, полупроводниковых диодов, конденсаторов, огромное количество контактов и т.д. Машинистам приходилось работать посменно, так как машины работали круглосуточно и редкая смена обходилась без того, чтобы твоя машина всю смену проработала как часы, один, два, три выхода из строя – обычное дело, типичная смена. Хорошо, если неисправность случалась из типовых, часто происходящих и хорошо знакомых, её быстро, за считанные минуты, выявляли и устраняли, а если выпадала редкая и непонятная ситуация, которую надо вылавливать, требовалось порой несколько часов, а то и смен, пока найдёшь.

Особенно неприятны были сбои, это такие самоустраняющиеся временные отказы. Чтобы найти причину сбоев, их надо было провоцировать и лишь потом искать причину. Провокации обычно сводились к отклонению напряжений питания или тактовой частоты. Устранить-то дело нехитрое – неисправный блок изъять, новый такой же вставить, но найти ГДЕ и ЧТО менять - серьёзнейшая проблема, успех и продолжительность поиска в которой очень зависели от квалификации обслуживающего персонала – машинистов. У них (у нас) основным рабочим инструментом был импульсный осциллограф ИО-4, вроде отвёртки у слесаря, впрочем, о нём речь впереди.

3. Получение ЭВМ М-50

Когда наш призыв прибыл в ВЦ НИИ-4, а было это 2 августа 1959 г., там уже стояли две ЭВМ М-20, вскоре они заработали на полную мощность. В этот призыв попали выпускники из Рязани, Пензы, Киева, Харькова. В военную форму-то нас сразу переодели, но студенческий дух, далёкий от армейских порядков, у нас остался надолго. Достаточно сказать, что первое, что я приобрёл в Москве, была книга «Правила ношения военной формы одежды».

Я попал в группу, которую нацеливали на работу с ЭВМ М-50. Самих-то машин ещё в ВЦ не было – они доделывались на заводе в г. Загорске Московской области. Их привезли лишь через 5 месяцев, в самые последние дни декабря 1959 г. На эти пять месяцев нас, молодых лейтенантов, только что выпущенных из гражданских ВУЗов, командировали на завод-изготовитель для освоения машины на месте. Машина, как быстро выяснилось, имела гриф «Совершенно секретно», а у нас даже навыков работы с секретной документацией не было. И кому мы были нужны на заводе? – только морока с нами. В результате мы были в значительной степени предоставлены самим себе, чем успешно и пользовались.

Тогда в Загорске процветал имевшийся при вокзале отличный "Головной буфет ОРСа Северной железной дороги" – так он официально именовался. И была там прекрасная ресторанная кухня, да по существу это и был небольшой уютный ресторан (обслуживали официантки, имелись отдельные от общего зала кабинеты), только оркестра не было. Зато цены были более чем приемлемые, ведь официально это был всего лишь буфет.

Так или иначе, наша 4-месячная стажировка закончилась, и наступил день привоза двух машин М-50 в ВЦ. Их привезли на большегрузных грузовиках с прицепами и сразу обе, в прекрасной упаковке. Упаковка была явно избыточной по качеству: великолепные ящики из толстой фанеры и гладко выструганных досок, оклеенные изнутри фланелью и т.д., и т.д., как буд-то машины собирались отправлять в Африку или за океан, а не всего-то за 50 км по Ярославскому шоссе.

Основные (большие) четыре стойки представляли собой: УУ – Устройство Управления, АУ – Арифметическое Устройство, МОЗУ – память, Магнитное Оперативное Запоминающее Устройство (без куба, он шёл отдельно) и МЗУ – Магнитное Запоминающее Устройство, внешняя память: магнитные барабаны, магнитофоны и периферия. Стойки, особенно АУ и МОЗУ, были столь большими и тяжёлыми, что их физически невозможно было как-то доставить на второй этаж к месту установки. Поступили так: в стене машинного зала сделали огромный пролом на месте окна, под ним "на улице" построили некое подобие временной эстакады, большой подставки. Большегрузный автокран осторожно снимал стойку с грузовика и перемещал на эстакаду на уровень пролома на втором этаже. Затем, поддерживая её краном, но в основном вручную, её втаскивали в машинный зал… Работали вместе как мы, будущие машинисты, так и прибывшая заводская бригада. Работали долго, без перерыва и обеда, в рабочий день не уложились, но грузовики освободили. Кое-как прикрыли пролом брезентом, умаялись до предела. К счастью, заводчане привезли с собой много спирта…

Дальнейшее в тот вечер как-то не запомнилось…

Вскоре строители заложили пролом в стене кирпичом, восстановили окно, а мы стали под наблюдением заводчан размещать стойки и более мелкое оборудование по машинному залу. Кроме центрального пульта управления почти каждая стойка имела собственный пульт для работы в автономном режиме, т.е. не в составе машины. Это сыграло свою положительную роль на этапе наладки, а местный пульт МОЗУ применялся весь срок эксплуатации – уж очень удобно было и наглядно на экране встроенного в пульт осциллографа отыскивать вышедшие из строя формирователи координатных токов куба памяти.

