Это продолжение рассказа о выставке, посвящённой 100-летию конструктора вычислительной техники М.А. Карцева и 40-летию компьютера «Агат». Первая часть здесь.
В предыдущей статье я рассказал, какие материалы по «Агатам» удалось найти в архиве НИИВК. Хотя и те события от нас отделяет более 40 лет, по меркам истории это буквально вчера. Сегодня же я предлагаю заглянуть в более далёкие времена, когда ЭВМ не то что не называли компьютерами — когда сама идея того, что электронная вычислительная машина может существовать, вызывала скепсис.
Михаил Александрович Карцев был среди тех, кто этого скепсиса не побоялся. Он — один из генеральных конструкторов советской вычислительной техники, чей личный трудовой путь (да простят мне этот архаичный штамп) совпал с зарождением и развитием целой отрасли. Начав рядовыми инженерами или радиомонтажниками во времена первых ламповых машин, Карцев и его коллеги приложили руку к разработке трёх, а то и четырёх поколений ЭВМ, доросли до руководителей НИИ и основали свои научные школы.
В общем, юбилей такого человека, да ещё и вековой, Политехнический музей никак пропустить не мог. Тем более что именно нам родственники М.А. Карцева передали на хранение его личный фонд. Зимой 2023 года мы приступили к разработке концепции выставки. Сроки и средства были как всегда ограничены, поэтому мы решили обойтись без авангарда и сделать всё вполне традиционно. Рассказ должен был начаться с биографии главного героя, а далее перейти к его детищам и их общей непростой судьбе.
Проиллюстрировать биографию Михаила Карцева с помощью личных вещей оказалось непросто. Он действительно был из тех людей, про кого говорят, что они живут работой. Его сын вспоминал:
Всё, что мы смогли наскрести, уместилось в одной витрине, да и та своей скромностью скорее навевала мысли о довлатовском партизане Боснюке.
А ведь жизнь Михаила Карцева, мягко говоря, не была скучной. Она и трагична, и типична для людей того поколения: едва окончив школу, он попал на фронт Великой Отечественной.
Михаил Карцев — пятый слева во втором ряду
Начал свой боевой путь стрелком, успел послужить и в артиллерийских, и в танковых частях. Участвовал в освобождении Румынии, дошёл до Будапешта, был награждён медалями и орденом Красной Звезды — а после, как и многие другие ветераны, о войне старался не говорить.
Очень характерная выписка из личного дела. «Бывали за границей?» — «Да, бывал. В составе частей Красной Армии»
После демобилизации в 1947 году Карцев сделал довольно нетипичный выбор. В отличие от многих сверстников, кто сразу пошёл работать, он решил, что ему необходимо получить высшее образование. Карцев поступил на радиотехнический факультет Московского энергетического института — возможно, не в последнюю очередь потому, что на Южном фронте ему довелось побыть командиром отделения радио.
Там его в числе других талантливых студентов заметил один из корифеев советской вычислительной техники Исаак Семёнович Брук. Он пригласил Карцева на работу в лабораторию электросистем Энергетического института АН СССР, где в тот момент готовился к реализации смелый проект — электронная цифровая вычислительная машина, будущая М-1.
Вдохновившись записными книжками самого Михаила Александровича, дизайнеры предложили стилизовать информационные стенды о его жизни и его машинах под клетчатый тетрадный лист.
Тексты и фотографии по их задумке должны были перемежаться небольшими рукописными фрагментами. Правда, поначалу для этого выбрали какие-то несвязные обрывки текста вроде «Если в М-4 при». Я настоял, чтобы их заменили на более осмысленные фрагменты — «проблема ввода и вывода», «технические усовершенствования».
Конечно, основная моя роль на выставке сводилась не к критике дизайна. В первую очередь мне нужно было грамотно подобрать исторические документы и артефакты и придумать, как преподнести их посетителю.
Ещё отцами-основателями Политехнического было заведено не просто показывать те или иные вещи, а объяснять, как они работают. Вот и вычислительную машину М-1, внешне совсем не похожую на привычный компьютер, хотелось сделать чуть ближе для нашего современника. Например, сохранилась распечатка первой программы, выполненной на М-1.
Суть самой задачи хорошо известна — расчёт точек для параболы y = x². График этой функции симметричен, поэтому, сравнивая результаты решения для положительного и отрицательного значений x, легко убедиться в правильности работы машины. Но вот как именно следует читать распечатку, нигде в источниках не говорилось. По набору символов на распечатке понятно, что это числа в восьмеричной системе счисления — тогда она была популярнее общепринятой сегодня шестнадцатеричной.
Например, на пульте ЭВМ «Урал» конца 50-х — тоже клавиши с восьмеричными цифрами:
А вот почему колонок четыре, как они соотносятся друг с другом и что значат отдельно стоящие цифры 1 и 5? Я знал, что М-1 работала с 24-разрядными двоичными числами. 24 разряда идеально ложатся на восемь восьмеричных цифр (каждая из которых заменяет три бита). Но было неизвестно, как в памяти машины разделялись целая и дробная часть. Здесь на помощь пришёл оригинальный отчёт Лаборатории электросистем:
После этого головоломка сошлась: 76000000 1 = 111 110 000 000 000 000 000 000 1 = −0,11111(2) = −0,96875(10). А записанное справа от этого числа значение 74040000 5 соответствует 0,9384765625, то есть представляет собой квадрат предыдущего числа. Получилось, что левые две колонки соответствуют отрицательной ветви параболы, а правые две — положительной.
Цифры 1 и 5 обозначают знак числа. Почему именно они, точно неизвестно, но у меня есть версия, что это мнемоника: 1 — один — отрицательное, 5 — пять — положительное. Подтвердить или опровергнуть гипотезу мог бы Юрий Рогачёв — последний из тех, кто принимал участие в работе над ранними машинами Брука и Карцева, но, увы, он ушёл из жизни за два года до того, как мы начали готовить выставку.
Ю.В. Рогачёв
От самых первых ЭВМ, разработанных при участии Михаила Карцева, не осталось практически ничего, кроме фотографий и отчётов. В таких случаях кураторы и хранители музейных коллекций обычно рекомендуют дополнительные предметы, которые можно включить в экспозицию. Не все из них обязаны иметь прямое отношение к её теме. Они могут, например, погружать в контекст эпохи или, как вот эта электронная лампа 1946 года, показывать тогдашний уровень развития технологий.
На её примере очень хорошо можно объяснить принцип работы электронных ламп, пусть конкретно она и никогда не применялась в вычислительной технике.
А самый важный предмет в витрине с элементной базой — одновременно и самый маленький. Эта неприметная деталька, похожая на резистор, с надписью КВМГ — предположительно первое в СССР изделие, специально разработанное для нужд электронной вычислительной техники.
Название расшифровывается как «купроксный выпрямитель малогабаритный», фактически это маломощный полупроводниковый диод. Дело в том, что М-1, хоть и была первенцем, уже не вполне принадлежала к первому поколению ЭВМ. Значительная часть логических схем в ней была выполнена не на радиолампах, а на подобных полупроводниковых выпрямителях. История их появления довольно интересна:
Дело в том, что Исаак Семёнович как действительный член Академии артиллерийских наук имел доступ к складам трофейного немецкого имущества, где нашлось в том числе и несколько тысяч компактных выпрямителей. И это было не единственное, что пригодилось для создания вычислительной машины: в её импульсных схемах применили надёжные немецкие пентоды, а в качестве устройства ввода-вывода поставили вермахтовский рулонный телетайп. Такая вот перековка мечей на орала.
Использование полупроводниковых элементов позволило в разы уменьшить количество радиоламп, а значит, и потребляемую мощность, и тепловыделение машины. Брук, как пишут коллеги-исследователи, обладал хорошими связями «в верхах», и к моменту создания М-2 смог добиться выпуска советских аналогов этих купроксов.
Найти подобную любопытную историю мы старались про каждую машину. Меньше всего нам хотелось делать информационные стенды похожими на увеличенный в десять раз справочник с техническими характеристиками. Разумеется, данные о быстродействии и объёме памяти важны, потому что по ним легко проследить стремительный прогресс вычислительной техники. Но мы также старались продумать и ответы на другие вопросы — в каком историческом контексте появилась та или иная машина, благодаря чему стало возможным её создание, для каких задач она применялась.
