Ural-1

"Ural-1"
Edestä
Malli	"Ural-1"
Luokka	pieni
Esitys	100 kpl/s
Merkintä	binääri
Numeroesitys	kiinteä piste
Bittinen syvyys	36 bittiä (35 ja etumerkki) tai 18 bittiä (17 ja etumerkki).
Alue(t)
Komennon suorittamiskäsky	annettu (luonnollinen)
RAM	magneettirummulla (2048 18-bittistä tai 1024 36-bittistä binaarikoodia), kiertoaika 8 ms
ROM	magneettinen nauha-asema; kapasiteetti jopa 40 000 36-bittistä binaarikoodia; peräkkäinen näytteenottotaajuus 75 koodia sekunnissa
Syöttölaitteet	Tulo rei'itetystä kalvosta nopeudella 75 koodia/ s Tulostintulostus jopa 100 koodia/ min Tulostus rei'itetylle kalvolle jopa 150 koodia/min
Lamppujen lukumäärä	1000
Tehon kulutus	7,5 kW [1] (10 kW [2] )
Jalanjälki	70-80 m 2
Toimintatila	mielivaltainen
Tuotannon aloitus	1957
Tuotannon loppu	1961
Tuotettu kopiot	183
Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

"Ural-1"  on pieni (luokituksen luomishetkellä olemassa olevan luokituksen mukaan) lamppuohjelmaohjattu tietokone Ural-tietokoneperheestä , joka on suunniteltu ratkaisemaan teknisiä ongelmia tutkimuslaitoksissa, suunnittelutoimistoissa, korkeammissa koulutuslaitoksia ja koulutuspaikkoja. [3] Ensimmäinen massatuotantona valmistettu tietokone Neuvostoliiton alueella (aiemmin se oli Strela -tietokonemalli , jota valmistettiin 7 kappaletta). BESM :iin verrattuna se oli huomattavasti halvempi. [1] Anthony Suttonin kirjassaan "Paras vihollisen rahalla voi ostaa" mukaan Ural-sarjan tietokoneet olivat 1960-luvulla ainoita massatuotettuja tietokoneita Neuvostoliitossa, mikä ei pidä paikkaansa, koska BESM-sarjan tietokoneet olivat massa- valmistettu, mukaan lukien BESM-6 (1968) - yksi maailman parhaista toisen sukupolven tietokoneista sekä M-20- ja Minsk - sarjojen tietokoneista. [neljä]

Historia

Tietokone kehitettiin vuosina 1954-1955 , ensimmäinen näyte luotiin samaan aikaan (vuonna 1955) Moskovan laskenta- ja analyyttisten koneiden tehtaalla . Säätö suoritettiin SKB-245 :llä . Osittain säädetty kone lähetettiin Penzan haaratoimistoon (tuleva Penzan matemaattisten koneiden tieteellinen tutkimuslaitos ). Siellä tehtiin sarjatuotantoa vuosina 1957-1961 . Autoja valmistettiin yhteensä 183 kappaletta. Yhtä koneista käytettiin Baikonurin kosmodromilla rakettien lennon laskemiseen [5] .

Pääsuunnittelija - Bashir Iskandarovich Rameev , kehittäjät: V.S. Antonov, B.P. Burdakov, A. G. Kalmykov, A. I. Lazarev, V. I. Mukhin, A. N. Nevski, A. I. Pavlov, D. I. Juditski [5] [6] .

Kuvaus

Koneessa oli käytössä 70-80 m 2 1000 lamppua (pääasiassa 6H8 ) ja diodivastusventtiilejä, jotka kuluttivat 7-10  kW tehoa.

Suurin osa käskyistä suoritettiin kahdessa jaksossa, mutta kone toteutti kahden käskyn suoritusajan yhdistämismekanismin [7] , joka oli olennaisesti kaksivaiheinen liukuhihna , joten todellinen nopeus oli lähellä 100 kiinteän pisteen operaatiota sekunnissa ( jakotoiminto suoritettiin neljä kertaa ja normalisointi on kaksi kertaa hitaampaa).

RAM-muistin kapasiteetti oli 1024 täydellistä konesanaa (kutsuttiin "koodeiksi" 1960-luvulla) eli noin 4,5 kt. RAM toteutettiin magneettirummuilla (100 kierrosta sekunnissa). Samanaikaisesti muistisolun koko (36 tai 18 bittiä) määräytyi osoitteen perusteella - sama paikka magneettirummulla voitiin lukea 36-bittisenä numerona tai jonakin kahdesta 18-bittisestä numerosta. Muistissa olevan konesanan käyttöaika kesti 1 syklin (joissakin "epäonnistuneissa" tapauksissa - 2). Jaksottainen lukunopeus oli 75 koodia sekunnissa. [1] .

