11 октября 2017

ЭВМ ЕС-1033, Доклад на SORUCOM-2017

Доклад на международной конференции SORUCOM -2017, Зеленоград

ЭВМ ЕС-1033,  создание, особенности структуры и элементной базы

Ярмухаметов Азат Усманович
Казань, Россия
azaty1@gmail.com
Ключевые слова: ЕС-1033, магистральная структура, КЗЭВМ

 Электронная вычислительная машина средней производительности семейства "Ряд 1" ЕС-1033 разработана Специальным конструкторским бюро Казанского завода ЭВМ (СКБ КЗЭВМ) и серийно выпускалась заводом с 1976 по 1983 год. Это была наиболее массовая ЭВМ средней производительности. Было выпущено  2300 товарных комплектов, не считая технологических машин для нужд производства. Производительность ЕС-1033 220 тыс. операций в сек. на научно-технических задачах с плавающей запятой двойной длины и 150 тыс. операций на планово-экономических задачах десятичной арифметики. На регистровых операциях формата RR порядка 1 миллиона оп/сек. Машина программно-совместима со всеми ЭВМ Ряд 1, полностью соответствует принципам работы IBM/360, но аппаратурно совершенно оригинальна, в отличие от ЕС-1030. Технические решения, воплощённые в ЕС-1033 защищены 17 авторскими свидетельствами СССР и более 90 патентами и выкладками зарубежных стран, в том числе США, Великобритании, Японии, ФРГ. 



Предпосылки для создания ЕС-1033.

С 1969 года Казанский завод ЭВМ (КЗЭВМ) выпускал машину М-222 также разработки СКБ завода. Машина пользовалась устойчивым спросом, особенно "полюбилась" Заказчикам из Министерства обороны ввиду высокой надёжности и неприхотливости. В частности,  ею были оснащены научно-измерительные пункты ЦУКОС (в/ч 32103) от Евпатории до Камчатки. 
Однако время транзисторных ЭВМ подходило к концу, настала пора машин третьего поколения на интегральных схемах. К тому же "зверинец" из программно-несовместимых, аппаратурно разнообразных машин существенно тормозил широкое внедрение информатики в Народное хозяйство СССР. Правительством совместно с Академией наук было принято решение о создании Единой Системы ЭВМ. В качестве прототипа семейства была выбрана System/360 американской фирмы IBM, как наиболее прогрессивная на тот момент. Кстати, и многие зарубежные фирмы, такие как Сименс, Амдал,  Фуджитсу и Хитачи  копировали принципы работы системы (де-факто — мировой стандарт архитектуры). Разработка моделей ЕС-1020, ЕС-1030 и ЕС-1050 первой очереди ЕС ЭВМ была поручена соответственно Минскому филиалу НИЦЭВТ, Ереванскому НИИММ (гл. конструктор М. А. Семерджян) и НИЦЭВТ.  СКБ КЗЭВМ не получило место  в Программе разработки моделей Ряда 1 ЕС ЭВМ. Изготовление ЕС-1030 было поручено Казани. 

В 1969 году завод приступил к подготовке производства для серийного выпуска ЕС-1030. Государственные испытания разработанной машины были проведены в апреле 1972 года. Испытания проводились только на контрольных тестах без операционной системы. Выявилось множество ошибок и недоработок в документации, выявленных Госкомиссией. К началу 1973 года многие из них были устранены. Изготовление первых серийных образцов показало, что машина капризна в наладке, надёжность не соответствует ТЗ, производительность в 1,5 раза ниже заданной, трудоёмкость составляет 120 000 нормо-часов и при плановой цене принципиально не может обеспечить рентабельность производства. Расчёты показали, что для достижения экономических показателей,  трудоёмкость производства машины не должна превышать 40 000 н/ч. Вплоть до 1976 года, когда ЕС-1030 была снята с производства, завод титаническими усилиями пытался снизить трудоёмкость, но так и не достиг нужных показателей рентабельности. Разработанная модель Ереванским НИИММ, который был "за горами", была не пригодна для серийного производства. Завод в процессе её производства испытывал значительные экономические трудности, работал в убыток. Помогло возобновление выпуска ЭВМ М-222 по требованию Заказчика   в количестве около 100 машин. Экономические трудности усугублялись конкуренцией за пользователя. В это время в ПНР была разработана ЭВМ ЕС-1032 также средней производительности, технико-экономические показатели которой существенно превосходили ЕС-1030, а  в Минске разрабатывалась малая модель ЕС-1022, характеристики которой были близки к ЕС-1030. Покупатели стали отказываться от приобретения ЕС-1030.