Поскольку выставка должна была проходить в фондохранилище, куда можно попасть только с экскурсией, было понятно, что основную часть информации до посетителей будет доносить экскурсовод. Поэтому тексты было решено делать максимально краткими и простыми, более похожими на шпаргалки.
Уже по опыту ведения экскурсий могу сказать, что про М-2 посетителям было интереснее всего узнать, как её собирали буквально «с миру по нитке» из деталей, изготовленных разными непрофильными предприятиями — просто потому, что компьютерную промышленность в стране ещё только предстояло создать.
А вот при подготовке инфографики про М-4 пришлось решить каверзную задачку. В фондах музея было вот такое фото этой машины:
И всё бы ничего, но на другом известном фото М-4 (из не менее авторитетного источника) она показана зеркально.
Качество ни первого, ни тем более второго снимка не позволяло разглядеть надписи на панелях, а все ручки, шкалы и измерительные приборы выглядели совершенно симметричными и потому не могли подсказать, какая из фотографий ориентирована правильно. Тем не менее, задачу удалось решить — готов обсудить в комментариях ваши версии, как именно.
Любопытная история связана и с иллюстрацией из журнала «Наука и жизнь». На ней за пультом ЭВМ работает девушка, но в ходе поиска материалов к выставке я наткнулся на фотографию, по которой явно и был сделан этот рисунок. На ней всё то же самое, только за пультом сидит мужчина.
Вот такая зарисовка к продвижению идей равноправия. На самом деле художник ничуть не погрешил против истины, потому что даже во времена первых ЭВМ их операторами нередко были женщины. Да и одной из разработчиц машин серии М была Тамара Миновна Александриди.
Т.М. Александриди
Нам хотелось уделить внимание не только главному юбиляру, но и другим создателям первых ЭВМ. К сожалению, вычислительная техника в нашей стране всегда была в тени физики, атомной энергетики, космоса. Хотя без быстрых и надёжных вычислительных машин достижений в этих сферах могло и не быть — или они наступили бы позже и не оказали бы такого эффекта. Так что в моём идеальном мире фамилии Брука, Лебедева, Карцева, Рамеева должны быть не менее известны, чем фамилии Королёва, Туполева или Курчатова. Но работать над этим нужно долго, а пока мы отдали разрабочикам дань уважения, разместив информационный стенд с краткими биографиями каждого из них.
Соседнюю витрину мы заполнили предметами, отражающими развитие компьютеров в 1960-х — 1970-х гг. Размеры компонентов становились меньше, а их возможности — больше. Отдельной нашей удачей я считаю то, что в музее НИИВК нашёлся стенд с последовательными стадиями производства печатных плат по технологиям конца 1970-х.
Одно дело — увидеть готовое изделие и принять его как данность, и совсем другое — проследить весь путь его создания, начиная от фотошаблона с рисунком дорожек.
Ещё одним сокровищем, найденным в архиве НИИВК, оказались эскизы — или, как сказали бы сегодня, концепт-арты вычислительных центров.
М-4М
М-10
Конечно, в реальности не было ни натёртых до зеркального блеска полов, ни высоченных потолков, и реальные М-4 и М-10 стояли в куда более стеснённых условиях. Но сам факт того, что кто-то задумывался не только о том, чтобы разработать машину, но и о том, чтобы выгодно подать её визуально, говорит о многом.
Судя по фото, был также изготовлен детальный макет вычислительного комплекса из трёх М-10. Представьте, сколько труда на это ушло при технологиях того времени. Это сегодня можно напечатать на 3D-принтере столько однотипных моделек, сколько нужно, а тогда почти всё приходилось делать вручную.
О сложности реального комплекса никто не скажет лучше самого конструктора:
Борис Малиновский в своей книге «История вычислительной техники в лицах» приводит такое сравнение. В БЭСМ-6 использовалось 60 тысяч транзисторов, 180 тысяч полупроводниковых диодов, 12 миллионов ферритовых сердечников. Вычислительный комплекс из трёх М-10 содержал 2 миллиона 100 тысяч микросхем, 1 миллион 200 тысяч транзисторов, 120 миллионов ферритовых сердечников.
Мы также нашли фото полноразмерных макетов, на которых отрабатывалась эргономика рабочего места оператора М-10.
Забавная история связана с размещением в экспозиции одного из блоков этой ЭВМ — постоянного запоминающего устройства на основе металлических перфокарт. Да, была и такая технология — они считывались по принципу электрического конденсатора.
Но когда предмет захотели разместить в имевшейся нише, оказалось, что его масса превосходит несущую способность конструкции. Пришлось заменить оригинал фотографией. Вроде бы и фейл, зато как нельзя лучше говорит о важности миниатюризации техники.
Суперкомпьютерам НИИВК не суждено было сохраниться до наших дней в комплектном виде — слишком уж огромными они были и слишком много драгоценного металла содержали в себе. Самый крупный известный нам «осколок былого величия» — стойка от М-13, последнего суперкомпьютера, к которому приложил руку лично Михаил Карцев.
Чтобы представлять общие габариты машины — таких двухметровых шкафов в ней было 16, плюс до четырёх ЭВМ можно было объединять в многомашинный комплекс.
Детализированный макет М-13. Один такой хранится в НИИВК, второй — в нашем музее
Сохранившаяся стойка — это так называемое устройство абонентского сопряжения, то есть фактически периферийный контроллер. Посетители старой экспозиции Политехнического могут помнить её в разделе вычислительной техники. После переезда она десять лет хранилась в запакованном виде, и только специально к выставке была вновь извлечена на свет.
Нельзя не отметить техническую эстетику машины. Она спокойно могла выглядеть просто как прямоугольный серый ящик, но конструкторы не поленились и продумали все эти скруглённые углы, дверцы с цветным стеклом, гармоничные панели управления…
М-13 вполне сошла бы за декорацию к кинофантастике 1980-х. Известно как минимум два рисунка с различными вариантами её дизайна, один краше другого:
Не знаю, был ли сам Карцев инициатором создания этих рисунков, но учитывая, что подобные мы нашли для всех машин, начиная с М-4М, предположу, что руководитель НИИВК был отнюдь не чужд прекрасного.
Рассказ о машинах Михаила Карцева завершается на драматической ноте.
Он вовсе не сгущал краски — ему вообще это было несвойственно. Моральное и физическое напряжение, связанные с тщетными попытками запустить М-13 в производство, подорвали здоровье конструктора.
Это случилось 23 апреля 1983 года. Карцев не дожил две с половиной недели до своего 60-летия — и три с лишним года до того момента, как заработала первая серийная М-13.
Если можно сказать, что у музейной выставки есть своя драматургия, то на этом завершается её первый акт. Конечно, после смерти своего основателя НИИВК не прекратил свою работу и даже открыл новые направления, но это уже совсем другая история. Отчасти она рассказана в первой статье, где мы говорили о персональном компьютере «Агат».
А что же выставка? После трёх месяцев работы все экспонаты были отобраны, все этикетки написаны, все плакаты напечатаны. Кстати, я узнал новое слово — «колофон». Это своего рода титры выставки.
Не хватало только одного — посетителей. 11 мая 2023 года выставка была торжественно открыта. К нам приехало много гостей — руководители и сотрудники НИИВК, ветераны, представители компьютерных музеев.
Среди приглашённых были Виталий Никитович Зенин — зам. директора НИИВК, работавший с Карцевым, Екатерина Михайловна Лаврищева — одна из старейших в стране программистов, начинавшая ещё на МЭСМ, Борис Михайлович Малашевич, ветеран и историк микроэлектроники, Эдуард Михайлович Пройдаков — инженер, основатель «Виртуального компьютерного музея», и многие другие.
В.Н. Зенин
Б.М. Малашевич
Приехал и сын Карцева, Владимир Михайлович, профессор МГУ. У него совсем иная сфера научных интересов — он изучает поведение насекомых. Поэтому он был самым внимательным слушателем экскурсии)
Угощений хватило на всех, морс лился рекой.
Небольшая деталь: пригласительные были стилизованы под пятидюймовые дискеты.
