Дмитрий Румянцев
Итак, в феврале 1962 года А. П. Ершов пишет профессору Фейгенбауму о том, что знает лишь о двух полупроводниковых советских машинах — «Раздан» и «Сетунь». Что и требовалось доказать. Вы спросите: что требовалось доказать? К сожалению, совершенно невозможно удерживать внимание аудитории несколько недель подряд, а потому напомню. Свою обличительную речь я начал с достаточно смелого предположения: активное вмешательство Министерства обороны в разработку советской вычислительной техники далеко не всегда было полезно. Как, например, в данном случае. Один из признанных мировых авторитетов в области программирования, Ершов сообщает своему американскому коллеге и другу лишь о двух полупроводниковых машинах, тогда как уже почти два года ведутся работы по созданию компьютеров серии «Урал».
Мне возразят: Ершов-то все знал и специально не сообщил американцу важные данные из соображений безопасности страны. А я спрашиваю: ну для чего такая секретность? Что изменилось бы, узнай американские компьютерщики о том, что в СССР почти готовы машины нового поколение, не уступающие разработкам IBM? Или в случае с полупроводниковыми ЭВМ наши руководители хотели так же утереть американцам нос, как и с искусственным спутником Земли? Но если со спутником этот фокус удался, то с универсальной нет: ЭВМ американцы взяли у нас реванш. И ладно бы только System/360 появилась раньше советских аналогов — это огорчило бы только коммунистических агитаторов. Но ведь, по сути, под нож пошли все наработки талантливых отечественных инженеров.
Взять хотя бы тот же «Урал» и его главного конструктора Башира Искандаровича Рамеева, который, как я уже писал, в 1955 году покинул Москву и выехал в провинциальную Пензу, чтобы наладить выпуск машин «Урал-1» на местном заводе САМ (ныне НПП «Рубин»). На этом предприятии еще в марте 1948 года было начато производство устройств для математических расчетов. Несколькими месяцами позже на заводе САМ был создан отдел математических машин, состоявший из конструкторского бюро электроинтеграторов и специализированной электротехнической лаборатории. Первый продукт — электронно-ламповый интегратор ЭЛИ-12 (эскизы были сделаны профессором А. И. Гутенмахером) — новый отдел выпустил к концу того же года. Интегратор ЭЛИ-12 предназначался для решения обыкновенных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами. В течение последующих лет отдел занимался выпуском разных модификаций этого интегратора.
В 1951 году на базе отдела математических машин при заводе САМ было создано конструкторское бюро — филиал СКБ-245, которое в 1952 году преобразовали в отдел аналоговых машин. Немало занятных штуковин было выпущено тем отделом. Так, под руководством Н. С. Николаева был разработан и в январе 1955 года внедрен так называемый автомат тяговых расчетов. Этот аппарат устанавливался на локомотив и помогал машинисту вести поезд по выбранному маршруту. Сейчас-то такими штуками никого не удивишь. Но в середине 1950-х… Притом что вроде как на публике кибернетику называли последними словами. Впрочем, как я уже отмечал, ругая кибернетику, в СССР ее вовсю использовали на практике.
Между прочим, как-то мне попалось на глаза интервью с одним важным пензенским чиновником. Рассуждая о малоутешительном современном состоянии краевой экономики, он посетовал на то, что, в частности, до сих пор сохраняются негативные показатели у местной… ликеро-водочной промышленности. Чиновник, видимо, даже не в курсе, что когда-то вверенный его опеке город был одним из главных центров СССР по производству вычислительной техники. И если бы обстоятельства сложились иначе, возможно, сегодня Пенза в области компьютеростроения играла бы ту же роль, что, скажем, Набережные Челны в области производства грузовых автомобилей. Глядишь, и стала бы Пенза российской Силиконовой долиной, если бы важные шишки не отдали предпочтение архитектуре System/360.
Но вернемся в 1955 год. В Пензе Рамеев стал главным инженером и заместителем директора по научной работе НИИ математических машин. Так вот, в Пензе Рамеев наладил серийный выпуск ЭВМ собственной конструкции. Что же это за машина такая была — «Урал-1»?
В качестве оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) «Урал-1» использовался магнитный барабан емкостью 1024 36-разрядных числа или команды. На всякий случай, если кто не знает, магнитный барабан — это прообраз жестких дисков. Принцип хранения информации точно такой же — магнитная запись на дорожках. Размер, правда, был весьма и весьма: диаметр — от 10 до 50 см, высота — до 70 см. Перпендикулярно оси вращения располагалось несколько головок считывания / записи. Для середины 1950-х это была прогрессивная технология. Вас, конечно, может удивить то, что предок современного жесткого диска использовался в качестве оперативной памяти, но ведь полупроводниковой RAM как таковой тогда еще не было, а лампы составляли основу так называемой сверхоперативной памяти, то есть того, что сегодня называют регистрами процессора.
Ну хорошо, если магнитный барабан считался оперативным запоминающим устройством, то какой носитель служил долговременным ЗУ? У машины «Урал-1» таким носителем была 35-миллиметровая кинопленка. Кроме того, применялась и магнитная лента, на которой могло уместиться до 40 тыс. 36-разрядных двоичных чисел или 8000 команд. Данные выводились на консоль, то бишь печатающее устройство, выдававшее 100 цифр в минуту. Машина потребляла 7,5 кВт электроэнергии в час и занимала 50 м2.
