История отечественной ВТ
.pdf
Электронно-ламповый интегратор ЭЛИ-12
Во время разработки (1948-1949 гг.) были изготовлены 2 опытных образца.
Основной элемент интегратора ЭЛИ-12 — усилитель переменного тока с двухфазным выходом, в интеграторе — 12 таких усилителей. Ко входам усилителей подключены конденсаторы для моделирования производных и резисторы связей для задания правых частей уравнения. Выходы усилителей нагружались на резистивные делители напряжения, при помощи которых устанавливались величины коэффициентов при членах уравнений. Аналогичные делители были для задания начальных условий и правых частей уравнений. Коммутаторы наборов коэффициентов выполнялись
ввиде труб из текстолита с контактными латунными кольцами и
спереключающими кольцами с подвижным контактом.
Предприятия-разработчики — лаборатория электромоделирования ИТМ и ВТ и отдел главного конструктора (Б.А. Маткин) Пензенского завода САМ.
Участники разработки — профессор Л.И. Гутенмахер, к.т.н. Н.В. Корольков, Н.В. Беляков, Н.С. Николаев, Э.С. Козлов, О.Е. Кроник, И.К. Кутний, И.Н. Кострицына, Н.П. Козлова, П.В. Пекорин, Е.М Сегаль и другие.
Электроинтегратор ЭЛИ-24, был заказан ВНИИнефть для исследования поведения глубинно-насосных установок нефтяных скважин. Опытный образец, переданный заказчику, содержал диагональную матрицу из 24 строк, в каждой из которых лишь по 6 членов, расположенных вблизи члена с производной. Представлял собой как бы сочетание четырех ЭЛИ-14 в одной конструкции с общими устройствами управления, измерения результатов решения и питания.
Предприятие-разработчик: Пензенский завод САМ, разработчики
Н.С. Николаев, Э.С. Козлов, О.Е. Кроник и другие.
Моделирующая установка МПТ-11для решения системы нелинейных дифференциальных уравнений до 12 порядка.
Нелинейная электронная модель МН-7
Разработанные в 1952–1953 гг. под руководством В. Б. Ушакова АВМ получают наименование «моделирующие установки постоянного тока» (МПТ). Серийные АВМ МПТ-9 предназначались для решения линейных дифференциальных уравнений, МПТ-11 – для решения нелинейных дифференциальных уравнений.
Основной элемент — усилитель постоянного тока.
Погрешность решения — не более 10 %. Продолжительность интегрирования в натуральном масштабе времени не превышала 400 сек. Занимаемая площадь — 5000x500 мм, потребляемая мощность — около 12 кВА.
Разработка моделирующей установки завершена в 1953 году в Московском СКБ-245. Главный конструктор — В.Б. Ушаков.
1954 г.: МН-2, секционная АВМ для решения дифференциальных уравнений 6-го порядка 1955 г.: МН-7, настольная АВМ 6-го порядка
Модель МН-7 — малогабаритная, настольного исполнения. Решающий блок модели состоял из 16 операционных усилителей, четырех сменных нелинейных блоков, коммутационного поля и панели управления. В основной комплект установки входил также блок питания, кабели, коммутационные шнуры и запасные детали. Допускалась возможность поставки и дополнительного комплекта, в состав которого был включен индикатор на электронно-лучевой трубке.
Разработка модели завершена в 1955 году в СКБ-245. Главный конструктор — В.Б. Ушаков. Пензенском заводе САМ выпустил модели МН-7 в таком количестве, в каком в нашей стране не выпускалась ни одна электронная модель или интегратор.
В1949–1950 гг. в НИИ-885 коллективом под руководством В. Б. Ушакова были созданы первые АВМ – ИПТ-1, ИПТ-2, ИПТ-3, ИПТ-4 и ИПТ-5, называемые интеграторами постоянного тока. Они предназначались для решения линейных дифференциальных уравнений с постоянными и переменными коэффициентами.
С1954 г. новые АВМ получают название «моделирующие установки нелинейные» (МН). В
течение 1954–1959 гг. под руководством В. Б. Ушакова разрабатываются и осваиваются в
серийном производстве следующие АВМ:
1959 г.: МН-11, АВМ 9-го порядка с автоматическим поиском решения по заданным критериям, с периодизацией до 100 Гц.