Группа сотрудников СКБ КЗЭВМ, в которую входили основные разработчики ЭВМ М-222, ещё в 1971 году прогнозировали подобную ситуацию и искали выход. В это время на Западе многими приборными фирмами стали разрабатываться и массово внедряться вычислительные машины класса "МиниЭВМ". В СССР внимания на это направление развития информатики не обращали. В СКБ была организована комплексная  группа системотехников и программистов для изучения зарубежных миниЭВМ. Были изучены,  полученные разными путями "хэндбуки" (руководства пользователя), около двух десятков моделей зарубежных миниЭВМ. Проведённый сравнительный анализ  их архитектуры методом "ядер программ" позволил выбрать наиболее эффективную архитектуру миниЭВМ - NOVA  фирмы Data General, кстати сказать, позже принятую как базовую для армии США. Был подготовлен отчёт в 7 томах, представленный на совещании в ВПК. Как выяснилось, кроме Министерства радиопромышленности (МРП), информацией о миниЭВМ никто не владел. МРП в лице СКБ КЗЭВМ постановлением ВПК было поручено разработать отечественную миниЭВМ, выделены валютные средства для закупки прототипа и его ПО.  В СКБ было создано соответствующее подразделение, которое приступило к проектированию в 1972 году. У завода был опыт выпуска малых машин – «Сетунь» разработки МГУ и «Наири», разработки того же ЕрНИИММ (с аналогичным результатом как и ЕС-1030). СКБ провело модернизацию "Наири" и завод стал выпускать "Наири-К" (Казанская).

Директор  КЗЭВМ Виктор Николаевич Иванов, понимая нерадостную (катастрофическую) экономическую перспективу завода в 10 пятилетке и учитывая прогнозы аналитической группы СКБ, принял волевое решение - прекратить разработку миниЭВМ и поручить коллективу СКБ подготовить предложения по коренной модернизации ЕС-1030. Группа специалистов в составе Гусева В.Ф., Иванова Г.Н., Кренгеля Г.И., Фадеева В.В., Шагивалеева М.З.  Ярмухаметова А.У. сформулировала требования к новой модели и предложила пути реализации. Основные требования рассматривались как совокупность трёх интегральных показателей качества: доступность, надёжность, стоимость ЭВМ. В результате были сформулированы конкретные требования к перспективной модели ЕС ЭВМ среднего класса:
- производительность на научно-технических задачах в пределах 180-220 тыс. оп./сек, планово-экономических -120-150 тыс. оп/сек.;
-показатель надёжности должен обеспечиваться наработкой на отказ не менее 200 часов, времени восстановления - не более 30 мин., коэффициентом технического использования не менее 0,95;
- аппаратно-программные средства контроля и диагностики неисправностей должны обеспечивать высокую достоверность вычислений, высокую точность локализации и малое время восстановления, что требует обратить пристальное внимание на эту проблему при разработке основного оборудования;
- объём и номенклатура основного электронного оборудования должны быть минимальными в сравнении с мировыми образцами данного класса ЭВМ;
- планируемые экономические  показатели должны ориентироваться на освоенной заводом технологии с минимальной перестройкой производства, плавный и безболезненный переход на выпуск новой модели;
- должна быть обеспечена максимальная достоверность контроля качества блоков, узлов и ЭВМ в целом на всех этапах производства, что потребует разработку и оснащение цехов технологическими стендами,  КИП и выполнение тщательного входного контроля комплектующих;
-ЭВМ должна обладать патентной чистотой и конкурентоспособностью на внешнем  рынке.
Проведённые исследования позволили сделать следующие выводы:
- традиционные структуры ЭВМ средней производительности (IBM\360  и IBM\370) не позволяют добиться резкого улучшения показателей качества ЭВМ (ЕС-1030 "цельнотянутая" копия IBM 360\50);
-требуется применение новых  принципов построения структуры процессоров и каналов ЭВМ;
-выпускаемая МЭП в настоящее время элементная база TTL  (россыпь, ИС малой интеграции) не удовлетворяет требованиям к перспективной машине по степени интеграции, логическим возможностям и номенклатуре;
- применение быстродействующих схем ESL экономически не оправдано для машин средней производительности и, кроме того, требует изменения конструктивов и техпроцессов на заводе, значительно увеличивает сроки освоения.

Разработка ЭВМ ЕС-1033. Элементная база.

Предложение использовать при разработке не применяемых ранее в мировой практике принципов построения структуры ЭВМ и TTL  интегральных микросхем повышенной интеграции, не выпускаемых в СССР, могло  показаться авантюрой. Однако у разработчиков в кустах был не только рояль, но и засадный полк.
Рояль - это проработанная, и в лабораторных условиях опробованная так называемая "многомагистральная структура 3М": Магистральность, Модульность, Микропрограммирование.
Засадный полк - это  бывший казанец член-корр. АН СССР  Валиев Камиль Ахметович, который в то время  был директором НИИ молекулярной электроники (НИИМЭ) в Зеленограде.  НИИМЭ и завод “Микрон” занимались разработкой цифровых кремниевых интегральных схем.