Мне кажется, гостям выставка понравилась. Конечно, её можно было сделать и лучше, и масштабнее. Пусть с этим справится следующая команда, которая будет отмечать 110-летие со дня рождения Карцева и полувековой юбилей «Агата». Надеюсь, они будут работать в условиях открытого, полностью функционирующего музея и в целом в более благополучной обстановке.
Я постарался рассказать только о самых интересных моментах из «внутренней кухни» музея. Конечно, больше было рутинной работы. 90% времени я занимался согласованиями различных списков, отбором фотографий, внесением правок в тексты и инфографики. Выписки из книг и статей в конечном счёте превратились в 35-страничную научную справку, которая потом пригодилась и для подготовки текстов, и для обучения экскурсоводов.
Опыт, полученный за время работы над выставкой, точно будет полезен при создании новой постоянной экспозиции музея. И, конечно, подобающее место в ней займут разработки Михаила Карцева. А моя мечта — чтобы где-то у военных чудом нашлась комплектная ЭВМ М-13, и чтобы её не порезали на металл, а сохранили для истории так же, как в своё время сохранили БЭСМ-6 №345.
Читайте также:
В предыдущей статье я рассказал, какие материалы по «Агатам» удалось найти в архиве НИИВК. Хотя и те события от нас отделяет более 40 лет, по меркам истории это буквально вчера. Сегодня же я предлагаю заглянуть в более далёкие времена, когда ЭВМ не то что не называли компьютерами — когда сама идея того, что электронная вычислительная машина может существовать, вызывала скепсис.
Михаил Александрович Карцев был среди тех, кто этого скепсиса не побоялся. Он — один из генеральных конструкторов советской вычислительной техники, чей личный трудовой путь (да простят мне этот архаичный штамп) совпал с зарождением и развитием целой отрасли. Начав рядовыми инженерами или радиомонтажниками во времена первых ламповых машин, Карцев и его коллеги приложили руку к разработке трёх, а то и четырёх поколений ЭВМ, доросли до руководителей НИИ и основали свои научные школы.
В общем, юбилей такого человека, да ещё и вековой, Политехнический музей никак пропустить не мог. Тем более что именно нам родственники М.А. Карцева передали на хранение его личный фонд. Зимой 2023 года мы приступили к разработке концепции выставки. Сроки и средства были как всегда ограничены, поэтому мы решили обойтись без авангарда и сделать всё вполне традиционно. Рассказ должен был начаться с биографии главного героя, а далее перейти к его детищам и их общей непростой судьбе.
Проиллюстрировать биографию Михаила Карцева с помощью личных вещей оказалось непросто. Он действительно был из тех людей, про кого говорят, что они живут работой. Его сын вспоминал:
«У него не было хобби в общепринятом смысле этого слова. В свободное время он в основном читал. Он никогда не занимался спортом, был активным противником дачи и машины...»
Всё, что мы смогли наскрести, уместилось в одной витрине, да и та своей скромностью скорее навевала мысли о довлатовском партизане Боснюке.
А ведь жизнь Михаила Карцева, мягко говоря, не была скучной. Она и трагична, и типична для людей того поколения: едва окончив школу, он попал на фронт Великой Отечественной.
Михаил Карцев — пятый слева во втором ряду
Начал свой боевой путь стрелком, успел послужить и в артиллерийских, и в танковых частях. Участвовал в освобождении Румынии, дошёл до Будапешта, был награждён медалями и орденом Красной Звезды — а после, как и многие другие ветераны, о войне старался не говорить.
«… из него практически невозможно было вытянуть фронтовые воспоминания. Он жил не прошлым, а будущим».Владимир Михайлович Карцев
Очень характерная выписка из личного дела. «Бывали за границей?» — «Да, бывал. В составе частей Красной Армии»
После демобилизации в 1947 году Карцев сделал довольно нетипичный выбор. В отличие от многих сверстников, кто сразу пошёл работать, он решил, что ему необходимо получить высшее образование. Карцев поступил на радиотехнический факультет Московского энергетического института — возможно, не в последнюю очередь потому, что на Южном фронте ему довелось побыть командиром отделения радио.
Там его в числе других талантливых студентов заметил один из корифеев советской вычислительной техники Исаак Семёнович Брук. Он пригласил Карцева на работу в лабораторию электросистем Энергетического института АН СССР, где в тот момент готовился к реализации смелый проект — электронная цифровая вычислительная машина, будущая М-1.
Вдохновившись записными книжками самого Михаила Александровича, дизайнеры предложили стилизовать информационные стенды о его жизни и его машинах под клетчатый тетрадный лист.
Тексты и фотографии по их задумке должны были перемежаться небольшими рукописными фрагментами. Правда, поначалу для этого выбрали какие-то несвязные обрывки текста вроде «Если в М-4 при». Я настоял, чтобы их заменили на более осмысленные фрагменты — «проблема ввода и вывода», «технические усовершенствования».
Конечно, основная моя роль на выставке сводилась не к критике дизайна. В первую очередь мне нужно было грамотно подобрать исторические документы и артефакты и придумать, как преподнести их посетителю.
Ещё отцами-основателями Политехнического было заведено не просто показывать те или иные вещи, а объяснять, как они работают. Вот и вычислительную машину М-1, внешне совсем не похожую на привычный компьютер, хотелось сделать чуть ближе для нашего современника. Например, сохранилась распечатка первой программы, выполненной на М-1.
Суть самой задачи хорошо известна — расчёт точек для параболы y = x². График этой функции симметричен, поэтому, сравнивая результаты решения для положительного и отрицательного значений x, легко убедиться в правильности работы машины. Но вот как именно следует читать распечатку, нигде в источниках не говорилось. По набору символов на распечатке понятно, что это числа в восьмеричной системе счисления — тогда она была популярнее общепринятой сегодня шестнадцатеричной.
Например, на пульте ЭВМ «Урал» конца 50-х — тоже клавиши с восьмеричными цифрами:
А вот почему колонок четыре, как они соотносятся друг с другом и что значат отдельно стоящие цифры 1 и 5? Я знал, что М-1 работала с 24-разрядными двоичными числами. 24 разряда идеально ложатся на восемь восьмеричных цифр (каждая из которых заменяет три бита). Но было неизвестно, как в памяти машины разделялись целая и дробная часть. Здесь на помощь пришёл оригинальный отчёт Лаборатории электросистем:
Объём числа составляет 24 двоичных разряда, т.е. число представлено в виде цепочки из 24-х триггеров, которую в дальнейшем мы будем называть регистром. Принята система представления чисел в виде модуля и знака. Т.е. в регистре хранится модуль числа, и, кроме того, в него введён 25-й триггер, одно из положений которого соответствует знаку +, другое — знаку −.
Для удобства вычислений принято, что наивысший разряд числа соответствует 2−1, т. е. вычисления производятся над дробными числами.
Такое допущение не сужает диапазон решаемых задач, так как при использовании чисел, превышающих по модулю единицу, они могут быть приведены к дроби нужной величины путем соответствующего изменения масштабов исходных данных и результатов.
После этого головоломка сошлась: 76000000 1 = 111 110 000 000 000 000 000 000 1 = −0,11111(2) = −0,96875(10). А записанное справа от этого числа значение 74040000 5 соответствует 0,9384765625, то есть представляет собой квадрат предыдущего числа. Получилось, что левые две колонки соответствуют отрицательной ветви параболы, а правые две — положительной.
Цифры 1 и 5 обозначают знак числа. Почему именно они, точно неизвестно, но у меня есть версия, что это мнемоника: 1 — один — отрицательное, 5 — пять — положительное. Подтвердить или опровергнуть гипотезу мог бы Юрий Рогачёв — последний из тех, кто принимал участие в работе над ранними машинами Брука и Карцева, но, увы, он ушёл из жизни за два года до того, как мы начали готовить выставку.
Ю.В. Рогачёв
От самых первых ЭВМ, разработанных при участии Михаила Карцева, не осталось практически ничего, кроме фотографий и отчётов. В таких случаях кураторы и хранители музейных коллекций обычно рекомендуют дополнительные предметы, которые можно включить в экспозицию. Не все из них обязаны иметь прямое отношение к её теме. Они могут, например, погружать в контекст эпохи или, как вот эта электронная лампа 1946 года, показывать тогдашний уровень развития технологий.
