Электронная вычислительная машина "МИФИ"

ИСТОРИЯ КАФЕДРЫ

Хронология событий
Фрагменты книги "Страницы истории"
Электронная вычислительная машина "МИФИ"
Многопультовая электронная клавишная вычислительная машина "ГЕВЛАР"
Гимн МИФИ

ЭЛЕКТРОННАЯ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ
МАШИНА
"МИФИ"

Шли первые годы существования кафедры. Для постановки лабораторных практикумов по программированию на ЭВМ (тогда использовалось название "ЦВМ") и выполнения научных исследований была необходима соответствующая техника. Возможности получения серийной совершенной вычислительной машины у молодого коллектива кафедры не было. Тогда и зародилась идея создания собственной машины, благо кое-какой опыт разработки, приобретенный при выполнении хоздоговорных научных работ, на кафедре уже был. Автором этой идеи в 1957 г. был к.т.н. Я.А. Хетагуров.

Так появилась комплексная госбюджетная тема "Машина". Выбор пал на ламповую систему элементов, навесной монтаж без применения печатных плат, дорогих и малодоступных в то время. Задача стояла - создать ЭВМ, реализующую самые современные архитектурные новинки того времени: переменную адресность, индексные регистры, асинхронный плавающий машинный цикл с 36 разрядным машинным словом. Хотя и была открыта тема "Машина", по которой было организовано финансирование, на материалы и детали для ЭВМ средств не хватало и с благословения Хетагурова единственной тогда на кафедре научно-исследовательской лаборатории НИС-1 пришлось помогать и средствами и комплектующими.

ЭВМ "МИФИ" разрабатывалась исключительно силами сотрудников кафедры. Научное руководство осуществлялось к.т.н. Я.А Хетагуровым. В 1958 г. для координации всех работ заместителем научного руководителя был назначен И.О. Атовмян.

Научный
руководитель
разработки
ЭВМ "МИФИ"
Я.А. Хетагуров
(фото 1999 г.)

Основными разработчиками устройств машины являлись:

И.О. Атовмян - разработка устройства управления; общее руководство по изготовлению, наладке и пуску ЭВМ. Под его руководством и при личном участии разработаны и реализованы "Система питания", "Система охлаждения и вентиляции", "Пульт управления", а также общая конструкция и компоновка ЭВМ "МИФИ".

Г.Н. Соловьев - выбор арифметических основ ЭВМ, разработка арифметического устройства.

В.И. Зуев - разработка запоминающих устройств ЗУ на магнитном барабане и ферритовом кубе.

Ю.А. Чернышев - разработка системы ввода-вывода информации.

Б.И. Кальнин - разработка системы элементов.

На первым этапе работы над машиной "МИФИ " для разработки, наладки и пуска отдельных устройств привлекались сотрудники и студенты-дипломники кафедры: Л.А. Батанов, Б.Н. Белов, В.В. Васильков, В.Ф. Герасимов, В.В. Золотарев, И.А. Камышев, Л.Ф. Козлов, В.Н. Корчагин, В.М. Любенцов, И.В. Мишуков, С.И. Молибоженко, Э.В. Мухин, В.В. Первов, В.Ф. Реутов, А.А. Рыбаков, А.М. Соболев, А.Н. Староверов, С.С. Якушина.

Среди последующих поколений наладчиков и эксплуатационщиков машины "МИФИ" были: Л.Б. Бельман, В. Герман, В.В. Еломанова, И.Р. Крамфус, Г.М. Кручинин, А.И. Кушнер, В. Мельник, О.А. Мишулина, Б.Н. Оныкий, В. Сайчиков, Л.Е. Славницкий, В. Саркисян, Ю.Г. Татур, Л.И. Трифонова, Г. Химин, В.И. Чучкин, О. Шеховцев.

Изготовление машины осуществлялось силами Экспериментальных Производственных Мастерских (ЭПМ) МИФИ (ныне - завод "Квант") и технического состава кафедры.

Технический персонал кафедры, обеспечивший создание и эксплуатацию ЭВМ "МИФИ": Б. Анисимов, В.И. Арсенов, Н. Барканов, Б.В. Богословский, Ю. Джгун, В.И. Ершов, В. Либацкий, А.С. Лукин, Г.В. Лункин, С.В. Лункин, Н. Павлова, А. Репников, Ю.Ю. Смыслов, Г. Стрельская, Г. Шведова.

Блок триггера машины МИФИ.