Фирма Texas Instruments Inc. выпускала TTL микросхемы средней степени интеграции (СИС) серии SN741X, кстати, широко используемые в польской ЭВМ ЕС-1032. В СССР аналогов этой серии не выпускалось. У разработчиков имелись образцы импортных СИС и документация по их применению (по нашему РТМ - руководящие технические материалы). Осталось совсем немного - убедить МЭП разработать отечественные аналоги этих СИС, вернее, заказать их разработку для комплектования казанской ЭВМ. Операция блестяще удалась. В августе 1973 года на совещании у зампредседателя военно-промышленной комиссии СМ СССР Л.Н. Горшкова было принято решение и выпущено указание о разработке и поставке МЭП комплекта микросхем для ЕС-1033. НИИМЭ приступил к разработке аналогов СИС SN74, руководителем разработки был назначен главный инженер Контарёв Владимир Яковлевич,  главным конструктором серии Щетинин Юрий Иванович.

Однако для реализации "в железе" машины с магистральной структурой 3М имющейся номенклатуры СИС SN74 было недостаточно. Необходимы были  специфичные схемы для реализации многомагистральных структур. Было решено ограничиться разработкой только одной, но  совершенно новой, не имеющий иностранных аналогов  СИС многофункциональной памяти с 3 магистральными полюсами 155ХЛ1 (описание будет ниже). Следует отметить, что эта микросхема составила значительную часть комплектации будущей машины ЕС-1033.

Разработка микросхем проводилась параллельно с разработкой схем машины. К моменту начала изготовления макетного образца ЭВМ первые экземпляры СИС стали поступать на КЗЭВМ. "Поставка" осуществлялась следующим образом:  Контарёв выгребал "из печки" готовые экземпляры, укладывал в портфель, а курьер на самолёте доставлял их в Казань. НИИМЭ успел в срок выполнить свою часть разработки машины. Вспоминается случай, знаковый не только для Казани, но и в первую очередь для Зеленограда. На банкете в "Русском лесе" по случаю приёмки Госкомиссией СИС 155ХЛ1 руководитель темы поднял тост в стихах: "Первый раз - не Техас!". Ведь до того только копировались схемы фирмы Texas Instruments.
Таким образом, ЭВМ ЕС-1033 явилась совместной разработкой МРП и МЭП. Без СИС НИИМЭ невозможно было реализовать в ЭВМ принципы, разработанной СКБ КЗЭВМ многомагистральной структуры. 

Решающую роль в организации тесного сотрудничества сыграл руководитель НИИМЭ К.А. Валиев, а самоотверженная работа коллектива под руководством главного инженера В.Я. Контарёва и руководителя темы Ю.И. Щетинина обеспечила выполнение совместной разработки в заданные сроки.  Не зря в авторских свидетельствах СССР, в качестве действительных авторов как  СИС многофункциональной памяти, так и блоков ЭВМ, где применены СИС разработки НИИМЭ и изготовленные на Микроне, присутствуют фамилии как казанцев:  Гусева, Шагивалеева, Ярмухаметова, так и зеленоградцев: Контарёва, Кремлёва, Щетинина. (фото)




Да и заявки на изобретение подавались совместно от имени двух предприятий - п\я А-3886 и п\я В-2892.  


 В блоке патентов,  полученных во многих странах, также в качестве авторов указаны как казанцы, так и зеленоградцы. (фото АС СССР) (фото патента США) (фото патента Франции).



 










В диссертации, представленной на защиту В.Я Контарёвым, в перечне публикаций фигурировали более 100 АС и патентов, полученных совместно КЗЭВМИ и НИИМЭ. На защите от МРП выступил А.У. Ярмухаметов, отмечая  большую роль диссертанта в развитии отечественной вычислительной техники. Сотрудничество продолжалось и в дальнейшем.


Разработка ЭВМ ЕС-1033. Разработка и подготовка производства.

