Как начинался компьютер
Компьютерная революция
Двоичный код
Разработки военных лет
Интегральные микросхемы
Микрокомпьютер
Персоны
Сеть
Язык компьютера
Развитие ПО
Гибкие системы
Средства разработки
Информатика
Вычислительная наука
Операционные системы
Искусственный интеллект
Предыстория
Поиск
Знания и рассуждения
Логика
Робототехника
 

 
АЦВМ М-1 Печать

И.С. Брук
Автоматическая цифровая вычислительная машина М-1 (АЦВМ М-1) была разработана и изготовлена в лаборатории электросистем Энергетического института Академии наук СССР под руководством члена-корреспондента АН СССР Исаака Семеновича Брука. К исследованиям теоретических и технических возможностей создания цифровой вычислительной машины Брук приступил еще в 1948 г . Некоторые положительные результаты этих исследований были защищены авторскими свидетельствами СССР на изобретения. В начале 1950-го он готовит проект постановления Президиума АН СССР с поручением разработать автоматическую цифровую вычислительную машину в лаборатории электросистем ЭНИН. Этот проект на заседании Президиума Академии наук был рассмотрен, и 22 апреля 1950 г . Президент АН СССР С. И. Вавилов его утвердил. Постановлением предусматривалось финансирование работы и выделение дополнительной численности лаборатории специально для разработки этой машины. Серьёзные трудности при проектировании М-1 и реализации проекта создавало почти полное отсутствие комплектующих изделий. И. С. Брук нашёл оригинальный выход, воспользовавшись имуществом со складов военных трофеев. С этих складов в лабораторию электросистем поступили некоторые наиболее дефицитные и необходимые для работы приборы и комплектующие элементы (осциллографы, генераторы импульсов, радиолампы, купроксные выпрямители и др.).

Н.Я. Матюхин
В апреле 1950 г. на работу к И. С. Бруку был направлен выпускник радиотехнического факультета МЭИ Николай Яковлевич Матюхин, зачисленный в лабораторию электросистем на должность младшего научного сотрудника. Н. Я. Матюхину пришлось вникать в совершенно новое направление в науке и технике — создание автоматических электронных цифровых вычислительных машин. В лице Николая Яковлевича И. С. Брук получил достойного ученика, который сумел достаточно быстро усвоить идею и основные принципы построения электронной цифровой вычислительной машины и в дальнейшем возглавил её разработку. С этого началась практическая работа по созданию одной из первых в нашей стране вычислительной машины М-1. Занимаясь созданием М-1, приходилось разбираться в самых разных вопросах — от регулятора напряжения для мощных мотор-генераторов постоянного тока, служащих источниками вторичного питания машины, до разработки системы команд и программирования первых задач. Предстояло спроектировать архитектуру машины, её основные устройства и систему элементов с учётом недостатка комплектующих изделий.

В состав АЦВМ М-1 входили арифметический узел, главный программный датчик (устройство управления), внутренняя память двух видов (быстрая — на электростатических трубках и медленная — на магнитном барабане), устройство ввода-вывода с использованием телеграфной буквопечатающей аппаратуры.

Н. Я. Матюхин начал свою работу по ЭВМ М-1 с проектирования трехвходового сумматора на ламповых диодах 6Х6 и разработки общей схемы арифметического узла. К концу июня в лаборатории был изготовлен и отлажен макет цифрового двоичного счетчика с использованием сумматора, спроектированного Матюхиным.

В создании машины М-1 принял участие и автор настоящей статьи, пришедший после демобилизации из армии в начале июля 1950 г . в лабораторию электросистем Энергетического института АН СССР и направленный И. С. Бруком к Н. Я. Матюхину для совместной работы над арифметическим узлом.

В одном из своих авторских свидетельств на изобретение — “Однозначный сумматор двоичных чисел” (Справка о первенстве № 366940 от 7.02.1949 г.) И. С. Брук указывал на возможность использования селеновых или германиевых выпрямителей в качестве элементов, выполняющих логические и арифметические операции в цифровых вычислительных машинах.