У машины -
зав. лабораториями кафедры
А.С. Лукин
и инженер В.И. Ершов

В машине "МИФИ" использовалась 16-ричная двоично-кодированная система представления чисел с плавающей десятичной точкой. Это представление значительно сокращало время выполнения операций выравнивания порядков и нормализации мантисс при выполнении арифметических операций.

Разрядная сетка числа состояла из 42-х разрядов: один разряд - знак порядка, три разряда - код порядка, один разряд -знак числа, остальные 37 разрядов - мантисса числа. Для представления (хранения) отрицательных порядков принят дополнительный код, а положительных порядков и мантисс независимо от знака - прямой. Последнее было сделано для упрощения операций умножения и деления.

Арифметическое устройство (АУ) машины по принципу выполнения операций являлось последовательно-параллельным. Прием исходных данных и выдача результата производились последовательно, выполнение самой операции - параллельно. Этот выбор определился тем, что первым вариантом оперативной памяти являлся магнитный барабан. АУ включало три регистра и сумматор.

Система команд содержала 66 команд. Использовалось два типа адресации: трехадресная адресация с возможностью модификации и одноадресная. Одноадресная система позволяла работать в режиме с накапливающим сумматором а АУ, а также выполнять команды в групповом режиме (повторять команды определенное количество раз).

Разрядная сетка команды также содержала 42 разряда. Среди них: 3 разряда признаков (для автоматического изменения адреса с помощью модификатора), 6 разрядов кода операции, по 11 разрядов на адрес в трехадресной команде или по 13 разрядов для адреса в одноадресной команде. В последнем случае в одном слове размещались 2 одноадресных команды.

Арифметические и логические операции, выполнявшиеся в АУ (в одноадресных и в трехадресных командах):

сложение,

вычитание,

вычитание модулей,

умножение,

деление,

логическое сложение,

логическое умножение,

сравнение,

сложение по всей разрядной сетке,

вычитание по всей разрядной сетке,

присвоение знака числа по данному,

выделение целой части,

сложение порядков,

вычитание порядков,

логический сдвиг.

В наборе команд ЭВМ "МИФИ" были также 6 команд условных и безусловных переходов, команды ввода, вывода, записи в ОЗУ, останова, операции с модификатором адреса.

В ЭВМ "МИФИ" был принят полусинхронный принцип управления. Устройство управления - смешанное с плавающим циклом. Сочетание центрального и местного устройств управления операциями было связано с тем, что время выполнения ряда микроопераций (нормализации, выравнивания порядков и пр.) зависело от кодов исходных чисел. Те микрооперации, время которых не фиксировано, управлялись местным устройством управления. Это позволило сократить среднее время выполнения операций. Цикл центрального устройства менялся от 1 до 15 тактов в зависимости от операции и исходных чисел. Для выполнения однотипных вычислений с группой различных чисел в устройстве управления был предусмотрен режим автоматического изменения адресов, для чего использовался специальный 13-разрядный регистр модификации адреса (модификатор).

ЭВМ "МИФИ" не имела операционной системы в современном понимании. Управление машиной во время ее наладки, контроль правильности работы и отладка программы производились с помощью пульта управления. На панели пульта смонтирована мнемоническая схема машины и выведена индикация регистров АУ и различных узлов устройств управления. Была предусмотрена возможность работы в следующих режимах:

- режим одиночных импульсов;

- режим работы по циклам (сериям элементарных операций, связанных с отдельным устройством);

- режим работы по операциям;

- автоматический режим работы.
Была обеспечена возможность контрольного останова по адресу числа или команды. Стандартные подпрограммы хранились на отдельных перфолентах.

На первом этапе создания и работы машины в качестве ОЗУ использовался магнитный барабан. За счет использования 6 блоков головок считывания-записи было существенно уменьшено время обращения к барабану. При работе с магнитным барабаном ЭВМ "МИФИ" выполняла до 300 трехадресных команд в секунду.

В качестве носителя информации для ЭВМ "МИФИ" была использована 5-ти дорожечная перфолента, применявшаяся в телеграфных аппаратах "Телетайп". На перфоленте числа пробивались в двоично-десятичной системе. Для подготовки данных использовалось стандартное телеграфное оборудование:

- 2 устройства первичного ввода - телеграфные аппараты СТА, состоящие из аппарата СТА-35, оснащенного приставками автоматики типа СТАП, включающими перфоратор и трансмиттер;

- реперфоратор для дублирования перфолент;

- контрольник правильности пробивки перфолент.