Напомню, что корпорация IBM в 1955-м выпустила усовершенствованную модель IBM-701 — машину IBM-704, в которой также использовался магнитный барабан. IBM-704 была помощнее, чем «Урал-1»: как-никак 4 тыс. операций в секунду против 2 тыс. операций в секунду. Да и айбиэмовская память на магнитных сердечниках была новшеством. Однако в целом «Урал-1» являлся неплохой машиной мирового уровня. К тому же ассемблер ЭВМ «Урал-1» (а вернее, автокод ряда машин «Урал» — АРМУ) состоял из 29 одноадресных команд, что значительно упрощало разработку программ. А потом, в отличие от IBM-704, «Урал-1» относился к классу малых ЭВМ. Серийный выпуск машины «Урал-1» начался в Пензе в январе 1957 года после удачного завершения всех заводских испытаний. К концу 1961 года было выпущено 240 компьютеров данной модели.
В 1959 году на свет появился «Урал-2». У него имелась полноценная оперативная память на ферритовых сердечниках емкостью 2048 40-разрядных чисел или 4096 команд. По сравнению с «Уралом-1» в восемь раз увеличилась вместимость магнитного барабана, а самих барабанов стало целых восемь штук. Для вывода данных в «Урале-2» использовалось печатающее устройство на цифровых колесах (прообраз современных АЦПУ) со скоростью вывода 20 цифр в секунду (во время печати можно было подумать, что идет стрельба из пулемета). Машина потребляла 30 кВт энергии и занимала 100 м2 (без системы охлаждения).
Быстродействие следующей машины — «Урала-3» — возросло до 6 тыс. операций в секунду, а емкость магнитных барабанов увеличилась до 16 тыс. чисел. В «Урале-3» данные вводились 80-колоночными перфокартами, а выводились через полноценное АЦПУ на 128 символов. Появившийся в 1961 году «Урал-4» работал с 48-разрядными числами и обеспечивал быстродействие до 10 тыс. операций в секунду. Информация выводилась на перфоленту, перфокарту или АЦПУ. Машина занимала 240 м2. Больше ничего из ламповых ЭВМ выжать было нельзя — начиналась эра транзисторных машин.
Как уже было сказано, в феврале 1962 года А. П. Ершов сообщает профессору Фейгенбауму, что ему известно всего о двух транзисторных советских компьютерах. Однако уже с 1960 года в Пензе под руководством Б. И. Рамеева идет работа по проектированию новых моделей «Урала» — полностью транзисторных. Эти работы завершились созданием компьютеров «Урал-11» и их вариаций вплоть до «Урала-16». Все ЭВМ нового модельного ряда «Урал» представляли собой компьютеры с полностью унифицированным внутренним интерфейсом, что сильно упрощало их серийное производство. Была предусмотрена возможность построения многомашинных вычислительных комплексов.
Большая емкость ОЗУ, эффективные средства защиты памяти и развитая система прерываний позволяли строить различные комплексы обработки данных коллективного пользования для работы в режиме разделения времени. Не стану утомлять вас всякими техническими подробностями, только замечу, что ЭВМ «Урал-11» — «Урал-14» считались вполне современными и не уступающими таким, например, машинам, как IBM-1401 (предок IBM-360). Что касается «Урала-16», то он хоть и считался компьютером второго поколения, но по ряду показателей вполне мог быть отнесен и к третьему.
Разработка полупроводниковых «Уралов» началась с того, что еще в 1959 году Рамеев сформулировал главные принципы построения машин нового поколения.
В апреле 1963 года была закончена разработка аванпроекта новой серии «Уралов», который состоял из пяти частей: 1 — элементы, узлы и блоки, 2 — устройства, 3 — ЭВМ, 4 — системы передачи дискретной информации по линиям связи, 5 — расчеты по стоимости и трудоемкости изготовления элементов, блоков, устройства и машин. Этот аванпроект был рассмотрен в мае 1963 года на координационном межведомственном научно-техническом совещании Госкомитета по радиоэлектронике СССР. Участники совещания постановили проект одобрить. Все работы по подготовке и началу внедрения новой серии должны были завершиться к 1965 году. В решении, вынесенном по итогам заседания, в частности, было сказано: «Считать первоочередной задачей, с целью удовлетворения текущих потребностей народного хозяйства, разработку и внедрение в народное хозяйство машин типа «Урал-11» и «Урал-14″ с учетом обеспечения их серийного производства».
Главные требования к новому поколению «Уралов» сводились к следующему:
— компьютеры этой серии должны представлять собой конструктивно, архитектурно и программно совместимые друг с другом ЭВМ различной производительности, с гибкой блочной структурой и широким спектром устройств со стандартизованным интерфейсом, позволяющим подобрать комплект, наиболее подходящий для конкретного применения;
— конструктивные и схемные возможности должны позволять создавать системы обработки информации, состоящие из нескольких одинаковых или разных машин;
— возможности резервирования отдельных устройств и машин должны обеспечить создание систем повышенной надежности для обработки информации в заданное время.
Чтобы вам было понятнее, какие идеи реализовал Рамеев в 1960-х годах, скажу, что те же принципы используются в современных PC-совместимых компьютерах.
Аванпроект нового ряда машин «Урал» родился примерно за полтора года до того, как появилась публичная информация о System/360. Иначе говоря, идею единого семейства архитектурно совместимых компьютеров Рамеев предложил тогда же, когда и американцы, и независимо от них. Кроме того, наши ЭВМ, в отличие от первых моделей System/360, позволяли создавать системы обработки информации на основе нескольких компьютеров архитектуры «Урал». Однако, как мы знаем, те, кто проектировал архитектуру машин единой серии, взяли за образец именно System/360. Как же такое могло случиться?
Продолжение следует…