В50-е годы была разработана и запущена в серийное производство самая мощная и самая
распространенная в военно-промышленном комплексе тех времен АВМ – «Электрон». Она
была создана коллективом, работавшим в КБ-1.
В1960 г. была выпущена АВМ МН-14 – прецизионная АВМ 20-го порядка, а в 1963 г. – МН-
17, близкая к ней по параметрам.
Во второй половине 60-х и в 70-х годах удалось коренным образом преодолеть недостатки
прежних АВМ благодаря разработке аналоговых вычислительных комплексов первого, второго и третьего поколений: АВК-1, АВК-2 и АВК-3. Главным конструктором комплексов был к.т.н Беляков В. Г., АВК-2 и АВК-3 выпускались серийно Кишиневским заводом «Счетмаш». В 1974 г. модель
АВК-2 (2) на осенней Лейпцигской ярмарке была награждена золотой медалью.
В 1972–1974 гг. для моделирования полета самолета изготовлены АВМ «Полет 1» и «Полет 2» (д.т.н. Витенберг И. М., Ламин Е. И., Гостева И. А., Корнеев В. П.). В 1980–1987 гг. были разработаны и освоены в серийном производстве аналого-цифровые вычислительные системы АЦВС-41, АЦВС-42, АЦВС-43 (под руководством В. Г.
Белякова).
1955 г.: МН-7, настольная АВМ 6-го порядка (Петров Г. М., Скачкова А. И., Попов В. А., Точилов В. Д.);
Настольная АВМ МН-7
МН-8 – первая в СССР |
1955 г.: МН-8, первая в СССР прецизионная АВМ большой |
|
прецизионная АВМ большой |
||
мощности, 32-го порядка с большим количеством переменных |
||
мощности |
||
коэффициентов и нелинейных решающих элементов (Петров Г. М., |
||
|
||
|
Медведев Л. В., Попов В. А., Добров Е. В., Москаленко Г. В.); |
|
|
Во второй половине 70-х годов в НИИ «Счетмаш» был |
|
|
разработан аналоговый вычислительный комплекс третьего |
|
|
поколения АВК-3 в составе трех моделей: АВК-31 (АВМ |
|
|
небольшой мощности), АВК-32 (АВМ средней мощности) и |
|
|
АВК-33 (АВМ большой мощности). Все модели имели 10- |
|
|
вольтовую шкалу, в них широко использовались интегральные |
|
|
микросхемы средней степени интеграции, что обеспечило |
|
|
сравнительно небольшую стоимость аппаратуры и ее высокую |
|
|
надежность. |
АВК-31 предназначена для машинного моделирования динамических объектов и систем, а также для решения задач, описываемых линейными и нелинейными дифференциальными уравнениями до 6-го порядка. Применяется как в автономном режиме работы, так и в составе соответствующих аналогоцифровых вычислительных систем с использованием дополнительных устройств сопряжения, это АВМ малой мощности. Она позволяет осуществлять параллельно: до 6 операций интегрирования суммы; до 6 операций суммирования и инвертирования; задание до 34 коэффициентов вручную; до 2 операций перемножения двух переменных, или возведения в квадрат, или деления, или извлечения квадратного корня; до 2 операций воспроизведения нелинейных функций от одной переменной. Для выполнения логических и вспомогательных операций в АВМ имеется 45 логических и специальных элементов,
АВК-31 среди которых 16 логических (2 триггера, 2 элемента НЕ, 4 элемента И-НЕ, 4 реле, 2 компаратора, 2 элемента индикации).
Погрешности выполнения основных линейных операций составляют от 0,03 до 0,1 %, нелинейных — до 0,5 %.
Разработка опытного образца
глубинно-плунжерного насоса (ГПН) по заказу ВНИИИнефть выполнена в Пензенском НИИУВМ в 1961-1962 годах.
Руководитель разработки – Н.С. Николаев. Главный конструктор – Э.С.
Козлов.
Электрическая сеточная модель ГПН
Универсальная сеточная модель УСМ-
1 (1960 год)
1.Блок сетки.
2.Стойка граничных условий 1-го рода.
3.Стойка функциональных преобразователей.
4.Стойка граничных условий 2-го рода
5.Блок начальных условий.
6.Блок электрической лупы.
7.Индикатор нестационарного режима.
8.Автоматическое измерительное устройство.
9.Ручное измерительное устройство
10.Шкаф питания.