Центральный пульт был достаточно большим, но… ни одной клавиши на нём не было! Имелось 4 ряда обычных тумблеров ТВ 1-2 (по 40 шт. – числу разрядов в машинном слове) и несколько кнопок, переключателей и отдельных тумблеров. По существу, на пульте было 4 регистра с адресами самых первых ячеек памяти. Понятно, что «запись» в эти «регистры» осуществлялась руками – пальцами. Вскоре мы наловчились довольно резво переключать тумблеры, последовательно вводя шестнадцатиричные числа, а на пальцах появились сухие мозоли. В тумблеры неизбежно попадала пыль, ворсинки и пр., они отказывали или работали не чётко, тогда в них заливали несколько капель спирта – помогало на время.



На вертикальной панели центрального пульта размещалось множество неоновых лампочек, отображавших наличие единиц (неонка горит) или нулей (не горит). Беда была в том, что разброс параметров по напряжению зажигания самих неонок нередко был больше, чем разница в уровнях напряжения «1» и «0». Иной раз видишь, что вот тут точно должна быть «1», а лампочка не показывает – не включилась! Тогда по ней постукивали пальцем: «Давай, зажигайся!» – не всегда, но помогало, или её заменяли.

4. Как работали машинисты…

Все ламповые ЭВМ работали круглосуточно, их выключали только в случае нескольких нерабочих дней подряд – они крайне болезненно переносили отключение-включение, а М-50 особенно тяжело. По крайней мере, я не могу вспомнить НИ ОДНОГО случая, чтобы выключали вполне работающую машину и после включения она сразу же продолжила бы работать, как перед отключением. Обычно возникало сразу несколько неисправностей.

А сам процесс включения - это просто песня! В каждой секции каждой стойки было по одному накальному трансформатору. Вот как включение машины происходило на М-50. Медленно, в течение часа-двух с помощью больших регулируемых автотрансформаторов (помните обычные маленькие ЛАТРы?), постепенно поднимали напряжение с нуля до 220 В на накальные понижающие трансформаторы. Напряжение 220 В трансформировалось в 6,3 В, 200 А и подавалось на нити накала ламп. Очень постепенно его повышали, якобы для того, чтоб не потрескались катоды ламп от резкого нагрева. А я до сих пор считаю это ошибочным, т.к. известно, что при недокале катоды "отравляются" и частично теряют способность к эмиссии электронов. Затем включали остальные "номиналы" – напряжения питания ЭВМ, их у М-50 было много, и о них тоже отдельный разговор.

Постепенно раскручивали магнитные барабаны. Они разгонялись не быстро из-за своей инерционности и за время разгона их электродвигатели могли бы просто сгореть. Были, правда, предназначенные для сглаживания этого "острого угла" центробежные муфты, которые должны были проскальзывать, пока число оборотов двигателя и тела барабана не сравняется. Муфта во время разгона должна была буксовать, чтобы не сгорел двигатель, но они очень плохо работали. Замысел был таким: по мере роста скорости вращения центробежные грузики муфты всё сильнее расклинивали ведущую и ведомую половинки муфты, уменьшая буксование в конце концов до нуля. Эта задумка конструкторов была неудачной и мало помогала. Мы разгоняли магнитные барабаны вручную, орудуя обычными пакетными выключателями, включая их короткими отрезками, с паузами. Капризное было дело!

Конечно же, машина оказывалась совершенно не работоспособной. Начинался малоприятный процесс выявления и устранения неисправностей, он занимал несколько часов, прежде чем машина могла быть передана программистам для работы.

… и программисты

Машинное время распределялось руководством ВЦ среди программистов (чуть не написал User'ов) специальными графиками, и тут уж как повезёт: могут дать днём в рабочее время, а могут и ночью, например, с 1 часа до 4 часов. Днём часть времени ежедневно выделялась на профилактику, и машина поступала в распоряжение машинистов.

Наши программисты при работе пользовались карандашом (именно карандашом - не ручкой!) и ластиком, чтобы можно было вносить исправления, например, в бланк распределения памяти. Бланк представлял собой приличных размеров лист плотной бумаги, расчерченный на клеточки, число которых равнялось числу "ячеек памяти". В одну ячейку можно было записать одно машинное слово, т.е. число или команду. Разумеется, ячейки были пронумерованы – номер клеточки (ячейки памяти) являлся её адресом, и на бланке каждой ячейке соответствовала своя клеточка. В клеточку на бланке программист карандашом кратко записывал то, что он туда поместил (число, константу, команду), чтобы не забыть да не перепутать. Так составлялась программа для решения какой-либо задачи. Текст программы (последовательность команд) и "исходные данные" - числа и константы, с которыми и производились вычисления и прочие манипуляции – записывался на другом бланке в форме специально разграфлённой тетради: адрес ячейки памяти, код операции, адрес 1-го операнда, адрес 2-го, 3-го, пояснение…

Затем эту тетрадь несли "на внешние" – это устройства, чаще всего перфораторы для перфокарт, никак не связанные с ЭВМ. Здесь девушки-операторы переносили то, что написано программистом, с его программного бланка на перфокарты. Очень возможно, что теперь не все, особенно молодое поколение, знают, что это такое.