На её примере очень хорошо можно объяснить принцип работы электронных ламп, пусть конкретно она и никогда не применялась в вычислительной технике.
А самый важный предмет в витрине с элементной базой — одновременно и самый маленький. Эта неприметная деталька, похожая на резистор, с надписью КВМГ — предположительно первое в СССР изделие, специально разработанное для нужд электронной вычислительной техники.
Название расшифровывается как «купроксный выпрямитель малогабаритный», фактически это маломощный полупроводниковый диод. Дело в том, что М-1, хоть и была первенцем, уже не вполне принадлежала к первому поколению ЭВМ. Значительная часть логических схем в ней была выполнена не на радиолампах, а на подобных полупроводниковых выпрямителях. История их появления довольно интересна:
В какой-то момент Брук произносит: «Это ж какая машина получится, сколько ж там будет ламп! У меня столько комнат нет, чтобы всё разместить». А потом обращается к Матюхину: «Коля, у нас на складе купроксы немецкие. Нужно посмотреть, может, их можно использовать».Воспоминания Юрия Рогачёва
Дело в том, что Исаак Семёнович как действительный член Академии артиллерийских наук имел доступ к складам трофейного немецкого имущества, где нашлось в том числе и несколько тысяч компактных выпрямителей. И это было не единственное, что пригодилось для создания вычислительной машины: в её импульсных схемах применили надёжные немецкие пентоды, а в качестве устройства ввода-вывода поставили вермахтовский рулонный телетайп. Такая вот перековка мечей на орала.
Подробнее про М-1
Быстродействие: 20–500 операций в секунду
Объём памяти: 256 + 256 слов (≈1,5 килобайта)
Разрядность: 25 бит
Тип: двухадресная
Элементная база: электронные лампы, полупроводниковые диоды
Количество элементов: 730 ламп, несколько тысяч диодов
Потребляемая мощность: 7 кВт
Объём выпуска: 1
Одна из двух первых советских ЭВМ (появилась одновременно с МЭСМ, которую разрабатывал коллектив Сергея Лебедева). Отчасти стала реализацией идей, которые Исаак Брук и Башир Рамеев изложили в 1948 году в первом проекте цифровой ЭВМ.
М-1 стала первой в мире ЭВМ, в которой большая часть логических схем была выполнена на полупроводниках. Машина содержала всего 730 ламп и занимала менее 4 м² в комнате площадью 16 м². Для сравнения — МЭСМ содержала 6000 радиоламп и занимала две комнаты.
Одна из первых «серьёзных» работ, выполненных на М-1, — расчёты по обращению матриц большой размерности для задач, связанных с газодиффузионным обогащением урана. Их проводили по программе, составленной академиком Сергеем Соболевым.
У машины было два запоминающих устройства — на электростатических трубках (быстрое, но теряющее данные при выключении) и на магнитном барабане (медленное, но сохраняющее данные после выключения). Электростатическая память М-1 состояла из 8 электронно-лучевых трубок ЛО-737 и блоков развёртки и управления. На экране каждой трубки размещались 32 строки, в каждой из которых содержалось 25 точек, т. е. одно число или команда.
В машине М-1 использовалась потенциально-импульсная система элементов. Триггеры и клапаны были импульсными и строились на радиолампах (триггеры — на двойных триодах 6Н8С, клапаны — на пентодах 6Ж4). Диодные логические схемы были потенциальными и строились на полупроводниковых приборах — малогабаритных купроксных выпрямителях КВМП-2-7.
Объём памяти: 256 + 256 слов (≈1,5 килобайта)
Разрядность: 25 бит
Тип: двухадресная
Элементная база: электронные лампы, полупроводниковые диоды
Количество элементов: 730 ламп, несколько тысяч диодов
Потребляемая мощность: 7 кВт
Объём выпуска: 1
Одна из двух первых советских ЭВМ (появилась одновременно с МЭСМ, которую разрабатывал коллектив Сергея Лебедева). Отчасти стала реализацией идей, которые Исаак Брук и Башир Рамеев изложили в 1948 году в первом проекте цифровой ЭВМ.
М-1 стала первой в мире ЭВМ, в которой большая часть логических схем была выполнена на полупроводниках. Машина содержала всего 730 ламп и занимала менее 4 м² в комнате площадью 16 м². Для сравнения — МЭСМ содержала 6000 радиоламп и занимала две комнаты.
В комнате <...> был построен постамент, в центре которого установлена прямоугольная вентиляционная колонна с отверстиями для обдува панелей. По бокам этой колонны размещались три стойки, предназначенные для крепления на них панелей с электронными схемами: стойка арифметического узла, стойка главного программного датчика и стойка с электроникой запоминающего устройства на магнитном барабане. Под постаментом установлен вентилятор, нагнетающий в колонну воздух для охлаждения стоек.
Одна из первых «серьёзных» работ, выполненных на М-1, — расчёты по обращению матриц большой размерности для задач, связанных с газодиффузионным обогащением урана. Их проводили по программе, составленной академиком Сергеем Соболевым.
У машины было два запоминающих устройства — на электростатических трубках (быстрое, но теряющее данные при выключении) и на магнитном барабане (медленное, но сохраняющее данные после выключения). Электростатическая память М-1 состояла из 8 электронно-лучевых трубок ЛО-737 и блоков развёртки и управления. На экране каждой трубки размещались 32 строки, в каждой из которых содержалось 25 точек, т. е. одно число или команда.
В машине М-1 использовалась потенциально-импульсная система элементов. Триггеры и клапаны были импульсными и строились на радиолампах (триггеры — на двойных триодах 6Н8С, клапаны — на пентодах 6Ж4). Диодные логические схемы были потенциальными и строились на полупроводниковых приборах — малогабаритных купроксных выпрямителях КВМП-2-7.
Использование полупроводниковых элементов позволило в разы уменьшить количество радиоламп, а значит, и потребляемую мощность, и тепловыделение машины. Брук, как пишут коллеги-исследователи, обладал хорошими связями «в верхах», и к моменту создания М-2 смог добиться выпуска советских аналогов этих купроксов.
Найти подобную любопытную историю мы старались про каждую машину. Меньше всего нам хотелось делать информационные стенды похожими на увеличенный в десять раз справочник с техническими характеристиками. Разумеется, данные о быстродействии и объёме памяти важны, потому что по ним легко проследить стремительный прогресс вычислительной техники. Но мы также старались продумать и ответы на другие вопросы — в каком историческом контексте появилась та или иная машина, благодаря чему стало возможным её создание, для каких задач она применялась.
Поскольку выставка должна была проходить в фондохранилище, куда можно попасть только с экскурсией, было понятно, что основную часть информации до посетителей будет доносить экскурсовод. Поэтому тексты было решено делать максимально краткими и простыми, более похожими на шпаргалки.
Уже по опыту ведения экскурсий могу сказать, что про М-2 посетителям было интереснее всего узнать, как её собирали буквально «с миру по нитке» из деталей, изготовленных разными непрофильными предприятиями — просто потому, что компьютерную промышленность в стране ещё только предстояло создать.
Подробнее про М-2
Быстродействие: 2–3 тысячи операций в секунду
Объём памяти: 512 + 512 слов, позже 4096 слов (≈4,5, позже ≈17 килобайт)
Разрядность: 34 бита
Тип: трёхадресная
Элементная база: электронные лампы, полупроводниковые диоды
Количество элементов: 1879 ламп, несколько тысяч диодов
Потребляемая мощность: 29 кВт
Объём выпуска: 1
Основные узлы ЭВМ размещались в четырёх шкафах: арифметический узел, программный датчик, управляющие блоки запоминающих устройств, электростатическое запоминающее устройство. Триггеры, клапаны, усилители машины были основаны на радиолампах (6Н8С, 6Ж4Б, 6П9), логические схемы — на малогабаритных полупроводниковых выпрямителях.
В 1956 году машина была модернизирована. Под руководством Михаила Карцева для неё разработали ферритовую память, которая оказалась более ёмкой, быстрой и надёжной, чем электростатические трубки и магнитные барабаны. По производительности машина М-2 не уступала ЭВМ «Стрела», но, в отличие от неё, размещалась в комнате площадью 22 м² и потребляла 29 кВт мощности, в то время как «Стреле» требовалось 300 м² и 150 кВт.
