Спасибо за комментарии к части1. С критическими замечаниями согласен, но исправить недостатки не смогу. С картинками, безусловно, веселее. Однако пользование чужих картинок ограничено запутанными авторскими правилами. Опасаюсь их нарушить. Поэтому картинки ищите сами, это несложно. Ответы на большинство вопросов в самом тексте, а на остальные успешно отвечают другие комментаторы. За найденные орфографические ошибки спасибо, я и сам немного grammar nazi, спишем на сбои клавиатуры и кривые пальцы.
Оставим на время клоны PDP-11. Эта статья про совершенно оригинальную разработку СССР.
Место и действующие лица те же. 1980е, Ленинград ,Петродворец, ЛГУ. Автор все тот же студент кафедры радиофизики.
В учебной лаборатории радиоэлектроники завалялась вычислительная машина Промiнь. Не работающая. Руководство попросило ее починить, чтобы в дальнейшем использовать в учебном процессе. В то время я горел желанием чинить все и я согласился. Было лето , каникулы. Учебная лаборатория была пуста и ничто не мешало работе.
Рассмотрим. Найдите фото “ЭВМ Промiнь и ее изобретатель “. Похожа на письменный стол. Боковые стенки немного сужаются к полу, дизайн. На стенках 4 ручки для переноски, весит килограмм 100 или больше. Облицована стальными панелями-дверцами, покрашена серой молотковой эмалью. Столешница – наборное поле программ, выступает строчка десятичных индикаторов нумитронов ИН-1. Есть ряды кнопок и лампочек. За машиной одинаково неудобно сидеть, упираются коленки, и стоять, приходится нагибаться. Обратите внимание на позу оператора на фото. Забегая вперед, поза ремонтника еще лучше, на коленках, на четвереньках или лежа на полу. Не то чтобы не думали об эргономике, просто еще не знали как можно и как нужно. Это машина из самого начала эры машин, машина-младенец. У нее еще не появилась самооценка, кто я, хорош ли я, соответствую ли ожиданиям окружающих. Я просто есть.
Включаем. Звенит противный звонок, обыкновенный колокольчик с молоточком 220 вольт, такие звонки в те времена обыкновенно были на дверях квартир. Больше не происходит ничего. Будем разбираться. Достаем документацию. Ее много. Описание принципов работы, схемы. Альбомы формата примерно А4, коричневая обложка, шрифт пишущей машинки, бумага желтая, малотиражное копирование. Схемы сложены гармошкой в размеры альбома. Выясняется, звонок – авария блока питания. Ищем блок питания. Он слева за дверцей. Видим стрелочный вольтметр, переключатель контроля напряжений, подстроечники под отвертку. Переключаем, смотрим, крутим. Напряжения выставлены, звонок больше не звенит. День прошел не зря, назавтра продолжаем. Изучим, как машина устроена и что может делать.
Архитектура оригинальная. Отдельно поле команд, там можно вводить команды и адреса операндов. Отдельно память данных. Есть ячейки для переменных, которые вводит оператор с кнопочного пульта. Память ферритовая, возможно, что введенные переменные сохраняются при выключении питания. Есть ячейки с полезными константами. Полезные часто употребимые константы это например 1, 2, Пи и еще какие-то. Строка цифровых индикаторов отображает текущее содержимое арифметического устройства. Команды и адреса ячеек это штырьки-фишки, металлические полоски в палец длиной, с отверстиями и пластмассовой головкой-ручкой. На металлической полоске есть место для 5 отверстий. Фишки вставляются вертикально в наборное поле, 100 позиций, 10 строк по 10 позиций. Считывание кода фишки электромагнитным полем . на каждую позицию 5 трансформаторов с разорванным магнитным потоком. Если в фишке есть отверстие, импульс магнитного поля через него пройдет, и на вторичной обмотке будет импульс. Если отверстия нет, импульса не будет. Каждый трансформатор считывает один бит кода фишки. 5 бит , значит 32 варианта. Ну,наверно, 10 команд, 10 констант и 10 чисел для расчетов. Сверху у фишки пластмассовая головка, на ней наименование команды. Также головки отличаются по цвету. Фишки хранятся в специальной коробочке-кассе.
Процедуры самопроверки по включению нет, готовых тестов нет. Начнем с простого. Сколько будет дважды два. Программа из 3 фишек. Умножить, константа 2 и еще раз константа 2. Включаем, что-то опять ничего не происходит. Изучаем дальше. Есть пошаговый режим для отладки, по нажатию кнопки такт проходит одна элементарная операция. Схемотехника машины импульсно-потенциальные ячейки, диод, импульсный трансформатор и усилитель на транзисторе П416 или аналогичном, германиевый высокочастотный. Если диод открыт потенциалом, импульс пройдет через трансформатор, усилится транзистором и выйдет из схемы снова импульсом. Если потенциала нет, импульс не пройдет. Есть ячейки триггеры, где импульс становится потенциалом. Ячейки-ТЭЗы размером в ладонь, небольшой интеграции, примерно на одном ТЭЗе один триггер. Пора лезть в машину с приборами. Для ремонта я располагал приборами, имеющимися в учебной лаборатории. Мультиметр – стрелочный ВК (Вольтметр Катодный видимо) и ламповый осциллограф с закрытым входом, без возможности видеть постоянную составляющую сигнала. Неудобно, но работать можно.
Разбираемся с расположением ТЭЗов, тычем щуп. Проблема в самом начале, не работает задающий генератор. В комплекте машины есть ЗИП, две коробки. Задающий генератор в ряду первый, логично. Меняем, импульсы есть, но дальше ничего не происходит. Выбраковываем ячейку, меняем. Теперь не работает триггер, выдающий потенциал, разрешающий работу. Меняем его.