 Приказом по заводу в составе СКБ был сформирован головной отдел (№10) разработки новой машины в составе четырёх лабораторий (КБ) и бюро технической документации. Начальник отдела В. Ф. Гусев, начальник КБ центрального процессора Иванов Г.Н., начальник КБ каналов ввода-вывода Фадеев В.В. , нач. КБ контроля и диагностики Боксанский М.И., нач. КБ электроники М.З. Шагивалеев.  Были решены организационные вопросы с НИЦЭВТом  (Генеральный конструктор ЭС ЭВМ В.В. Пржиялковский) и 8 ГУ МРП СССР (Н.В. Горшков) о включении разработки в программу модернизации  моделей Ряд 1. Машина получила шифр ЕС-1033. Главным конструктором ЕС-1033 был назначен В.Ф. Гусев, заместителями - по электронике М.З  Шагивалеев, по конструкции Ф.А Григорьев, по производству Г.И. Кренгель. В СКБ были организованы отделы по направлениям автопроектирования, тестового обеспечения, прикладных программ, операционных систем.

 От отдела наладки была прикомандирована группа инженеров для участия в разработке и в качестве будущих руководителей наладочных бригад. Определён представитель Заказчика. Разработан жёсткий сетевой график. К разработке подключилось не только СКБ, но и весь завод, который готовился к переходу на производство новой модели под личным контролем директора завода В.Н. Иванова и его заместителей. Конструктивы машины,  панели, ТЭЗы изготавливались в цехах основного производства. Проектировались и изготавливались стенды контроля и наладки. Первый опытный образец встал под наладку в апреле 1975 года. В конце 1975 года опытный образец прошел комплексную  наладку. Госиспытания по графику должны быть проведены в мае 1976 года. Машина сошла с испытаний по показателям надёжности. Были проведены доработки и повторные испытания в ноябре 1976 года, на которых машина была рекомендована к серийному производству. В это время завод уже приступил к серийному производству машины, не дожидаясь результатов повторных госиспытиний. В результате в конце 1976 года было выпущено 35 товарных машин ЕС-1033.

 Проведённая работа ещё раз показала эффективность тесного взаимодействия разработчика и производителя в рамках единой организации СКБ+завод, а не тогда, когда разработчик "за горами", и практически не заинтересован в результатах своей работы, и за них не отвечает. Производительность ЕС-1033 была в три раза выше, чем у ЕС-1030, а трудоёмкость в три раза меньше. Проблема экономики завода на пятилетку была решена полностью. В 1977 году было выпущено 205 товарных машин, не считая технологических. В 1978 году  230 машин, В 1979 году - 270 машин, укомплектованных оперативной памятью ЕС-3263  на динамических МОП, разработанной также СКБ завода (главный конструктор В.Н. Хорьков), В 1980 году 410 машин. Всего было выпущено 2300 ЕС-1033. Более подробно о  процессе разработки и освоения в производстве ЕС-1033 можно ознакомиться в книге [1].

 Работа "Создание универсальной электронной вычислительной машины ЕС-1033 и освоение её в серийном производстве" [3]. была подана на соискание Государственной премии СССР. В самом деле, проделана огромная работа, ЭВМ ЕС-1033 освоена в серийном производстве, разработана новая структура вычислительной техники с мировой новизной. Получено полтора десятка авторских свидетельств на изобретения. Оформлялись патенты в ведущих капстранах и странах СЭВ.  И это в то время, когда другие копировали устаревшие импортные машины! Но добиться признания работы на уровне Государственной премии СССР коллектив разработчиков не сподобился. На «последнем повороте» в номинации «ВТ» нас обошёл коллектив под руководством Л.Д. Райкова (НИЦЭВТ), получив Госпремию за работу «Программное обеспечение ЕС ЭВМ». Высокой академической комиссии видимо было невдомёк, что, как минимум, эту Госпремию надо было бы разделить с коллективом Фредерика П. Брукса Младшего,  известного как «отец ОС IBM System/360» из фирмы IBM.

Разработка ЭВМ ЕС-1033. Многомагистральная структура.

В ЕС-1033 количество ТЭЗ 443 по сравнению с 1200 ТЭЗ в ЕС-1030 , номенклатура ТЭЗ 104 против 227 , количество микросхем 8000 против 21 000. И это при том, что в ЕС-1033 появились дополнительные, по сравнению с прототипом IBM/360 блоки (конвертации систем счисления, сдвигатель, автономная система диагностики,  дублирование отдельных блоков в целях обеспечения достоверности вычислений). Это было обеспечено не только использованием СИС, но и применением магистральной структуры построения процессора и каналов. Процессор, каналы и система диагностики были размещены в одной стандартной стойке. Каждая из подсистем работала независимо под управлением своего отдельного блока микропрограммного управления. Рамки доклада не позволяют описать все оригинальные, выполненные на уровне мировой новизны,  решения построения блоков и узлов ЭВМ, детально ознакомиться с  ними можно в книге  [2].