Назначение: исследование физических процессов, описываемых дифференциальными уравнениями в частных производных эллиптического и параболитического типов. На УСМ-1 можно было решать задачи с однородными полями, уравнения 4-го порядка и пр. Разработка УСМ-1 выполнена в 1957-1960 гг. Руководитель разработки — Н.С. Николаев, Заводом САМ выпущено 20 серийных образцов УСМ-1.
Советские ЭВМ 1-го поколения
•Школа С.А. Лебедева (1902 – 1974) и его ЭВМ МЭСМ, БЭСМ-1 и БЭСМ-2. Школа И.С. Брука (1902 – 1974) и его ЭВМ М-1. Школа Б.И. Рамеева (1918-1994) и его ЭВМ «Урал-1 - 4» (Пенза) и ЭВМ «Стрела» Базилевского-Рамеева
Н.П. Брусенцов и его опытный и серийный образец ЭВМ «Сетунь»
•В 1959 г. под руководством Н. П. Брусенцова в Вычислительном центре Московского государственного университета была разработана малая цифровая вычислительная машина "Сетунь", предназначенная для решения научно-технических и экономических задач средней сложности. В 1962-1964 гг. ЭВМ выпускалась серийно. Отличительной
особенностью ЭВМ "Сетунь" являлась троичная симметричная система представления
чисел (цифрами 1,0,-1) с фиксированной (после второго разряда) или плавающей (программированной) запятой, с операциями нормализации чисел и сдвига. Это был единственный в мире компьютер, работавший в троичной системе счисления.
•Считается, что запоминающий элемент с тремя состояниями более оптимален для представления данных, однако правила работы в двоичной системе счисления намного проще, чем в троичной системе. Разрядность представления чисел в ЗУ составляла 18 троичных разрядов (“длинное слово”) или 9 разрядов (“короткое слово”); разрядность команд составляла 9 разрядов, структура команд была одноадресной, с признаком модификации адресной части; количество операций – 24.
Советские ЭВМ 2-го поколения
•До 1973 г. ЭВМ БЭСМ-6 входила в число наиболее производительных однопроцессорных систем в мире. Урал-11» — «Урал-14» — «Урал-16» были аппаратно и программно совместимы между собой ЭВМ М-222. Машины «Минск-2», «Минск-22», «Минск-22 М», «Минск-23», «Минск-32» В.В.
Пржиялковского представляли собой наиболее развитые системы этого семейства
1959 год С.А. Лебедев создал такие машины как: М-20, м-40, м-220, бэсм-4.
ЭВМ М-20
В СССР создана ЭВМ М-20 со средним быстродействием 20 тыс. операций в секунду – самая мощная ЭВМ 50-х годов в Европе Разработана в Институте точной механики и вычислительной техники и СКБ-245 под руководством С. А. Лебедева. Заместители главного конструктора — М. К. Сулим и М. Р. Шура-Бура,
Разработка была начата в 1955 году и завершена в 1958 году. ЭВМ выпускалась с 1959 по 1964 год на Заводе вычислительных машин и Московском заводе САМ, всего в Казани было выпущено 63 комплекта.
М-220 конструктивно выполнялись в виде комплекса шкафов (стоек) с однорядным размещением ячеек. Охлаждение — воздушное (вентиляторы). Оперативное ЗУ на ферритовых сердечниках со временем обращения 6 микросекунд имело емкость от 4 тысяч до 16 тысяч 47-разрядных слов. Внешнее ЗУ (ВЗУ) на магнитной ленте состояло из 4 лентопротяжных механизмов и одной стойки управления, имело общую емкость 4 миллиона слов. Скорость чтения или записи информации — 5 тысяч слов в 1 секунду. ВЗУ на МБ имел емкость 24 тысяч слов с возможностью увеличения до 65 . Максимальное время обращения к МБ не превышало 60 миллисекунд, а скорость обмена составляло 17 тысяч слов в секунду. Устройство управления выводом обеспечивало вывод информации на алфавитноцифровое печатающее устройство типа АЦПУ-128 или на перфоратор результатов. С помощью АЦПУ можно было выводить таблицы и графики. Устройство ввода с перфокарт Пульт управления ЭВМ — отдельно стоящее устройство в виде стола.
ЭВМ М-220 размещалась на площади 100 кв. м и более в зависимости от комплектации внешним оборудованием. Потребляемая мощность от сети 380/220 В не превышала 20 кВА. Среднее время между отказами — 500 ч.