Писать программы с нуля, как на М-1, уже было необязательно: для пользователей М-2 было разработано математическое обеспечение, включавшее библиотеку стандартных программ (ввод-вывод, служебные программы, программы элементарных функций). Это высвобождало время для более творческих занятий.
Объём памяти: 512 + 512 слов, позже 4096 слов (≈4,5, позже ≈17 килобайт)
Разрядность: 34 бита
Тип: трёхадресная
Элементная база: электронные лампы, полупроводниковые диоды
Количество элементов: 1879 ламп, несколько тысяч диодов
Потребляемая мощность: 29 кВт
Объём выпуска: 1
Основные узлы ЭВМ размещались в четырёх шкафах: арифметический узел, программный датчик, управляющие блоки запоминающих устройств, электростатическое запоминающее устройство. Триггеры, клапаны, усилители машины были основаны на радиолампах (6Н8С, 6Ж4Б, 6П9), логические схемы — на малогабаритных полупроводниковых выпрямителях.
В 1956 году машина была модернизирована. Под руководством Михаила Карцева для неё разработали ферритовую память, которая оказалась более ёмкой, быстрой и надёжной, чем электростатические трубки и магнитные барабаны. По производительности машина М-2 не уступала ЭВМ «Стрела», но, в отличие от неё, размещалась в комнате площадью 22 м² и потребляла 29 кВт мощности, в то время как «Стреле» требовалось 300 м² и 150 кВт.
Писать программы с нуля, как на М-1, уже было необязательно: для пользователей М-2 было разработано математическое обеспечение, включавшее библиотеку стандартных программ (ввод-вывод, служебные программы, программы элементарных функций). Это высвобождало время для более творческих занятий.
«… талантливый инженер М. А. Карцев <...> придумал очень удобную систему команд. Вероятно, система команд чем-то похожа на стихотворение — её сочинение не терпит соавторства. Может быть, именно поэтому система команд М-2 получилась такой цельной — не сборная солянка, а поэма в кодах».А.С. Кронрод. «Беседы о программировании»
А вот при подготовке инфографики про М-4 пришлось решить каверзную задачку. В фондах музея было вот такое фото этой машины:
И всё бы ничего, но на другом известном фото М-4 (из не менее авторитетного источника) она показана зеркально.
Качество ни первого, ни тем более второго снимка не позволяло разглядеть надписи на панелях, а все ручки, шкалы и измерительные приборы выглядели совершенно симметричными и потому не могли подсказать, какая из фотографий ориентирована правильно. Тем не менее, задачу удалось решить — готов обсудить в комментариях ваши версии, как именно.
Подробнее про М-4
Быстродействие: 15–20 тысяч операций в секунду
Объём памяти: 1024 слова (≈3 килобайта) + 1024 слова
Разрядность: 23 бита
Тип: одноадресная
Элементная база: электронные лампы, транзисторы
Потребляемая мощность: 5,5 кВт
Объём выпуска: 2
Специализированная ЭВМ для обработки информации от радиолокационной станции. С одной стороны, это позволило сделать машину проще: поскольку заранее понятно, данные какого рода будут поступать на обработку и что с ними нужно делать, можно обойтись одноадресными командами, работать с числами с фиксированной запятой, а часть оперативной памяти заменить на постоянную, в которой будут храниться константы и самые востребованные алгоритмы.
С другой стороны, узкая специализация в чём-то привела к усложнению машины: в ней появились дополнительные канальные процессоры ввода-вывода, помогавшие центральному вычислителю оперативно справляться с потоком данных. Эти решения, впервые применённые в М-4, стали общепринятыми для компьютеров ПВО и СПРН на ближайшие десятилетия. Быстродействие в 50 тыс. сложений или вычитаний в секунду, 15 тыс. умножений в секунду, или 5,2 тыс. операций деления или извлечения квадратного корня в секунду было почти рекордным для своего времени.
Михаил Карцев пригласил для разработки алгоритмов математика Александра Брудно. Его программа могла параллельно рассчитывать четыре траектории
целей, а М-4 выполняла сложение и умножение во всех четырёх ветвях программы за один такт. Громоздкие операции деления были полностью исключены, и среднее быстродействие ЭВМ на этой программе достигало 20 000 операций в секунду.
С технической точки зрения М-4 была переходным звеном между ЭВМ первого и второго поколения: некоторые схемы по-прежнему оставались ламповыми, но широко использовались и транзисторы, уже хорошо освоенные к тому времени советской промышленностью. Для достижения максимальных характеристик требовался строгий контроль параметров транзисторов, вплоть до их индивидуального отбора.
Объём памяти: 1024 слова (≈3 килобайта) + 1024 слова
Разрядность: 23 бита
Тип: одноадресная
Элементная база: электронные лампы, транзисторы
Потребляемая мощность: 5,5 кВт
Объём выпуска: 2
Специализированная ЭВМ для обработки информации от радиолокационной станции. С одной стороны, это позволило сделать машину проще: поскольку заранее понятно, данные какого рода будут поступать на обработку и что с ними нужно делать, можно обойтись одноадресными командами, работать с числами с фиксированной запятой, а часть оперативной памяти заменить на постоянную, в которой будут храниться константы и самые востребованные алгоритмы.
С другой стороны, узкая специализация в чём-то привела к усложнению машины: в ней появились дополнительные канальные процессоры ввода-вывода, помогавшие центральному вычислителю оперативно справляться с потоком данных. Эти решения, впервые применённые в М-4, стали общепринятыми для компьютеров ПВО и СПРН на ближайшие десятилетия. Быстродействие в 50 тыс. сложений или вычитаний в секунду, 15 тыс. умножений в секунду, или 5,2 тыс. операций деления или извлечения квадратного корня в секунду было почти рекордным для своего времени.
Михаил Карцев пригласил для разработки алгоритмов математика Александра Брудно. Его программа могла параллельно рассчитывать четыре траектории
целей, а М-4 выполняла сложение и умножение во всех четырёх ветвях программы за один такт. Громоздкие операции деления были полностью исключены, и среднее быстродействие ЭВМ на этой программе достигало 20 000 операций в секунду.
С технической точки зрения М-4 была переходным звеном между ЭВМ первого и второго поколения: некоторые схемы по-прежнему оставались ламповыми, но широко использовались и транзисторы, уже хорошо освоенные к тому времени советской промышленностью. Для достижения максимальных характеристик требовался строгий контроль параметров транзисторов, вплоть до их индивидуального отбора.
«Второй комплект М-4 был использован для макета экспериментальной РЛС ЦСО-С6. Для этой цели пришлось сконструировать специальное устройство сопряжения: быстродействия элементов М-4 для обработки данных в реальном времени не хватало. <...> Модернизированная машина была названа М4-М».Юрий Ревич, «ЭВМ и многопроцессорные комплексы М.А. Карцева»
Любопытная история связана и с иллюстрацией из журнала «Наука и жизнь». На ней за пультом ЭВМ работает девушка, но в ходе поиска материалов к выставке я наткнулся на фотографию, по которой явно и был сделан этот рисунок. На ней всё то же самое, только за пультом сидит мужчина.
Вот такая зарисовка к продвижению идей равноправия. На самом деле художник ничуть не погрешил против истины, потому что даже во времена первых ЭВМ их операторами нередко были женщины. Да и одной из разработчиц машин серии М была Тамара Миновна Александриди.
Т.М. Александриди
Нужно сказать, что к инженерным талантам женщин Брук относился весьма скептически и, как правило, в свою команду их не брал. Просматривая список лучших студентов пятого курса, он поставил галочку против фамилии Александриди, участника Великой Отечественной войны, члена партии и капитана институтской сборной по волейболу. И очень сильно удивился, когда в его лаборатории появилась молодая девушка, но делать нечего, и в качестве темы дипломного проекта Исаак Семёнович предложил мне разработать запоминающее устройство на электронно-лучевых трубках. Так, благодаря моей греческой фамилии мне довелось участвовать в создании одного из первых в СССР компьютеров.