 Однако необходимо рассмотреть основные идеей структуры 3М. Высокого быстродействия универсальной ЭВМ можно достичь использованием в ЭВМ специализированных процессоров, предназначенных для выполнения определённых операций и для работы с определёнными данными, например, с плавающей запятой, в десятичном представлении, массивы данных переменной длины и работа с матрицами и т.п. Такой подход неприемлем для машин среднего класса  из-за большого объёма неиспользуемого специализированного оборудования и его неэффективности из-за простоя. Более предпочтительно применить принцип "общих ресурсов", когда при выполнении любого алгоритма используется бОльшая часть оборудования, образующая конфигурацию, эффективную для этого типа обработки и настраиваемая микропрограммно. При выполнении других алгоритмов,  конфигурация задействованных блоков и связей между ними изменяется. Проблема настройки нужной конфигурации заключается в организации непосредственных связей между блоками. Очевидно, что наибольшим быстродействием будет обладать система, все блоки которой связаны друг с другом независимыми и управляемыми соединениями (каждый с каждым). Тогда по любой микрокоманде можно осуществлять пересылку данных из некоторого модуля в другой по кратчайшему соединению, и, следовательно, за кратчайшее время. При увеличении количества модулей, количество связей между ними возрастает лавинообразно. Во время выполнения микропрограммы некоторого алгоритма могут быть задействованы все имеющиеся связи, но во время выполнения одного шага (микрокоманды) задействуется ограниченное их число. Таким образом, оптимальной является такая система, которая способна обеспечить прямую связь всех модулей друг с другом, но в каждый конкретный момент времени образует лишь только необходимое ограниченное число связей. Система, отвечающая таким требованиям, реализуется  с помощью магистральной организации связей, принятой в ЕС-1033. 


Магистральная структура вычислительных средств  поясняется схемой на которой показаны три информационные магистрали М1,М2,М3  и ряд модулей 1...N, подключённых к ним своими входами-выходами (информационными полюсами). Магистрали следует рассматривать как устройства, имеющие определённую структуру и логику работы (память, схемы контроля), а не как шины, обеспечивающие гальваническую связь между схемами. В этом заключается принципиальное отличие между "общими шинами, Юнибас, Омнибас" миниЭВМ и магистралями ЕС-1033. Модули подключены к магистралям своими информационными полюсами, что позволяет, как считывать данные на магистрали, так и записывать их с магистралей. Процесс выполнения микрокоманды разбит на 2 полутакта - чтения и записи. Предположим, что для выполнения алгоритма нужно осуществить связь между модулем i и модулем N. В первом полутакте данные считываются с первого модуля i а во втором полутакте микрокоманды записываются во второй модуль  N. Во время выполнения такта элементы памяти магистрали сохраняют считанные данные, по окончании такта магистраль сбрасывается (очищается). При наличии трёх магистралей имеется  возможность установить три любых независимых тракта передачи данных  между модулями. В следующей микрокоманде настраиваются новые связи. На протяжении некоторого времени такая система способна реализовывать связь каждого модуля с каждым. Это выглядит так, будто в каждом очередном такте образуется новая конфигурация блоков. Более того, данные могут считываться на магистраль одновременно с нескольких модулей, при этом магистраль выполняет функцию "логическое И". Свойство магистрали выполнять логическую обработку передаваемой информации используется для дробных передач. Для этого из одного модуля информация считывается, а из другого на магистраль подаётся маска, "вырезающая" часть информации. Таким образом, и дробные, и полные передачи осуществляются единообразно, не требуя специальных связей и управления. Маска может быть задана микрокомандой или быть результатом вычислений, сохраняемых на специальных регистрах масок (АС 648984). Рассмотрим простейшую операцию сложения. Первый операнд считывается на М1, второй - на М2. Модуль К (комбинационная схема сумматора) подаёт результат сложения на М3, который записывается на другой модуль, или на место первого операнда. Это обеспечивается тем, что модули способны, как считывать данные через информационный полюс, так и записывать. Если при чтении операндов на магистрали М1 и М2 были поданы различные маски, вырезающие противоположные части операндов, то на выходе комбинационной  схемы получится сформированный результат подстановки. Используются также связи "со сдвигом", в которых разряды регистров блока подключены к "не своим" разрядам магистралей, например 1 разряд регистра подключён к 5 разряду магистрали. При записи в него данных с магистрали происходит сдвиг на 4. Таких связей может быть несколько, например на 1, 4, 8, 16. При этом на магистраль может быть наложена маска "вырезающая" лишние данные. 

Как видно из вышесказанного,  магистральной организацией аппаратуры в сочетании с микропрограммированием разработчикам предоставлена широкая возможность творчества. 