Перфокарты – это прямоугольные карточки из специальной не махрящейся довольно толстой бумаги, почти картона с одним срезанным уголком. В истории существовало много разных форматов перфокарт; наиболее распространённым был «формат IBM», введённый в 1928 г. — 12 строк и 80 колонок, размер карты 7⅜ × 3¾ дюйма (187,325 × 82,55 мм), толщина карты 0,007 дюйма (0,178 мм). Первоначально углы были острые, а с 1964 г. — скруглённые (впрочем, в СССР и позже использовали карты с нескруглёнными углами).

Ниже показаны образцы "их" перфокарты и нашей, советской (взято с Wikipedia).





Перфокарты придумал ещё задолго до появления ЭВМ (1928 г.) американец Генрих Холлерит для электро-механических счётно-аналитических машин (комплект таких машин состоял из перфоратора, контрольника, сортировки и табулятора, который и выполнял все вычисления). В такой карточке в нужных позициях пробивали (перфорировали) сначала круглые (45 шт. в строке), позже прямоугольные (80 шт. в строке), отверстия, при этом координаты отверстия означали десятичную цифру (позже – двоичный разряд). На карточке можно было разместить десять 45-ти или 80-ти колонных строк, плюс две дополнительных строки. К появлению ЭВМ 45-колонные карты уже отмирали и были экзотикой, во всяком случае, в ВЦ их не было никогда.

Считывание данных с них проводилось электроконтактным способом – пропусканием через читающее устройство, в котором карта проходила между блоком металлических щёточек (45 или 80 на строку) и металлическим валиком. Если щёточка попадала в отверстие перфокарты, возникал контакт её с валиком, если отверстия не было, не было и контакта. Фотодиодные читающие устройства появились позже.



Программист, получив пачку перфокарт, шёл "на машину" – в машинный зал, в соответствии с графиком распределения машинного времени. Сколько было ошибок! – ошибки самого программиста, ошибки при перфорации, ошибки при вводе перфокарт, в том числе замятия перфокарт (в гармошку!) … Это называлось отладкой программы.

Если машина работала, а не находилась в состоянии поиска очередной неисправности, программист вводил программу через знаменитую "ЧУшку" – читающее устройство для перфокарт – и пытался с ней работать: вылавливать ошибки, внося изменения в текст программы. При этом перебивая и заменяя отдельные перфокарты, вводя и запуская программу снова и снова... "Если машина работала" – это не всегда было очевидно. Иной раз, видно, что всё работает, программа, как говорили, "идёт", но полученные результаты сомнительны, а то и явно неверны. Чтобы убедиться в правильной работе машины, запускали для проверки вариант программы, который уже ранее успешно прошёл, и результат которого известен и не подлежит сомнению.

А ещё для повышения надёжности получаемых результатов применялся так называемый "двойной просчёт". Суть этого приёма заключалась в том, что основная программа заранее составлялась таким образом, чтобы полученные результаты не выводить, а сохранить как предварительные, после чего всё решение автоматически повторялось. Новые результаты программа тоже сразу не выдавала, а сравнивала с предварительными. Если всё совпадало, результаты выводились на печать или/и перфокарты, а если не совпадало, запускался третий просчёт. Результаты третьего просчёта сравнивались с результатами первого и второго просчётов, верным предполагали тот, с которым совпало. Ну а если третьи результаты не совпадали ни с первыми, ни со вторыми, то либо запускался четвёртый просчёт, либо звали нас, машинистов. В срочных случаях, например, при оперативных работах (о том, что это такое, см. ниже), звали с воплями: "Машина не работает!!!" Запускались тесты проверки отдельных устройств и машины в целом, если тесты "шли", запускали контрольные задачи, в качестве которых использовались варианты программ, которые в свое время вызывали наиболее частые нарекания на работу машины или часто вызывали сбои.

И ведь в конце-концов что-то получалось, задача решалась!

5. Машина электронная вычислительная М-50.

В Интернете есть много упоминаний об этой ЭВМ, но практически везде сведения о ней минимальны и акцент делается главным образом на то, что она явилась модификацией М-40 – специализированной ЭВМ, разработанной для противоракетной обороны. Да, всё так, но М-50, в отличие от М-40, была уже действительно универсальной ЭВМ в самом прямом смысле этого слова. М-50 уже оперировала числами с плавающей запятой, и имела необходимые отличия от специализированной М-40, превращавшие её в универсальную.


