История вычислительной техники в лицах

      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.
      Преимущества троичной системы счисления
      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.
      Приложение 16
      Управляющий комплекс для народного хозяйства УМ1-НХ
      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
      Использованная литература
      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.
      К 25-летию создания отечественной ЭВМ // Управляющие системы и машины. 1976. No 6.
      Королев Л.Н., Мельников В.А. Об ЭВМ БЭСМ-6.
      Дашевський Л.Н., Хоменко Л.Г. Перша вiтчизняна електронна обчислювальна машина - ювiляр року // Автоматика. - 1976. No 6.
      Малиновский Б.Н. МЭСМ и ее создатели // Управляющие системы и машины. 1992. No 1/2.
      Сергей Алексеевич Лебедев / Сост. Н.С. Лебедева и др. - К. 1978.
      От БЭСМ до супер-ЭВМ. Страницы истории Института ИТМ и ВТ им. С.А. Лебедева АН СССР в воспоминаниях сотрудников / Под ред. Г. Г. Рябова-. - М., 1988.
      Бурцев B.C. Научное наследие академика С.А. Лебедева // Кибернетика и вычислительная техника. Вып. 1. - 1982.
      Л.Н. Дашевский, Е.А. Шкабара. Как это начиналось. - М., 1981.
      Боголюбов Н., Лаврентьев М., Лебедев С., Петров Б. Сплав теории и практики. - "Известия". 1964, 8 апр.
      Васильев Ан. Общение человека с вычислительной машиной. // "Новый мир". 1970. No 6.
      Висока нагорода Батькiвщини // "Радянсъка Украiна". 1969, 15 бер.
      Глушков Виктор Михайлович // БСЭ. - Т. 6. С. 609.
      Глушков Biкmop Михайлович // УРЕ. - Т. 36. С. 310.
      Глушков Biкmop Михайлович // РЕС. - Т.1. С. 473.
      Завод завтрашнего дня. - Интервью корреспонденту журн. "Техника-молодежи". 1971, No 9.
      Католин Лев. Большой поиск // "Новый мир". - 1964. No 2.
      Келдыш М. Прогресс советской науки и техники. - "Правда". 1964. 22 апр.
      Кибернетика, изобретательство и ЭВМ // "Изобретатель и рационализатор". М., 1973.
      Максимович Г. Электронный мозг, его сегодня и завтра // "Радуга". 1971.No 12.
      Максимович Г. Может ли машина творить // "Техника - молодежи". 1972. No 8.
      Максимович Г. Возможности "электронного творца". // "Радуга". 1973. No 4.
      Манучарова Е. Что остается людям. // "Неделя". 1963. 24-30 нояб.
      Манучарова Е., Янкулин В. Наука управления. // "Неделя". 1972. No 37.
      Моев В. Человеку - человеческое, машине - машинное // "Литературная газета". 1971. 21 апр.
      Моев В. Электронный ключ - не фантазия, а реальность // "Литературная газета". 1973. No 18.
      Патон Б.Э. Впевнена хода науки i техшки // "Радянська Украiна". 1970. 25 груд.
      "Я - гражданин Советского Союза" // "Неделя". 1972. No 32.
      Михалевич B.C., Ляшко И.И., Стогний А.А., Сергиенко И.В., Капитонова Ю.В. Виктор Михайлович Глушков // Биобиблиография ученых УССР. - К., 1975.
      Мушкетик Ю. На крутi гори. - К., 1976.
      Моев В. Бразды управления. - М., 1977.
      Капитонова Ю.В., Летичевский А.А. О некоторых идеях формирования математического аппарата кибернетики в работах В.М. Глушкова // Кибернетика. 1982. No 6.
      Михалевич B.C. О работах В.М. Глушкова в области автоматизации управления // Кибернетика. 1983. No 4.
      Патон Б.Е. Уроки Глушкова // "Правда". 1983. 23 авг.
      Михалевич B.C. Ученый опередивший время // "Правда Украины". 1983. 23 авг.
      Деркач В.П., Канигин Ю.М. Життя мов спалах // "Киш". 1983. No 8.
      Сергтко О., Паньшин Б. Мережi ЕОМ - сьогоднi i завтра. - "Знания та праця". 1983. No 8.
      Летичевский А.А., Капитонова Ю.В., Ющенко Е.Л., Сергиенко И.В., Вельбиц-кий И.В. О работах Виктора Михайловича Глушкова в области программирования // "Программирование". 1983. No 4.
      Деркач. В.П. Яскраве свiтло щедрого таланту // "Наука i суспiльство". 1983. No 8.
      Выдающийся советский ученый и оганизатор науки. (К 60-летию со дня рождения В.М. Глушкова) // "Управляющие системы и машины". 1983. No 4.
      Моев В. "Мосты" и "башни" академика Глушкова // "Знамя". 1985. No 10.
      Павленко М. Академiк Глушков - погляд в майбутне. - К., 1988.
      Глушков В.М. (К 65-летию со дня рождения) // Кибернетика. 1988. No 4.
      Капитонова Ю.В., Михалевич B.C. Памяти В.М. Глушкова // "Кибернетика и системный анализ". 1991. No6.
      Апокин И.А., Майстров Л.Е., Эдлин И. Чарльз Бэбидж. - М., 1981.
      Гутер Р.С., Полуянов Ю.Л. От абака до компьютера. - М., 1981.
      Апокин И.А., Майстров Л.Е. Развитие вычислительных машин. - М., 1974.