Почему же эта структура не применялась раньше? Дело в том, что существующие интегральные схемы не могут быть объединены в магистрали. Нужны  микросхемы, имеющие магистральные полюса чтения-записи, причём на несколько магистралей и независимые  входы для управления этим процессом. Для полноценного использования возможностей магистральной структуры необходимо создать семейство СИС и БИС, ориентированное на структуру 3М. Для построения ЕС-1033, учитывая современный на то время уровень микроэлектроники,  был разработан СИС Многофункциональный логический элемент, получивший своё воплощение в микросхеме К155ХЛ1 (АС СССР 486376 и АС 624295). Эта микросхема не имеет зарубежных аналогов (Первый раз-не Техас!). Она представляет собой два  D-триггера с тремя информационными входами-выходами (полюсами) и управляющими входами для записи и чтения данных для соответствующих полюсов. Полюса микросхемы имеют открыто-коллекторные вентили, что и обеспечивает их подключение к магистралям. 
Рассмотрим реализацию структуры 3М на примере центрального процессора (ЦП) ЕС-1033.  (см. рис.).



 ЦП имеет  три информационные магистрали и магистраль анализов. Центральным является блок магистрального коммутатора (БМК), обеспечивающий работу магистралей. Для хранения промежуточных результатов предназначен блок операционных регистров БРОП (АС 877613). Блок программных регистров БРП (АС 613402), в соответствии с принципами работы, содержит 16 регистров общего назначения и 4 регистра для операндов с плавающей запятой. Арифметически-логический блок БАЛ выполняет 45 операций обработки двоичных операндов и двоично-десятичное сложение и вычитание. Блок не имеет регистров. В целях обеспечения достоверности вычислений дублирован. Специализированный блок сдвига  БРСДВ (АС 585755 и АС 591078) обеспечивает сдвиг вправо и влево 128 разрядов одновременно, и осуществляет как логический, так и арифметический сдвиг, при умножении и делении выполняет нормализацию, выравнивание операндов и т.п.  Другой специализированный блок конвертирования БКНВ (АС 591073) аппаратно выполняет преобразование двоичной системы счисления в двоично-десятичную и обратно, что обеспечивает высокое быстродействие машины на экономических задачах (150 тыс. оп\сек). Блок односторонней памяти БОП содержит управляющие микропрограммы, блок формирования адреса микрокоманд БФА (АС 613401) осуществляет выборку очередной микрокоманды в зависимости от анализа состояния схем и особенности данных и результатов обработки  (АС 591075, АС 615538, АС 648984).Результаты анализа собираются на четырёхразрядной магистрали анализов МАН. Блок диагностики БД обеспечивает анализ, исправление сбоев путём семикратного повторения операции и локализацию неисправности, а также взаимодействие с операционной системой. БД имеет собственный блок микропрограмм (АС 613651)  и имеет возможность управлять БОП процессора для прогона диагностических микропрограммных тестов. Назначение остальных блоков и их связей понятны из рисунка. Более детальное знакомство с устройством процессора и каналов можно получить в книге [2].

Продолжение банкета

В 1977 году, когда серийное производство ЕС 1033 уже уверенно набирало обороты, в СКБ был создан отдел НИР №17. Начальник отдела Шагивалеев Мансур Закирович. Начальник первой лаборатории структур ЭВМ Ярмухаметов А.У. Начальник второй лаборатории микроэлектроники Хорьков В.Н.  Перед отделом была поставлена задача разработать аванпроект машины РЯД 2 с магистральной структурой. Как было сказано выше, ни в СССР, ни в других странах не выпускались ИМС, предназначенные для работы в структурах 3М. Отдел приступил к проектированию комплекта БИС для реализации новой ЭВМ. Были разработаны принципиальные схемы ЕС МП TTL - единой системы микропроцессоров с транзисторно-транзисторной логикой (в самом деле И2Л - интегральная инжекционная логика). Разработана схема процессора и каналов с применением указанного комплекта. Машина разрабатывалась под девизом ЕС-1047 РЯД 2 . Предлагалось серия из трёх ЭВМ : 
- ЕС-1047.01 процессор с быстродействием 500 тыс. оп./сек, каналы и ОП 1 Мбайт на ИС памяти;
-ЕС-1047.02 в двух рамах с производительностью 1 млн. оп./сек и ОП 2 Мбайт;
-ЕС-1047.03 в трёх рамах (одна стойка) с производительностью 2 млн. оп./сек и ОП 4 Мбайт.
Планировалось завершить разработку в 1980 году, обеспечив выход на серию к 1981 году.
В 1978 году о результатах предварительной проработки было доложено начальнику СКБ Рахманкулову И.Ш. и директору завода Иванову В.Н. Гусев В.Ф вышел с предложением на Генерального конструктора ЕС ЭВМ Пржиялковского В.В., у которого получил согласие на включение работы в Генеральный план разработки Ряда 2. Шагивалеев М.З. начал переговоры в Зеленограде  с НИИМЭ о разработке комплекта БИС. Одновременно прорабатывалась технологическая структура массового производства ЕС-1047 в объёмах 500 комплектов. Таким образам намечалась стратегия перехода к следующему, более высокому уровню развития КЗЭВМ.
Как раз в это время Ереванский НИИММ разрабатывал (копировал) ЭВМ ЕС-1045 РЯД 2 (IBM/370) со сроками окончания 1978 год (фактически 1979 г). Изготовителем ЭВМ был определён опять КЗЭВМ. Элементной базой машины являлись ИС серии 500 ЭСЛ, что автоматически подразумевало кардинальную перестройку технологического процесса на заводе. Учитывая традиционную проблему сырой документации, ошибок разработчика, отсутствие помощи "из-за гор", завод ожидал новый экономический провал. К сожалению, разработка СКБ собственной модели ЭВМ не успевала упредить надвигающийся  коллапс, но представляла для Еревана сильную конкуренцию. Кстати, по факту с 1979 по 1981 было выпущено всего 51 машина ЕС-1045. Экономика завода держалась на выпуске серии ЕС-1033.