Нам хотелось уделить внимание не только главному юбиляру, но и другим создателям первых ЭВМ. К сожалению, вычислительная техника в нашей стране всегда была в тени физики, атомной энергетики, космоса. Хотя без быстрых и надёжных вычислительных машин достижений в этих сферах могло и не быть — или они наступили бы позже и не оказали бы такого эффекта. Так что в моём идеальном мире фамилии Брука, Лебедева, Карцева, Рамеева должны быть не менее известны, чем фамилии Королёва, Туполева или Курчатова. Но работать над этим нужно долго, а пока мы отдали разрабочикам дань уважения, разместив информационный стенд с краткими биографиями каждого из них.
Соседнюю витрину мы заполнили предметами, отражающими развитие компьютеров в 1960-х — 1970-х гг. Размеры компонентов становились меньше, а их возможности — больше. Отдельной нашей удачей я считаю то, что в музее НИИВК нашёлся стенд с последовательными стадиями производства печатных плат по технологиям конца 1970-х.
Одно дело — увидеть готовое изделие и принять его как данность, и совсем другое — проследить весь путь его создания, начиная от фотошаблона с рисунком дорожек.
Ещё одним сокровищем, найденным в архиве НИИВК, оказались эскизы — или, как сказали бы сегодня, концепт-арты вычислительных центров.
М-4М
М-10
Конечно, в реальности не было ни натёртых до зеркального блеска полов, ни высоченных потолков, и реальные М-4 и М-10 стояли в куда более стеснённых условиях. Но сам факт того, что кто-то задумывался не только о том, чтобы разработать машину, но и о том, чтобы выгодно подать её визуально, говорит о многом.
Судя по фото, был также изготовлен детальный макет вычислительного комплекса из трёх М-10. Представьте, сколько труда на это ушло при технологиях того времени. Это сегодня можно напечатать на 3D-принтере столько однотипных моделек, сколько нужно, а тогда почти всё приходилось делать вручную.
О сложности реального комплекса никто не скажет лучше самого конструктора:
«Нам говорили, что мы психи, что… это никогда не заработает»Михаил Карцев
Борис Малиновский в своей книге «История вычислительной техники в лицах» приводит такое сравнение. В БЭСМ-6 использовалось 60 тысяч транзисторов, 180 тысяч полупроводниковых диодов, 12 миллионов ферритовых сердечников. Вычислительный комплекс из трёх М-10 содержал 2 миллиона 100 тысяч микросхем, 1 миллион 200 тысяч транзисторов, 120 миллионов ферритовых сердечников.
Подробнее про М-10
Быстродействие: 5,1 млн операций в секунду
Объём памяти: 0,5 + 0,5 + 4 мегабайта
Разрядность: 64 бита
Тип: VLIW
Элементная база: микросхемы
Количество элементов: 386 тысяч микросхем (по другим данным — более 600 тысяч), 353 тысячи транзисторов
Потребляемая мощность: 112 или 66 кВт
Объём выпуска: ~50
В 1968 году начал разрабатываться проект системы сплошного надгоризонтного обнаружения космических объектов. Для командного пункта системы и новой РЛС «Дарьял» требовался вычислительный комплекс производительностью не менее 5 млн операций в секунду. Таким комплексом стала М-10, разработанная коллективом под руководством Михаила Карцева в очень короткие сроки. В 1973–1980 гг., до появления МВК «Эльбрус-1», М-10 была самой быстрой отечественной ЭВМ и одной из самых быстрых в мире, уступая лишь лучшим машинам Сеймура Крэя.
М-10 относилась к классу синхронных многопроцессорных ЭВМ. В её состав входили устройства различного типа, работавшие параллельно и синхронно, в течение одного машинного такта процессора:
М-10 — ЭВМ третьего поколения, то есть основанная на микросхемах. Внутри каждой из них скрывалось 3–5 логических элементов, а значит, одна такая микросхема заменяла пару десятков транзисторов, диодов и других радиодеталей. В состав ЭВМ входили 31 основной шкаф, пульт оператора, 8 математических пультов и 6 устройств ввода-вывода.
Как и другие ЭВМ этого класса, М-10 была многопользовательской и обеспечивала одновременную работу до 8 операторов в режиме разделения времени. В НИИВК была создана волоконно-оптическая сеть, способная объединять до шести М-10.
За время разработки ЭВМ М-10 отечественная промышленность освоила выпуск микросхем памяти. Благодаря этому в 1977 году удалось создать модернизированную версию — М-10М, в которой количество шкафов сократилось до 14. Это позволило уменьшить необходимую площадь машинного зала с 325 до 200 м². Машины М-10 и М-10М были полностью совместимы друг с другом.
Объём памяти: 0,5 + 0,5 + 4 мегабайта
Разрядность: 64 бита
Тип: VLIW
Элементная база: микросхемы
Количество элементов: 386 тысяч микросхем (по другим данным — более 600 тысяч), 353 тысячи транзисторов
Потребляемая мощность: 112 или 66 кВт
Объём выпуска: ~50
В 1968 году начал разрабатываться проект системы сплошного надгоризонтного обнаружения космических объектов. Для командного пункта системы и новой РЛС «Дарьял» требовался вычислительный комплекс производительностью не менее 5 млн операций в секунду. Таким комплексом стала М-10, разработанная коллективом под руководством Михаила Карцева в очень короткие сроки. В 1973–1980 гг., до появления МВК «Эльбрус-1», М-10 была самой быстрой отечественной ЭВМ и одной из самых быстрых в мире, уступая лишь лучшим машинам Сеймура Крэя.
М-10 относилась к классу синхронных многопроцессорных ЭВМ. В её состав входили устройства различного типа, работавшие параллельно и синхронно, в течение одного машинного такта процессора:
- Арифметические процессоры, работающие с числами разрядностью до 128 бит.
- Устройство управления.
- Каналы связи «процессор — память». Максимальная разрядность доступа в память по одному каналу — 512 бит, что позволяло заполнять входные регистры всех арифметических процессоров за одно обращение.
- Мультиплексный канал прямого доступа во внутреннюю память. Позволял осуществлять ввод-вывод по 24 дуплексным подканалам с суммарной скоростью до 7 Мбайт/с.
М-10 — ЭВМ третьего поколения, то есть основанная на микросхемах. Внутри каждой из них скрывалось 3–5 логических элементов, а значит, одна такая микросхема заменяла пару десятков транзисторов, диодов и других радиодеталей. В состав ЭВМ входили 31 основной шкаф, пульт оператора, 8 математических пультов и 6 устройств ввода-вывода.
Как и другие ЭВМ этого класса, М-10 была многопользовательской и обеспечивала одновременную работу до 8 операторов в режиме разделения времени. В НИИВК была создана волоконно-оптическая сеть, способная объединять до шести М-10.
За время разработки ЭВМ М-10 отечественная промышленность освоила выпуск микросхем памяти. Благодаря этому в 1977 году удалось создать модернизированную версию — М-10М, в которой количество шкафов сократилось до 14. Это позволило уменьшить необходимую площадь машинного зала с 325 до 200 м². Машины М-10 и М-10М были полностью совместимы друг с другом.
«Возможности, предоставляемые структурой М-10, не всегда можно выразить в «операциях в секунду». Поэтому не следует удивляться, что, хотя производительность М-10 была в своё время оценена в 5,1 млн оп./с, реальный выигрыш по скорости по сравнению с другими машинами <...> оказывался значительно больше, чем можно было бы ожидать. Например, при расчетах кинетической модели плазмы для сетки в 512 узлов и количестве макрочастиц до 10⁴ (вариант, который на пределе помещается во внутреннюю память БЭСМ-6) разница в скоростях между М-10 и БЭСМ-6 получается примерно в 20 раз, при большем количестве узлов сетки и макрочастиц — значительно больше, чем в 20 раз; при этом на БЭСМ-6 счёт шёл с 48, а на М-10 — с 64 разрядами. При счёте одной из задач механики сплошной среды разница в скоростях между М-10 и ЕС-1040 получилась более чем в 45 раз (8,5 мин на вариант на М-10 вместо 6,5 ч на ЕС-1040)».Михаил Карцев, «Основные принципы проектирования ЭВМ М-10»
Мы также нашли фото полноразмерных макетов, на которых отрабатывалась эргономика рабочего места оператора М-10.