Академик Сергей Александрович Лебедев
(Фото с сайта www.icfcst.kiev.ua/MUSEUM/LEBEDEV/L_photos_r.html )

Главный конструктор: академик Лебедев С.А., зам. главного конструктора — ответственный исполнитель: Бурцев В.С. Основные разработчики: Крылов А.С., Крылова Л.Ф., Орлов Г.М., Соколов В.М., Синельников Ю.Н., Казанский С., Улинский В., Рыжов В.И., Никитин Ю.В., Петров В.Ф., Нестеров Е.М., Сахин Ю.Х., Пивненко В.М., Мараховский В.И., Карабутов С.Г., Лаут А.Г., Великовский М.Ф., Горштейн В.Я., Тихонова М.П., Кривошеев Е.А., Чунаев В.С., Нестеров Е.М., Александров В., Разроев В.П., Гущин О.К., Козулин П.И.
Организация-разработчик: Институт точной механики и вычислительной техники (ИТМ и ВТ) АН СССР.
Год окончания разработки: 1959.

Описание машины: модификация М-40, рассчитанная на применение в качестве универсальной ЭВМ. Представление чисел с плавающей запятой. На базе М-40 и М-50 был создан двухмашинный контрольно-регистрирующий комплекс, на котором обрабатывались данные натурных испытаний системы ПРО.

Элементная база: лампы, ферриты, ПП-транзисторы и диоды.
Конструкция: мелкоблочная.

Материал, набранный курсивом, взят с сайта www.computer-museum.ru/

О ней, об М-50

Дополню информацию о машине М-50 личными воспоминаниями.
Быстодействие (производительность) – считалось, что 50 000 операций (трёхадресных команд) в секунду. На самом деле это обеспечивалось только на операциях типа сложения, вычитания и более коротких. Умножение выполнялось значительно медленнее, около 23 000, а деление (я сам замерял в цикле) – около 6 - 6,3 тыс. операций/сек.

Завод-изготовитель – предприятие п/я 12 в г. Загорске (ныне Сергиев Посад) Московской области. В народе завод звали «Скобянка», т.к. когда-то он выпускал скобяные изделия.

Разрядность машинного слова –40 двоичных разрядов.

Разрядность адресов – 12 двоичных разрядов.

Тактовая частота – 2 МГц, точнее, было две серии синхроимпульсов по 1 МГц, сдвинутые относительно друг друга ровно на 0,5 микросекунды.

Система команд – 3-х адресная, в которой 3-й адрес (это адрес ячейки в памяти, в которую отсылался результат операции) был всё-таки неполноценным. Он формировался из 2-х половин: старшие 6 разрядов автоматически переносились из 1-го адреса, младшие же шесть разрядов (и только они) формировались программистом, были в его распоряжении. И это, конечно же, не было достоинством машины и являлось некоторым ограничением, неудобством по сравнению с полноценной 3-х адресной системой команд.

Память – куб из ферритовых колец ёмкостью 4096 сорокаразрядных двоичных слов, размером чуть меньше половинки стола. Для охлаждения он, как и стойки машины, продувался охлаждённым воздухом.

Устройства ввода – читающие устройства для 80-колонных перфокарт типа ЧУ. Перфоленточный ввод и вывод, как быстро выяснилось, не оправдали надежд и не стали применяться – куда проще было вносить изменения простой заменой перфокарт, чем что-то делать с перфолентой: перебивать, склеивать. Впрочем, полетные задания для ракет записывались на перфоленту (ещё позже – на другой, магнитный носитель), но такая перфолента была конечным продуктом и никакому редактированию, понятно, не подвергалась.

Устройства вывода – быстропечатающее устройство БП-20 и перфоратор для перфокарт. Печать могла выдавать только (!) следующие символы: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0, 1, 2, 3, 4, 5, +, –, и ничего более, никаких букв, специальных символов и т.д. Подчёркнутые цифры на самом-то деле были надчёркнутыми (чёрточка над цифрой) и означали соответственно 10, 11, 12, 13, 14 и 15, т.к. всё было рассчитано на 16-ричную систему счисления (теперь их бы написали как A, B, C, D, E и F).

Ещё можно было подключить несколько обычных телеграфных аппаратов, не телетайпных рулонных, а именно телеграфных, печатавших на узкой бумажной ленточке (вспомните старые телеграммы). Зато такой аппарат, в принципе, мог служить как устройством ввода – у него же есть своя клавиатура, и ввод с 5-ти дорожечной перфоленты, так и устройством вывода – всё-таки он мог, хоть и медленно, поштучно печатать буквы и цифры, а ещё одновременно "пробивать" перфоленту. На практике это также не оправдало себя и не использовалось, работа с выносных терминалов в режиме разделения времени не получалась.