 Первый тревожный (местный) звонок прозвенел в связи с равнодушным отношением директора Иванова В.Н. к разработкам СКБ по  ЕС-1047.  В процессе разработки и освоения ЕС-1033 Иванов В.Н. был "паровозом", толкающим все службы завода и пристально надзирающим за разработчиками. Помню неоднократные случаи посещения им отдела часов так в 8 вечера. Просто Директор готовился к переезду в Москву на должность Начальника ГУ в МРП. Второй тревожный (внешний) звонок прозвенел, когда Пржиялковский В.В, предложил оформить разработку серии новых машин как модернизацию ЕС-1033 и исключить ЕС-1047 из  генерального плана разработки Ряда 2. Чувствовалось, что на Генерального конструктора осуществляется сильное политическое давление сверху. 
К сожалению, развёртывание работ по ЕС-1047  на КЗЭВМ были довольно хорошо известны, в том числе и директору ЕрНИИММ  М. Семерджяну. Зная отношение Казани к "творчеству" института и явную конкуренцию ЕС-1047 разрабатываемой ЕС-1045, в Ереване забили тревогу. Злые языки говорили, что обстановку доложили Саркисяну Фадею Тачатовичу, до 1977 года бывшему директором ЕрНИИММ, а с 1977 года уже в ранге Председателя Совета Министров Армянской ССР. Тот в свою очередь, принял меры.
Без поддержки сверху, без источника финансирования и практической невозможности размещения заказа на БИС в МЭП, дальнейшие работы по ЕС-1047 были свёрнуты. Но задел не пропал. Впоследствии отдел №17 СКБ (уже НИИ ВС) стал головным при разработке ЭВМ ЕС-1007 Ряд 3. 

Список литературы
1.Казанский завод ЭВМ (КЭММ, КЭЭВМ,КПО ВС).-Казань: Совет ветеранов КПО ВС, 2004.-209 с,
2. Электронная вычислительная машина ЕС-1033/Под ред. Камарницкого, Сорокина.- М.: Машиностроение, 1982, 383 с.
3. Создание универсальной электронной вычислительной машины ЕС-1033 и освоение её в серийном производстве. Аннотация. Казанский компьютерный музей. http://kazan-computer-museum.blogspot.ru/2013/12/1033.html

27 мая 2014

Эволюция дизайна компьютерной мыши

Эволюция компьютерной мыши

Эволюция компьютерной мыши

9 декабря 1968 года американец Дуглас Энгельбарт продемонстрировал на конференции в Сан-Франциско изобретенную четырьмя годами ранее компьютерную мышь. В честь 45-го дня рождения одного из ключевых девайсов для ПК Novate.ru подготовил обзор знаковых моделей в эволюции компьютерной мыши.


С прицелом на удобство

Американский изобретатель Дугласу Энгельбарту (Douglas Engelbart) не был первым, кто предложил дополнить компьютер компактным девайсом для упрощения работы. Но именно он создал мышь оптимальной формы и определил направление ее дальнейшей эволюции. В 1964 году Энгельбарт совместно с Биллом Инглишем (Bill English) собрал пробный образец механического манипулятора, представлявшего собой деревянную коробку с двумя металлическими колесиками и единственной кнопкой.