Забавная история связана с размещением в экспозиции одного из блоков этой ЭВМ — постоянного запоминающего устройства на основе металлических перфокарт. Да, была и такая технология — они считывались по принципу электрического конденсатора.
Но когда предмет захотели разместить в имевшейся нише, оказалось, что его масса превосходит несущую способность конструкции. Пришлось заменить оригинал фотографией. Вроде бы и фейл, зато как нельзя лучше говорит о важности миниатюризации техники.
Суперкомпьютерам НИИВК не суждено было сохраниться до наших дней в комплектном виде — слишком уж огромными они были и слишком много драгоценного металла содержали в себе. Самый крупный известный нам «осколок былого величия» — стойка от М-13, последнего суперкомпьютера, к которому приложил руку лично Михаил Карцев.
Чтобы представлять общие габариты машины — таких двухметровых шкафов в ней было 16, плюс до четырёх ЭВМ можно было объединять в многомашинный комплекс.
Детализированный макет М-13. Один такой хранится в НИИВК, второй — в нашем музее
Сохранившаяся стойка — это так называемое устройство абонентского сопряжения, то есть фактически периферийный контроллер. Посетители старой экспозиции Политехнического могут помнить её в разделе вычислительной техники. После переезда она десять лет хранилась в запакованном виде, и только специально к выставке была вновь извлечена на свет.
Нельзя не отметить техническую эстетику машины. Она спокойно могла выглядеть просто как прямоугольный серый ящик, но конструкторы не поленились и продумали все эти скруглённые углы, дверцы с цветным стеклом, гармоничные панели управления…
М-13 вполне сошла бы за декорацию к кинофантастике 1980-х. Известно как минимум два рисунка с различными вариантами её дизайна, один краше другого:
Не знаю, был ли сам Карцев инициатором создания этих рисунков, но учитывая, что подобные мы нашли для всех машин, начиная с М-4М, предположу, что руководитель НИИВК был отнюдь не чужд прекрасного.
Подробнее про М-13
Быстродействие: 12–48 млн операций в секунду
Объём памяти: 8,5–34 мегабайта
Разрядность: 64 бита
Тип: векторно-конвейерная
Элементная база: микросхемы
Потребляемая мощность: 25–50 кВт
Объём выпуска: 18
Вершина достижений конструкторской школы Михаила Карцева. Несмотря на то, что формально это машина третьего поколения, в ней есть черты более поздних суперкомпьютеров: ориентация на матричные вычисления, конвейеризация, наличие спецпроцессоров для обработки сигналов в реальном времени, сложная многоуровневая организация памяти и др.
М-13 имела гибкую модульную структуру и могла поставляться заказчикам с разным числом центральных и специализированных процессоров. Оценить общую производительность машины непросто, поскольку её процессоры выполняли разные задачи с разной скоростью.
Так, в состав М-13 могло входить от 4 до 80 процессоров когерентной обработки (ПКО), которые сегодня назвали бы цифровыми сигнальными процессорами. Это специализированные вычислители, способные за один такт находить произведение двух комплексных чисел. Они эффективно выполняют вычисление максимального значения в массиве, сравнение массива с пороговым значением, вычисление корреляционных матриц и др. При выполнении таких операций один ПКО эквивалентен универсальному процессору с производительностью 30 млн оп./с.
Память М-13 разделялась на постоянную (ППГ), оперативную память первого уровня (ОПГ) объёмом 0,25 Мб на процессор и оперативную память второго уровня (ОПП) объёмом 8 Мб на процессор. Для долговременного хранения данных использовались сменные магнитные диски общим объёмом 200 Мб и магнитные ленты.
Производство ЭВМ было поручено кооперации заводов-изготовителей: Днепровский машиностроительный завод — головной, Южный радиозавод (Жёлтые Воды) — изготовитель МПП и ячеек, опытный завод НИИДАР (Москва) — изготовитель экспериментального образца.
Объём памяти: 8,5–34 мегабайта
Разрядность: 64 бита
Тип: векторно-конвейерная
Элементная база: микросхемы
Потребляемая мощность: 25–50 кВт
Объём выпуска: 18
Вершина достижений конструкторской школы Михаила Карцева. Несмотря на то, что формально это машина третьего поколения, в ней есть черты более поздних суперкомпьютеров: ориентация на матричные вычисления, конвейеризация, наличие спецпроцессоров для обработки сигналов в реальном времени, сложная многоуровневая организация памяти и др.
«В общих чертах переход от архитектуры ЭВМ М-10 к архитектуре ЭВМ М-13 состоит в том, что был исключён параллелизм на уровне команд и <...> была введена конвейеризация на уровне данных… Эта машина является первой отечественной векторно-конвейерной ЭВМ...»Головкин Б.А. «Эволюция параллельных архитектур и машины серии М»
М-13 имела гибкую модульную структуру и могла поставляться заказчикам с разным числом центральных и специализированных процессоров. Оценить общую производительность машины непросто, поскольку её процессоры выполняли разные задачи с разной скоростью.
Так, в состав М-13 могло входить от 4 до 80 процессоров когерентной обработки (ПКО), которые сегодня назвали бы цифровыми сигнальными процессорами. Это специализированные вычислители, способные за один такт находить произведение двух комплексных чисел. Они эффективно выполняют вычисление максимального значения в массиве, сравнение массива с пороговым значением, вычисление корреляционных матриц и др. При выполнении таких операций один ПКО эквивалентен универсальному процессору с производительностью 30 млн оп./с.
Память М-13 разделялась на постоянную (ППГ), оперативную память первого уровня (ОПГ) объёмом 0,25 Мб на процессор и оперативную память второго уровня (ОПП) объёмом 8 Мб на процессор. Для долговременного хранения данных использовались сменные магнитные диски общим объёмом 200 Мб и магнитные ленты.
Производство ЭВМ было поручено кооперации заводов-изготовителей: Днепровский машиностроительный завод — головной, Южный радиозавод (Жёлтые Воды) — изготовитель МПП и ячеек, опытный завод НИИДАР (Москва) — изготовитель экспериментального образца.
Рассказ о машинах Михаила Карцева завершается на драматической ноте.
«… Нам сейчас кажется, что мы никогда не выпускали в свет такой хорошей разработки, как мы пытаемся выпустить сейчас, и что никогда так трудно не было выпустить разработку в свет <...>. Я вот сейчас просыпаюсь ночами в холодном поту от того, что так медленно и с таким трудом идёт производство нашего нового детища...»Михаил Карцев, из речи в день пятнадцатилетия института
Он вовсе не сгущал краски — ему вообще это было несвойственно. Моральное и физическое напряжение, связанные с тщетными попытками запустить М-13 в производство, подорвали здоровье конструктора.
«… проехав за рулем собственной автомашины через всю Москву от улицы Островитянова до конца Ленинградского проспекта, [Карцев] в районе станции метро «Сокол» почувствовал себя плохо, припарковал машину и потерял сознание. Прибывшие врачи скорой помощи констатировали смерть».Юрий Рогачёв. «Вычислительная техника от М-1 до М-13»
Это случилось 23 апреля 1983 года. Карцев не дожил две с половиной недели до своего 60-летия — и три с лишним года до того момента, как заработала первая серийная М-13.
Если можно сказать, что у музейной выставки есть своя драматургия, то на этом завершается её первый акт. Конечно, после смерти своего основателя НИИВК не прекратил свою работу и даже открыл новые направления, но это уже совсем другая история. Отчасти она рассказана в первой статье, где мы говорили о персональном компьютере «Агат».
А что же выставка? После трёх месяцев работы все экспонаты были отобраны, все этикетки написаны, все плакаты напечатаны. Кстати, я узнал новое слово — «колофон». Это своего рода титры выставки.
Не хватало только одного — посетителей. 11 мая 2023 года выставка была торжественно открыта. К нам приехало много гостей — руководители и сотрудники НИИВК, ветераны, представители компьютерных музеев.
Среди приглашённых были Виталий Никитович Зенин — зам. директора НИИВК, работавший с Карцевым, Екатерина Михайловна Лаврищева — одна из старейших в стране программистов, начинавшая ещё на МЭСМ, Борис Михайлович Малашевич, ветеран и историк микроэлектроники, Эдуард Михайлович Пройдаков — инженер, основатель «Виртуального компьютерного музея», и многие другие.