Внешняя память – магнитный барабан с горизонтальной осью вращения, встраивался в нижнюю часть стойки МЗУ. Над его рабочей магнитной поверхностью при заданном зазоре находился ряд магнитных головок по всей длине барабана. Для увеличения плотности записи имелось 3 ряда жёстко закреплённых головок, сдвинутых вдоль оси барабана, т.к. головки имели определённую ширину, а узкие магнитные дорожки можно и нужно было расположить плотнее. Головок было ровно по числу дорожек на всей длине тела барабана. Запись и чтение выполнялись тетрадами, параллельно по 4-м дорожкам. Машинное слово таким образом записывалось в виде 10 тетрад. В конце массива (теперь сказали бы файла или блока) формировалась и записывалась 4-х разрядная же контрольная сумма. Важный момент: в отличие, например, от ЭВМ "ВЕСНА", тоже имевшей магнитные барабаны, на М-50 магнитные головки не перемещались механически (не "переезжали") при позиционировании, просто электронным способом происходило переключение с одной четвёрки головок на другую. Понятно, что это существенно сокращало время обращения. Позже машину дополнили ещё несколькими такими же барабанами. Юстировка магнитных головок требовала ювелирной точности, аккуратности и терпения, т.к. зазор должен был строго определённой величины: если велик – головка плохо пишет и читает, если мал, то при разогреве барабана до рабочей температуры головка царапала магнитную поверхность со всеми вытекающими последствиями…

Тело барабана приводилось во вращение обычным 3-х фазным электродвигателем с короткозамкнутым ротором. Барабан размещался на тяжёлой литой станине, вся конструкция весила около 400 килограмм, так что нести её (например, для отправки в ремонт на завод-изготовитель) приходилось как минимум вшестером. Так как тело барабана обладало большим моментом инерции, то, как уже говорилось, чтобы разогнать его до нужных 2880 об/мин требовалось время, а электродвигатель не обладал мягкой характеристикой, как, например, у элек-тротранспорта на постоянном токе.

Были и специальные магнитофоны – 4 магнитофона в общем шкафу. Магнитная лента была шириной 35 мм, не перфорированная и крайне низкого качества. Если она как-то годилась для записи аналоговых сигналов, то совсем не подходила для записи импульсов, но другой в стране не было. Лента была без катушек – был просто кусок ленты длиной в несколько метров, лежавший петлями в одном колодце шириной 35 мм. Он перематывался в другой колодец, проходя при этом под головками, и укладывался в нём, "как бог на душу положит”. Зато напрочь отсутствовало влияние инерции катушек, ибо их не было, а небольшой участок ленты под головками мог разгоняться и останавливаться практически мгновенно, как только срабатывал соленоид прижима ленты к ведущему валу. К сожалению, без катушек длина магнитной ленты даже при максимальном заполнении колодца была несравнимо меньше, чем при использовании катушек, поэтому ёмкость такого накопителя оставалась небольшой.

Данные записывались «зонами» – блоками по 1024 машинных слова в каждом, с контрольной суммой (всё те же 4 разряда). Если последняя зона была неполной, она всё равно записывалась как полная. Очень капризничали усилители считывания, в значительной степени из-за низкого качества ленты. Нам приходилось кропотливо подбирать для них «напряжение смещения», подаваемое на радиолампы первых каскадов.

Практически надёжность работы таких магнитофонов стремилась к нулю, тем не менее, для М-50 создавался транслятор компилирующего типа с языка высокого уровня ALGOL-60. В ВЦ разработка транслятора была поручена ведущим программистам 3-го отдела, которым командовал полковник Е.М. Вершинин, Дмитрию Корягину и Геннадию Сычёву. Компилятор в качестве выходного продукта выдавал на перфокарты транслируемую программу уже в кодах языка команд М-50. Без использования записи на ленту было не обойтись – магнитный барабан вмещал ещё меньше машинных слов, чем магнитная лента, и программа транслятора последовательно, зона за зоной читала-писала на ленту исходные, промежуточные и др. данные. Кроме перфокарт, что-то выдавалось и на печать в виде 16-ричных чисел, которые ещё надо было расшифровать – это была работа не для слабых!

В машине М-50 конструкторами не было предусмотрено ничего, относящегося к звуку, но эмпирически было найдено решение, позволившее машине издавать некое подобие звуков – шумы, урчанье, скрежет, бульканье и т.д. Как и для чего это делалось? Динамик (не штатный, такого не было) подключался чисто самодеятельным путём к одному из разрядов – подбиралось опытным путём – счётчика адресов. Зачем? Дело в том, что во время работы машины содержимое счётчика адресов непрерывно меняется, а в результате работа каждой программы сопровождается характерной только для неё звуковой картиной, привыкнув к которой, можно было косвенно судить о правильности работы программы. Особенно характерно выделялись программные циклы как "правильные", так и получавшиеся в результате сбоев, зацикливаний. Вскоре мы поняли, что если составить простенькую программу с циклами, в которых нужные коды адресов засылаются в счётчик, и подобрать продолжительность циклов и значения адресов, то можно получить одноголосое звучание нужной высоты и продолжительности. Так составили "Таблицу нот", по которой в дальнейшем уже нетрудно стало формировать и одноголосые мелодии.