'Индикатор X-Y положения для системы отображения' 1964 года - простейшая модель компьютерной мыши от Douglas Engelbart

'Индикатор X-Y положения для системы отображения' 1964 года - простейшая модель компьютерной мыши от Douglas Engelbart


Но уже 9 декабря 1968 году Энгельбарт выступил с докладом на конференции Fall Joint Computer и продемонстрировал более изящную модель компьютерной мыши, снабженную тремя кнопками. В 1970 году ученый запатентовал изобретение, назвав его "Индикатор X-Y положения для системы отображения". Тогда же впервые прозвучало слово "мышь". Это сравнение использовал сам Энгельбарт: "Оно названо мышью из-за провода-"хвоста"".

Компьютерная мышь 1968 года от Douglas Engelbart

Компьютерная мышь 1968 года от Douglas Engelbart


Самая первая

На самом деле, первое устройство функционально близкое современной компьютерной мыши - трекбол Rollkugel от немецкой компании Telefunken. Разработанный в 1968 году, он так и не был запатентован. "Мышью" Rollkugel никто не называл, хотя он работал по тому же принципу - служил для выполнения простых графических операций на компьютере. Однако тогда изобретение не стало массовым и использовалось исключительно в научно-исследовательских лабораториях.

Трекбол Rollkugel от Telefunken 1968 года - первая в мире компьютерная мышь

Трекбол Rollkugel от Telefunken 1968 года - первая в мире компьютерная мышь


Первая "шариковая"

В 1972 году вдохновленный достижениями коллеги, Билл Инглишем совместно с Джеком Хоули (Jack Hawley) и разработал для Xerox PARC инновационную модель мыши с шаровым приводом. Вскоре новомодное устройство появилось в продаже по цене $ 415.

Компьютерная мышь 1972 года от Mouse House

Компьютерная мышь 1972 года от Mouse House


Первая оптическая

Существенным недостатком шарового привода была быстрая загрязняемость, приводящая к заеданию подвижных элементов и ухудшению качестве работы мыши. Выход нашел основатель компании Mouse Systems (позднее вошедшей в состав корпорации тайваньской KYE Systems, производящей мыши под маркой GeniusСтив Кирш (Steve Kirsch). В 1982 году он выпустил первую в мире оптическую мышь, работающую при наличии специального коврика с особой штриховкой.

Первая в мире оптическая компьютерная мышь от Mouse Systems, 1982 год

Первая в мире оптическая компьютерная мышь от Mouse Systems, 1982 год


Первая доступная по цене

Относительно доступной была куполообразная компьютерная мышь от швейцарской компании Logitech, в 1982 году стоившая $ 299.

Первая компьютерная мышь от Logitech, 1982 год

Первая компьютерная мышь от Logitech, 1982 год


Две кнопки от Microsoft

Сократить количество кнопок мыши до двух пришло в голову "майкрософтовцам", отправившимся покорять компьютерный рынок в 1983 году.

Первая компьютерная мышь с двумя кнопками - от Microsoft, 1983 год

Первая компьютерная мышь с двумя кнопками - от Microsoft, 1983 год


Монокнопка от Apple

Чтобы упростить работу с мышью и добиться более демократичной стоимости последней, Стив Джобс (Steve Jobs) решил ограничить количество кнопок по одной.

Однокнопочная компьютерная мышь от Apple

Однокнопочная компьютерная мышь от Apple


Первая эргономичная

Переход к привычной каплеобразной форме произошел в 1993 году - опять же, по инициативе Джобса.

Desktop Bus Mouse II - эргономичная компьютерная мышь от Apple, 1993 год

Desktop Bus Mouse II - эргономичная компьютерная мышь от Apple, 1993 год


Появление колесика

Модели компьютерной мыши с колесиком впервые появились в ассортименте Mouse Systems в 1995 году.

Pro-agio/Easyscroll mouse - первая в мире мышь с колесиком от Genius, 1995 год

Pro-agio/Easyscroll mouse - первая в мире мышь с колесиком от Genius, 1995 год


Нашествие "бесхвостых"

Первые "бесхвостые" мыши с инфракрасным датчиком, передающий сигнал компьютеру через преемник, были выпущены Logitech в 1984 году.

Первая беспроводная компьютерная мышь от Logitech, 1984 год

Первая беспроводная компьютерная мышь от Logitech, 1984 год


В 1991 Logitech заменяет инфракрасную связь более надежной радиосвязью.

Cordless MouseMan от Logitech - первая беспроводная мышь, работающая с помощью радиосвязи, 1991 год

Cordless MouseMan от Logitech - первая беспроводная мышь, работающая с помощью радиосвязи, 1991 год


На этом, как известно, эволюция компьютерной дизайна мыши не закончилась. Современные креативщики предлагают пользователям множество самых необычных модификаций этого девайса.

По материалам Novate.ru