И так далее. Дни бежали за днями. Сначала в лаборатории еще были один-два сотрудника, но они находились где-то в других помещениях. Потом и они ушли в отпуск и я остался один. За окнами учебного корпуса проходило лето, светило солнце, лили дожди, зеленела травка. А внутри ,за пыльными шторами, импульс продвигался все дальше и дальше по потрохам машины и вот уже что-то стало вырисовываться.
Выбирая задачу 2х2 я предполагал, что решение будет быстрым и простым. Как двоичный счетчик, есть единичка в разряде, добавим в этот же разряд еще единичку, произойдет перенос и вот результат – единичка в более старшем разряде. Я ошибался. Машина имела двоично-десятичное представление чисел. Причем не с весами 1248, как я ожидал, а 1125. Кроме того, машина воспринимала двойку не как целое, а как частный случай переменной с мантиссой и порядком. Алгоритм вычисления был подробно описан, по мере того как ТЭЗы менялись на исправные и алгоритм продвигался все дальше, на индикаторе возникали и множились самые разнообразные цифры. Постепенно они выстраивались в длинный ряд девяток и я уже не надеялся увидеть 4, был готов на 3,9999. Но чудесным образом все как то округляется, девятки схлопываются в нолики. На индикаторах светится результат. 400. Ура, до победы остался один шаг. К этому времени я уже выучил алгоритм и сразу понял, что неисправен блок инверсии порядка, в процессе вычисления знак порядка должен инвертироваться дважды, а он суммируется. Вместо нуля ноликов получилось два нолика. Меняем еще пару модулей . Все, победа. 2х2=4..
Видимо, какая-то тестовая программа в документации все таки была приведена. Прогон с применением разных команд и выдача результата на пишущую машинку. Машинка на отдельной тумбочке. ЭУМ-23. 23 это столько символов может печатать. Цифры, знаки, некоторые буквы. Тестовую программу я набрал и захотел ее оставить в твердой копии, на перфокарте. Внимание, перфокарта.
Для отлаженной, постоянно применяемой программы предлагается заменить набор фишек на металлическую алюминиевую перфокарту длиной в строку. Перфокарта пробивается прилагаемым ручным перфоратором. Точнее, ножным, усилие пробивки большое, нажима рукой недостаточно. Перфокарта задвигается в перфоратор, проверяется позиция совмещением со стрелкой. Нажимаются кнопки кода. Вроде кнопки наоборот, нужно нажать те, где отверстий не будет. Первые позиции позиционируются по стрелке с одной стороны, потом по другой стрелке, с другой стороны перфоратора. Так что процесс непростой, требующий внимательности, аккуратности и немалой физической силы. Перфокарта изначально разрисована разноцветными цифрами, отход перфорации кругленькие “копеечки” . Хороший сувенир.
Подведем итоги.
Примерно месяц работы. Истраченный ЗИП. Машина работает. Работу приняли, все довольны. Через несколько дней она снова сломалась и дальше ее уже не чинили, списали и выбросили. Видимо, руководство до ремонта плохо себе представляло технические характеристики машины и для чего ее можно было бы применить. Итого полезный результат ноль.
Анализ с позиции ремонтника. Любопытно, что все ТЭЗы из ЗИП оказались рабочими, а стоящие в машине – массово дохлыми. Что именно было неисправно, не смотрел, наверняка транзисторы. Почему сдохли – или был перекос напряжения, П416 нежные, превышение режимов их портит. Или выработка ресурса – перегрев, диффузия в кристалле, вибрация от вентиляторов итд. Очень надежной оказалась ферритовая память, я туда не лазил и даже не знаю как она выглядела. Работает и хорошо. Надежной также оказалась индикация на неоновых лампочках.
Взгляд в ретроспективе. Промiнь не был настоящей ЭВМ в современном понимании. Скорее, программируемый калькулятор. К 80-м Промiнь безнадежно устарел. Но для своего времени 60-70 был ничего. Производить однотипные расчеты по заранее набранной программе-формуле. Типичные инженерные расчеты. Всяко лучше логарифмической линейки или таблиц Брадиса. Поднимите руки, кто листал таблицы Брадиса? Кто может посчитать на логарифмической линейке? Объяснить, зачем на ней бегунок? Что там за возня на задних рядах? Не можете поднять руку? Артрит, ревматизм, склероз? Ладно, старички, мы поняли.
Закончим на позитиве. Что из этой машины выросло дальше?
Википедия говорит, что развитием Промiнь стала ЭВМ МИР. МИРы на Физическом факультете были, в учебном ВЦ для студентов, пара МИР-1 и даже МИР-2, я на них обсчитывал лабораторные работы. Метод наименьших квадратов и все такое. Эксплуатация была нормально организована, журнал записи на машинное время, специальный инженер на зарплате поддерживал технику в рабочем состоянии. Иногда он не успевал, но студенты справлялись. Пропала клавиша на пишущей машинке ввода — не беда. Этот символ перфорировался на соседней машине, перфоленту вставляли в считыватель и вместо потерянного символа нажимали клавишу ввод с перфоленты. Язык АЛМИР, если не ошибаюсь. Машины весьма оригинальные. Точность расчетов задавалась в шапке программы. МИР-2 знала табличные интегралы и дифуры и могла решать формулы в общем виде, не численно. Просто крутила-подставляла до максимального упрощения результата. Еще у МИР-2 был дисплей со световым пером, можно было выделить символ или часть текста программы и редактировать.
Но это были машины для машинных залов, нужно было “пойти посчитать”. А интуитивно хотелось компьютер персональный, непосредственно в лаборатории, на рабочем столе. Как индивидуальное рабочее место или как часть научной или технологической установки. Клоны PDP-11 были как раз такими.