Система электропитания – набор линий постоянного тока с напряжениями -400, -100 , -70, -35, -24, -20, +200, +300 Вольт. Было ещё и напряжение +6 В, но оно получалось в самой стойке питания из +200 В самым варварским способом – стоял большой реостат (печка!) включённый потенциометром, на котором гасились 194 вольта, а +6 вольт шло для использования. Линии на стойку питания шли от специального отдела электропитания, где вырабатывались указанные напряжения ("номиналы”). Для каждого была своя пара «мотор-генератор» – обычный 3-х фазный электродвигатель вращал якорь (со щёточным коллектором!) генератора постоянного тока. Тут бичом были токосъёмные угольные щётки генераторов – они то искрили, то неплотно прилегали к коллектору, заедая в своих направляющих… Отсюда – пульсации. Как они нас мучили, особенно по номиналу "-35 В"! И это несмотря на то, что параллельно каждому генератору подключалась соответствующая секция буферной батареи кислотных аккумуляторов. Дело доходило до того, что сотрудники отдела электропитания во время самых ответственных, оперативных работ (о них ниже) садились, порой, верхом на генератор и руками старались держать надёжно прижатыми эти проклятые щётки!

Этому же отделу электропитания надлежало подавать в машинный зал "кондиционированный" (слегка профильтрованный и изрядно охлаждённый – до +18 градусов) воздух. Он вдувался в стойки через отверстия в их дне с одного конца и вытягивался с другого конца стойки, иначе было бы невозможно отвести такое количество тепла – имела место приточно-вытяжная система вентиляции стоек, которые хоть и не герметически, но всё же закрывались раздвижными стеклянными дверьми. Конечно, в машинном зале всегда было холодно (из стоек сильно дуло), поэтому сотрудники, приходя в машинный зал распаренные летней жарой, довольно часто простужались. Об этом знали даже в нашей военной поликлинике.

6. Конструктивные и другие решения

Как уже упоминалось, комплект одной ЭВМ состоял из 4-х больших стоек, и кучи малых с пультами управления, кубом памяти, стойкой питания и др. Стойка состояла из нескольких (АУ и МОЗУ по 6, УУ и МЗУ по 4 или 5) трёхэтажных секций, жёстко связанных между собой. Ширина секции составляла около 1 метра, высота около двух. На нижнем этаже каждой секции располагался трансформатор для накала ламп, понижающий 220 вольт до 6,3 Вольт при 200 Ампер по вторичной цепи. На 2-м и 3-м этаже крепились по одной квадратной плате с разъёмами, связанными между собой монтажными проводами, жгутами. В 30-контактные разъёмы вставлялись ячейки (они же "блочки"): усилители-формирователи, усилители «раскачки», усилители мощности в МОЗУ, блокинг-генераторы, динамические триггеры, диодные сборки и т.д. Почти везде использовались лампы пальчиковой серии, в основном, 6Н3П, 6П14П. В мощных каскадах, например, при формировании импульсов тока в координатные цепи куба памяти, шли лампы октальной серии – большие, стеклянные, 6Н5С, 6П13С. Последняя (6П13С) в те годы стояла в каждом телевизоре, в выходном каскаде строчной развёртки, и была большим дефицитом, поэтому нередко к нам обращались с понятной просьбой подарить одну такую, ну, не было их в продаже! В МОЗУ на последнем, мощном уровне для записи в куб применялись ламповые диоды – кенотроны 6Ц13С (или подобные). По-моему, на них был построен дешифратор адресов для куба. На их катоде нередко фрагментами отваливалось эмитирующее покрытие так, что это было видно сквозь стекло лампы невооруженным глазом. Визуальный просмотр этих ламп был одной из обязательных процедур профилактики. Дефектные лампы тут же заменяли, не дожидаясь, пока они совершенно откажут. Менее мощные лампы контролировались с помощью осциллографа и заменялись новыми при недостаточной эмиссии, а значит и амплитуде генерируемого импульса.

Получив партию радиоламп, их подвергали сортировке по току эмиссии (кастинг, сказали бы теперь). Лампы с наибольшим током, отборные, шли для использования в машине, остальные отбраковывались и не использовались. Для их утилизации (ликвидации!) было внедрено рацпредложение «Ликвидатор радиоламп». В лампах были драгоценные металлы, и был слух, что где-то некие умельцы научились их добывать из использованных радиоламп. Поэтому выбракованные лампы под обязательным наблюдением офицера разбивали и закапывали в землю (далеко-то не ходили – тут же, возле забора). Была и специальная отчётность по драгметаллам в машине. Какая это была головная боль, многие представляют себе, но тогда, к счастью, за её исполнением не слишком серьезно следили.

Конструктивно стойки устройств УУ, АУ, МОЗУ и МЗУ были связаны между собой множеством коаксиальных кабелей РК-50 и РК-19 с волновым сопротивлением 50 Ом, уложенных в кабельгон – траншею в полу, выстланную изнутри медной фольгой и надёжно заземлённой, к которой через каждые 50-60 см припаивались экранирующие оболочки кабелей. Для этого кабели заранее перед укладкой обдирали, освобождая от внешней полиэтиленовой рубашки. В свою очередь для обдирания имелось специальное приспособление, сквозь которое протаскивали кабель. Кабельгоны сверху закрывались щитами с паркетом, как и весь пол.