Собственно устройства ввода-вывода информации машины включали в себя:

- два устройства быстродействующего ввода-вывода, выполненные в виде автономных механизмов, содержащих фото-электрическое считывание с перфоленты и машинку БП-20 для быстродействующей печати (скорость печати - 20 чисел/с). Механизм считывания и машинка БП-20 были разработаны в Институте точной механики и вычислительной техники (ИТМ и ВТ) АН СССР и изготовлены в ЭПМ МИФИ. Фотоэлектрический способ ввода происходил со скоростью 5040 слов/мин;

- пульт электромеханического ввода с установленным на нем аппаратом СТА. Скорость ввода - 28 слов/мин;

- стойку ввода-вывода, на которой смонтировано устройство управления вводом.

ЭВМ "МИФИ содержала 1160 электронных ламп октальной серии (6Н8С, 6П9,н5С и др.) и несколько тысяч германиевых диодов. Занимаемая площадь - 100 кв. м.

Стойки машины МИФИ.
Слева - зав. лабораториями
кафедры А.С. Лукин

Из сохранившихся отчетов известно, что к июлю 1960 г. было смонтировано и отлажено 4 стойки АУ (23 старших разрядов мантиссы). С сентября по декабрь 1960 г. выполнялась наладка основной части АУ мантисс. В марте 1961 г. была проведена автономная наладка АУ в целом (без блока управления).

С января 1959 г. по сентябрь 1960 г. выполнялось макетирование и проверка основных схем, изготовление аппаратуры для устройств ввода-вывода, с сентября 1960 г. по апрель 1961 г. - автономная наладка стоек и основного оборудования устройств ввода-вывода.

С апреля по октябрь 1961 г. была проведена комплексная отладка устройств машины.

   Фото 1961 г.
   Участники
   разработки и пуска
   ЭВМ "МИФИ":
   (слева направо)
   Л.Ф. Козлов, В.И. Зуев,
   В.В Первов, В.Н. Корчагин,
   И.О. Атовмян, И.А. Камышев,
   Б.Н. Белов, Г.Н. Соловьев.

В 1962 г. состоялась официальная сдача машины. На машине был организован счет. Первая запись в вахтенном журнале машины "МИФИ" датирована 3 октября 1962 г. С этого же года на машине стали проходить практику студенты.

ЭВМ "МИФИ", одна из первых в ВУЗах Москвы и страны, использовалась в течение ряда лет для научных целей и в учебном процессе кафедры.

На машине выросло несколько поколений кандидатов наук, инженеров-исследователей. Большое значение эта работа сыграла в повышении кафедрой своего инженерно-технического потенциала и инженерно-исследовательской культуры коллектива.

За пультом
машины МИФИ.
В.И. Зуев
и Г.Н. Соловьев.
Фото 1961 г.

Программисты - В.В. Первов, В.В. Васильков и студентка-дипломница А. Кушнаренко научили машину "МИФИ" исполнять музыку - более 20 классических и популярных мелодий. Некоторые из них: вальс из 9-й симфонии Д.Д. Шостаковича, адажио из 12-й симфонии Д.Д. Шостаковича, "Жаворонок" М.И. Глинки, полонез "Прощанье с родиной" М.К. Огиньского и др.

В 1963 г. руководство вычислительной лабораторией кафедры перешло к В.В. Первову. К машине было подключено ОЗУ на ферритах (МОЗУ машины М-20, емкость - 4096 48-разрядных ячеек, время обращения около 15 мкс), вследствие чего среднее быстродействие машины "МИФИ" стало около 4 тыс. команд в секунду. Электронное обрамление ферритового куба на лампах 6Н5С, было разработано на кафедре.

Машина "МИФИ", так же как и кафедра, находилась в одном из старых зданий МИФИ на ул. М. Пионерской, 12. В июле 1963 г. кафедра переехала в новое здание МИФИ на Каширском шоссе. В новых помещениях все было готово в приему машины, даже была создана и опробована система воздушного охлаждения. Но машина "МИФИ" оказалась не транспортабельной. Ее оставили в старом здании, некоторое время она еще проработала, а летом 1967 г. ее демонтировали.

Последняя запись в вахтенном журнале машины "МИФИ" датирована 5 мая 1967 г.

Более подробные технические характеристики машины "МИФИ"

приведены в разделе "История отечественной вычислительной техники" Российского виртуального компьютерного музея - УЦВМ "МИФИ".

| На главную страницу | На начало страницы |