Н. Я. Матюхин поручил мне изготовить макет цифрового двоичного счётчика, аналогичного ранее выполненному, заменив в схеме ламповые диоды 6Х6 трофейными купроксными выпрямителями. Прежде всего предстояло определить технические характеристики купроксных выпрямителей. Они оказались точным аналогом отечественных приборов КВМП-2-7 (купроксные выпрямительные малогабаритные приборы — 7 шайб диаметром 2 мм ) и имели следующие характеристики:

  • допустимый прямой ток 4 мА
  • прямое сопротивление (при величине тока 3–4 мА ) 3-5 кОм
  • допустимое обратное напряжение 120 В
  • обратное сопротивление 0,5–2 мОм

С учётом этих параметров была рассчитана электрическая схема и изготовлен макет с сумматором, дешифраторами, смесителями и триггерами. Макет представлял собой один разряд арифметического узла, обеспечивающего операцию сложения двух чисел. Соотношение прямого и обратного сопротивлений (не хуже 1:100) надёжно могло обеспечить выполнение диодных функций в логических схемах. Предстояло только выяснить возможность их использования в импульсных схемах вместо радиоламп 6х6 при работе на достаточно высокой частоте.

Экспериментальные исследования макета показали его стабильную работу с сумматором, дешифраторами и смесителями на купроксных выпрямителях в различных частотных режимах. Определялась стабильность работы схемы и с учётом отклонений уровней питающих напряжений, разброса параметров комплектующих изделий. Особое внимание обращалось на стабильность работы непосредственно самих купроксных выпрямителей.

За этими исследованиями постоянно следил Н. Я. Матюхин, проверяя и оценивая результаты каждого этапа непосредственно на макете с использованием осциллографа и других приборов. Почти ежедневно результатами исследований интересовался И. С. Брук, давая конкретные советы, которые учитывались в дальнейших работах с макетом.

В августе уже стало ясно, что схема работает надёжно, и что использованные в макете купроксные выпрямители устойчиво выполняют логические функции диодов на частотах переключений до 80 кГц . Были проведены заключительные испытания этого макета с непосредственным участием И. С. Брука, которые уверенно подтверждали надёжную работу логических схем, построенных на базе миниатюрных купроксных выпрямителей.

По результатам этих испытаний И. С. Брук принял окончательное решение строить логические схемы машины М-1 с использованием полупроводниковых приборов КВМП-2-7.

В своих воспоминаниях Н. Я. Матюхин так оценил значение этого решения: “Одним из принципиальных решений, которое, как мне кажется, предопределило успех нашей первой машины и короткие сроки её создания, был курс, принятый Бруком на широкое использование полупроводниковых элементов. Тогда они были представлены в нашей промышленности только малогабаритными купроксными выпрямителями, которые выпускались для нужд измерительной техники. Брук договорился о выпуске специальной модификации такого выпрямителя размером с обычное сопротивление, и мы создали набор типовых схем. В мастерской при лаборатории началось изготовление и монтаж блоков, и менее чем через год машина уже задышала. Было в машине несколько тысяч купроксных выпрямителей и только всего несколько сотен радиоламп. Так ЭВМ М-1 стала первой в мире цифровой вычислительной машиной, в которой логические схемы строились на полупроводниковых приборах.

Применение купроксных выпрямителей вместо радиоламп позволило значительно уменьшить размеры машины (что кардинально решало вопрос с ее размещением – для установки машины выделялась одна из комнат площадью около 15 кв. м ), уменьшить потребляемую мощность электроэнергии, что улучшало температурный режим, значительно сократить объем работ, а значит, и сроки изготовления машины”.

Открылся широкий фронт работ: определение размеров машины и подготовка места для ее установки, разработка конструкции, электрических и монтажных схем арифметического узла, обеспечение комплектующими изделиями, необходимыми для начала монтажа машины.