Всё это делалось уже на месте, поэтому установка и наладка машин была весьма продолжительной – около года. Во всяком случае хорошо помнится (я в ту ночь как раз был в ночной смене), что наши две М-50 в обслуживании полёта Ю.А. Гагарина ещё не участвовали, а ведь это был уже апрель 1961 г., с момента поставки прошёл 1 год и 4 месяца, машины кое-как уже работали. Кстати, работы по запуску Ю.А. Гагарина проходили настолько скрытно, что несмотря на то, что всё проходило в соседних залах ВЦ (на М-20), в том же коридоре второго этажа, я о запуске узнал только утром дома из сообщения радио. А к временно расстеленным ковровым дорожкам на 2 этаже мы уже привыкли – значит, в ВЦ прибыли некие важные персоны, так было часто. Свёртывание потом дорожек в рулоны и, главное, их предварительная чистка почему-то было возложено на машинистов…

А вот освещение стоек машины было великолепным. В потолке каждой секции были смонтированы три коротких люминесцентных лампы, каждая из которых была включена в свою фазу 3-х фазной сети 127/220 В. Такое включение обеспечивало очень ровное освещение (в смысле отсутствия пульсаций освещённости) и исключало стробоскопический эффект. Правда, последний и не мог возникнуть, ведь в секциях, не было вращающихся деталей и вообще чего-либо движущегося.

Я уже упоминал главный инструмент инженера при М-50 – импульсный осциллограф ИО-4. Он был основательным – большим, тяжёлым, ибо и сам был сделан на радиолампах. Основным же ручным инструментом был обычный медицинский пинцет, которым "продёргивали” (прослеживали куда-откуда идут) соединительные провода – каждый начальник смены получал для работы его и белый халат. Но продолжу об осциллографах.

Собственно осциллограф был установлен на верхнем отделении специальной двухъярусной тележки и имел габариты побольше, чем два теперешних системных блока Big Tower, постав-ленные рядом. На нижнем этаже тележки устанавливался блок питания осциллографа, ещё более громоздкий и тяжёлый. Вся эта конструкция при работе могла перевозиться сотрудником вдоль стойки или даже к соседней стойке. Тогда осциллограф ИО-4 казался мне верхом совершенства.

Осциллографов в зале было несколько и порой они использовались нами не совсем по назначению. Случалось это только в ночных сменах… Дело в том, что в машинном зале было довольно холодно, +18 градусов, нам даже выдали утеплительные куртки, разновидность телогрейки. Шёл ещё наладочный период и заводские наладчики нам не всё доверяли в самостоятельную работу. Всё-таки ночью у нас всегда работы было меньше, иной раз и вовсе ничего. А ИО-4 так приятно грелись! И клонило ко сну… Решение пришло само: поставить два включённых осциллографа паровозиком, зад к заду, у одного из них выдвинуть пластмассовый тубус и… можно прилечь спиной на эту "постель с подогревом", головой на тубус. Вентиляция осциллографов тем самым, правда, несколько затруднялась, они нагревались ещё больше – как раз то, что надо.

Существовал и более простой способ прикорнуть: сидя перед осциллографом и уткнувшись лбом в дополнительный резиновый тубус, вставляемый в основной выдвижной. Снаружи казалось, что человек внимательно разглядывает что-то на экране осциллографа, отгородившись от внешнего света… Жаль, это удавалось не часто: то начальство приходило, то работа была, то ещё что.

А ещё в М-50 была предусмотрена так называемая «параллельная работа», якобы из-за которой она и была сначала совершенно секретной (гриф быстро сняли). Что это такое? Обмен информацией с внешними накопителями занимал довольно много времени, а арифметическое устройство в это время простаивало, потому что выполнялась операция обмена, считалось, что программа должна выполняться строго последовательно команда за командой (тогда казалось: а как же иначе?). Чтобы повысить производительность машины, конструкторами была заложена возможность работы АУ параллельно с процессом обмена (возможно, впервые). При этом программист сам должен был рассчитывать по приблизительному быстродействию машины, какие операции и сколько их он мог внести в программу так, чтобы они могли успеть выполниться за те несколько миллисекунд, пока шёл обмен. Конечно же, это была морока для программистов, поэтому никто этим на самом деле не пользовался – параллельную работу всегда блокировали, благо, в команде был предусмотрен для этого один разряд.

Командное слово было таким: 8 разрядов – код команды, 9-й разряд – как раз признак параллельной работы или её запрета, 10-й – … ? (уже и не вспоминается!), 11-22 – первый адрес, 23-34 – второй адрес, 35-40 – младшая половина третьего адреса.

При всех своих недостатках, хорошо видимых с высоты нынешнего понимания дел, ЭВМ М-50 сыграли большую роль, по крайней мере в НИИ-4. Какие только задачи на них не решались! Правда, их, машин М-50, в стране было изготовлено не много, широкого распространения они не получили, но самые серьёзные "фирмы" их имели и широко использовали.

7. Операционная система – что это такое?