В.Н. Зенин
Б.М. Малашевич
Приехал и сын Карцева, Владимир Михайлович, профессор МГУ. У него совсем иная сфера научных интересов — он изучает поведение насекомых. Поэтому он был самым внимательным слушателем экскурсии)
Угощений хватило на всех, морс лился рекой.
Небольшая деталь: пригласительные были стилизованы под пятидюймовые дискеты.
Мне кажется, гостям выставка понравилась. Конечно, её можно было сделать и лучше, и масштабнее. Пусть с этим справится следующая команда, которая будет отмечать 110-летие со дня рождения Карцева и полувековой юбилей «Агата». Надеюсь, они будут работать в условиях открытого, полностью функционирующего музея и в целом в более благополучной обстановке.
Я постарался рассказать только о самых интересных моментах из «внутренней кухни» музея. Конечно, больше было рутинной работы. 90% времени я занимался согласованиями различных списков, отбором фотографий, внесением правок в тексты и инфографики. Выписки из книг и статей в конечном счёте превратились в 35-страничную научную справку, которая потом пригодилась и для подготовки текстов, и для обучения экскурсоводов.
Опыт, полученный за время работы над выставкой, точно будет полезен при создании новой постоянной экспозиции музея. И, конечно, подобающее место в ней займут разработки Михаила Карцева. А моя мечта — чтобы где-то у военных чудом нашлась комплектная ЭВМ М-13, и чтобы её не порезали на металл, а сохранили для истории так же, как в своё время сохранили БЭСМ-6 №345.
Новости, обзоры продуктов и конкурсы от команды Timeweb.Cloud — в нашем Telegram-канале ↩
Читайте также:
Комментарии (23)
Grey83
28.10.2024 08:17А было неплохо добавить на стенды QR-коды со ссылками на страницы с более подробной информацией по теме со стенда.
И сайтик, соответственно, со всем этим (и простейшими 3d-модельками этих ЭВМ, которые можно покрутить в браузере, как бывает на некоторых сайтах продающих электронику).
dlinyj
28.10.2024 08:17Спасибо тебе большое за великолепную статью, я получил невероятное эстетическое удовольствие от прочтения. Жаль, что мне лично не удалось попасть на выставку. Но я рад, что даже через такие статьи можно прикоснутся к такому наследию.
vassabi
28.10.2024 08:17Цифры 1 и 5 обозначают знак числа. Почему именно они, точно неизвестно, но у меня есть версия, что это мнемоника: 1 — один — отрицательное, 5 — пять — положительное.
я не знаком с разработчиками
но вангую, что это скорее всего не просто знак, а целый контрольный регистр, где1 = 001
5 = 101
и первый (младший) бит - это показатель,что все работает нормально, а знак - в третьем бите.
потому что там в распечатке есть значение "34000035 2" (в третьей колонке 9я снизу строка)
BootSector Автор
28.10.2024 08:17Спасибо за наблюдательность! Действительно, похоже на контрольный регистр.
Arioch
28.10.2024 08:17получается, что машина работало только с реальным числами меньше единицы (по модулю) ? что числа начиная с 1.0 она могла только парами кодировать, с каким-нибудь целым сомножителем? но тогда в ней должен был быть еще набор команд и форматов - для хранения и обработки целых чисел
Arioch
28.10.2024 08:17показатель,что все работает нормально
Сомнительно, потому что - а как доверять биту "всё хорошо" ? откуда он возьмет свое значение, и как понять когда он сам сломался?
На практике для "контрольных знаков" используются "контрольные суммы", хотя бы в вырожденном виде бита чётности, которые должны (вместе со значением ячейки) выдать заранее определенное эталонное значение (обычно ноль). Таким образом порча что регистров данных, что контрольного регистра сразу будет замечена. Но это означает, что для разных значений данных и значение контрольного кода будет разное, а не одно на всех.
Конечно, можно предположить, что вся часть "...35 2" была следствием какой-нибудь помехи в электроцепях. Но... зачем ее тогда печатали, не правильнее было бы устранить источник помехи и перезапустить расчёты? ведь целью окончательных испытаний было добиться успешного выполнения всей программы, от начала и до конца. Доказать, что отдельные операторы в программе могут выполняться, было бы недостаточно - этого наверняка было в избытке во время разработки. Надо было "сдать" полностью успешный прогон.
Поэтому мне слабо верится, что это была сбойная ячейка памяти. Я предполагаю, что это была тэгированная память, и что в той ячейке мы видим КОМАНДУ процессора, лежащую между двух длинных серий констант.
Тем более, что у нас барабанная память. По американском фольклору (the story of Mel) известно, что тогда быстродействие программ часто улучшали подгоняя размещение переменных и кода под соотношение скоростей процессора и барабана, так что нужная ячейка почти сразу оказывалась под читателем после выполнения предыдущей команды. Ну или это был burst mode, когда немногочисленные команды настраивали "конвейер данных", а потом уже с барабана в него впихивалось одно число за другим (в 1970-х такая модель перестала работать, хотя Sony/IBM ещё в нулевых её пробовали возродить, но у нас пока 1950-е).
Nuflyn
28.10.2024 08:17Интресно на каких лампах делали? судя по фотке витрины это что-нибудь типа 6П9, 6ж8, 6н9(8,7)с
BootSector Автор
28.10.2024 08:17А эта информация есть в статье, под катом с характеристиками ЭВМ. Почти всё угадали — 6П9, 6Ж4Б, 6Н8С.
Demonter
28.10.2024 08:17Наверное все-таки общеупотребительная 6Ж4? Пентод в металлическом корпусе. Б - это сверхминиатюрные лампы с гибкими выводами. Но не исключено, что 6ж4б - это старое название до унификации.
BootSector Автор
28.10.2024 08:17Да, меня тоже в своё время смутила буква Б, но в источнике было так. Возможно, в конце 1950-х она могла иметь другое значение.
Demonter
28.10.2024 08:17Нашел у Погорилого:
"В конце 1940-х годов был выпущен проект новой системы обозначений, близкой к американской, но несколько отличавшейся от будущего ГОСТ 5461-50, в частности,металлические лампы по этому проекту имели последним элементом обозначения букву Б (6Ж4Б, например), а не отсутствие буквы, как в ГОСТ 5461-50.Порядка это не добавило, скорее наоборот. Так, лампа 6V6-GT (будущая 6П6С)получила название 6П2, а была и 6П6 - но такое наименование получила 6Ф6С."
Так что вероятно это та же 6Ж4, но с обозначением до принятия в 1951 году нового ГОСТа.
webhamster
28.10.2024 08:17Так, благодаря моей греческой фамилии мне довелось участвовать в создании одного из первых в СССР компьютеров.
Неплохо, неплохо. Была бы, условно, Петровой - была бы в пролете.
Arioch
28.10.2024 08:17После трёх месяцев работы все экспонаты были отобраны
Блин, вот вы напугали! Ведь речь идет про секретную военную технику.
Нет, через пару минут я понял... Но сначала - ох, напугали! :-D
Javian
28.10.2024 08:17Думаю, что эта фото не отзеркалена - https://habrastorage.org/r/w1560/webt/px/vi/rs/pxvirsrczplfgyvkuxjosax2_do.jpeg
Петли панели слева.
vorphalack
28.10.2024 08:17думаю так же, но по другой причине. если фото делается с рук, то в правой у тебя будет камера, а вспышка так или иначе в левой.
Caraul
28.10.2024 08:17— Вы были за границей?
— В Берлине, в Праге...
— Вы ездили туда по служебным делам?
— Я не ездил, я пешком.
— В качестве туриста?
— Нет, в пехоте... (c) "Тридцать три"
saipr
Я долго (более 20 лет) хранил первые советские, как тогда говорили, ППЭВМ - персональные профессиональные ЭВМ ЕС-184х. Искренне верил, что мне удастся их пристроить в музей. И чудо случилось, сегодня они в Музее СССР г. Чебоксары.
Сегодня есть в музее и экземпляр компьютера "Агат".
И будем верить, что чудо случиться и найдётся укомплектованная ЭВМ М-13