Разумеется, в машину М-50 одновременно могла быть загружена и работать только одна программа одной задачи, никакого мультипрограммного режима мы даже не представляли себе. Да М-50 и не были рассчитаны на это и аппаратно никак не приспособлены к работе с операционной системой, хотя система прерываний в ней уже была, самая настоящая, неплохо развитая.

Позже (1968 г), когда вместо М-50 в ВЦ поставили две машины БЭСМ-6 и появилась первая операционная система «Диспетчер Д-68», не сразу пришло понимание, что это такое. Д-68, конечно же, не был верхом совершенства, ведь это была первая в стране какая-никакая, но ре-ально работающая операционная система. Впрочем, понимание этого факта пришло позже, а тогда знали одно – диспетчер Д-68 нужен для работы машины, без него неправильно и плохо, и всё! Трудно было поначалу понять идею, задумку конструкторов. Как это? Сразу три программы (прикладные, задачи – на большее Д-68 не был рассчитан изначально)? Да ещё какой-то диспетчер? А он-то, что же четвёртый что ли (или нулевой) и зачем? Ведь это же четвёртая программа… Но так же не может быть – всё же в машине перепутается!

Первыми всё поняли, разумеется, машинисты. Мы ведь были ближе и к машинам, и к заводским наладчикам. Программисты же ещё долго не понимали самой идеи мультипрограммной работы и необходимости операционной системы, и вовсе не потому, что они были тупее, нет, просто им никто не удосужился внятно объяснить, что к чему. Отчасти поэтому они довольно долго отстаивали свои права на монопольную работу на БЭСМ-6, без всякой ОС, как раньше на М-20 и М-50, объясняя это "спецификой решаемых задач”. А один из программистов (я хо-рошо помню, но не назову здесь его имя) даже говорил нам, машинистам: да отпаяйте вы этот диспетчер и отдайте нам – мы отнесём его на свалку! Кому-то ОС представлялась как некое лишнее, ненужное "железо" (hardware) внутри машины, которое только мешает работать (в мо-нопольном режиме).

Зато потом, когда наступила ясность, были такие восторги! – но это уже другая песня и имя ей БЭСМ-6.

Электронная вычислительная машина БЭСМ-6



Разработчики машины

1. Главный конструктор: Герой Социалистического Труда, академик С. А. Лебедев;
2. Заместители главного конструктора: В. А. Мельников, Л. Н. Королев, В. С. Петров, Л. А. Теплицкий; основные разработчики: А. А. Соколов, В. Н. Лаут, М. В. Тяпкин, В. Л. Ли, Л. А. Зак, В. И. Смирнов, А. С. Федоров, О. К. Щербаков, А. В. Аваев, В. Я. Алексеев, О. А. Большаков, В. Ф. Жиров, В. А. Жуковский, Ю. И. Митропольский, Ю. Н. Знаменский, В. С. Чехлов и др.; ведущие разработчики ПО: В. П. Иванников, А. Н. Томилин, Д. Б. Подшивалов, М. Г. Чайковский, В. Ф. Тюрин, Э. З. Любимский, В. С. Штаркман, Н. Н. Говорун, В П. Шириков, И. Н. Силин, В. М. Курочкин, Ю. М. Баяковский и др.
3. Организации-разработчики: Институт точной механики и вычислительной техники (ИТМ и ВТ) АН СССР и Московский завод счетно-аналитических машин (САМ).
4. Завод-изготовитель: Московский завод счетно-аналитических машин (САМ).
5. Год окончания разработки: 1967.
6. Год начала серийного выпуска: 1968.
7. Год прекращения производства: 1987.
8. Число выпущенных машин: 355.
9. Область применения: универсальная ЭВМ для решения широкого класс задач науки и техники.

Описание машины

В структуре БЭСМ-6 впервые в отечественной практике и независимо от зарубежных ЭВМ (STRETCH фирмы IBM) был широко использован принцип совмещения выполнения команд (до 14 одно-адресных машинных команд могли находиться на разных стадиях выполнения). Этот принцип, названный главным конструктором БЭСМ-6 академиком С. А. Лебедевым принципом "водопровода", стал впоследствии широко использоваться для повышения производительности универсальных ЭВМ, получив в современной терминологии название конвейера команд.

Работа модулей оперативной памяти, устройства управления и арифметико-логического устройства осуществлялась параллельно и асинхронно, благодаря наличию буферных устройств проме-жуточного хранения команд и данных. Для ускорения конвейерного выполнения команд в устройстве управления были предусмотрены отдельная регистровая память хранения индексов, отдельный модуль адресной арифметики, обеспечивающий быструю модификацию адресов с помощью индекс-регистров, включая режим стекового обращения.

Ассоциативная память на быстрых регистрах (типа cache) позволяла автоматически сохранять в ней наиболее часто используемые операнды и тем самым сократить число обращений к оперативной памяти. "Расслоение" оперативной памяти обеспечивало возможность одновременного обращения к разным ее модулям из разных устройств машины.

Перейти ко 2-й части книги

Показать Скрыть карту