Tuloon ja ulostuloon käytettiin rei'itintä . Rei'itetynä teippinä käytettiin mustattua valokuvafilmiä . Tulonopeus oli 3600  baudia (100 sanaa sekunnissa) lähtö - 5600 baudia (150 sanaa minuutissa). Ohjauspaneeli koostui indikaattoreista, jotka osoittivat binäärikoodina ohjausyksiköiden rekisterien ja ALU :n arvon ( koneessa ei ollut prosessoria erillisenä laitteena), antoi käyttäjän asettaa näiden rekisterien arvot ja tehdä virheenkorjauksen useilla avaimet ja vaihtokytkimet. Muistissa olevat tiedot säilytettiin, kun kone sammutettiin; kirjoittamalla paperille tai tulostamalla rekisterien arvot ja syöttämällä ne päällekytkennän jälkeen, laskelmia voitiin jatkaa keskeytyskohdasta. Kone pystyi myös tulostamaan digitaalisesti tulostimelle (100 konesanaa minuutissa). Ural-1:ssä oli myös magneettinen nauha-asema, jonka lukunopeus oli 75 sanaa sekunnissa (2700 baudia) ja kirjoitusnopeus 150 sanaa minuutissa. Kalvon tiedot tallennettiin vyöhykkeiden muodossa (kaksi vyöhykettä yhdensuuntaisesti), jotka erotettiin toisistaan ​​rei'ittämällä (magneettikalvolle). Huolimatta siitä, että filmi oli hitaampi kuin rei'iteippi , se tarjosi suuremman kapasiteetin (40 000 sanaa, eli 180 kB) [1] .

Myöhemmät mallit ( Ural-2 , Ural-3 , Ural-4 ) suunniteltaessa säilytettiin osittainen ohjelmisto- ja laitteistoyhteensopivuus Ural -1-mallin kanssa. [5]

Arkkitehtuuri [1]

• Aritmeettinen yksikkö (AU); rekisterit AU, yksityinen, tulo- ja lähtörekisteri.
• Ohjauslaite (CU); käskylaskurirekisteri, käskyrekisteri, syklilaskurirekisteri
• RAM
• Nauha-asema
• Tulo- ja lähtölaitteet

Aritmeettinen yksikkö ja rekisterit

Aritmeettisen yksikön (AU) kokoonpano sisältää seuraavat päälohkot:

• SM 37-bittinen binäärisummain (merkintä operaatiokaavoissa - s ), joka toimii käänteisessä modifioidussa koodissa;
• DSM :n 6-bittinen lisäsumma;
• RGAU 36-bittinen rekisteri AU (merkintä operaatiokaavoissa - r ), jota käytetään apuvälineenä suoritettaessa operaatioita koodeille AU:ssa numerokoodin vastaanottamiseksi syöttörekisteristä, joka toimii suorassa koodissa;
• DRG -lisärekisteri 6-bittinen;
• RGM 9-bittinen kerroinrekisteri;
• MIRV 36-bittinen osamäärärekisteri, jota käytetään jakamiseen.
• Tulo- ja lähtörekistereissä on kummassakin 9 bittiä, ja niitä käytetään koodien vaihtamiseen AU:n ja muiden laitteiden (RAM, magneettinauha-asemat) välillä;
• Pr- koodin muuntimet;
• Lohkot ohjaussignaalien ω ja φ generoimiseksi.

RAM

Random access memory (RAM) on tehty magneettirummulle (kutsutaan "magneettirumpumuistiksi" NMB), joka koostuu 2048 osittaisesta solusta, joiden kapasiteetti on 18 bittiä. Solut on numeroitu välillä 0000 8 - 3777 8 (oktaali). Kaksi vierekkäistä epätäydellistä solua voidaan yhdistää yhdeksi täydelliseksi 36-bittiseksi soluksi. Täydelliset solut numeroidaan (oktaaliluvut): 4000 8 + n (jossa n  on ensimmäisen epätäydellisen solun numero, jota käytetään koko solun tallentamiseen). Täysillä soluilla on osoitteet välillä 4000 8 - 7776 8 (askelin 2, eli 4000 8 , 4002 8 , 4004 8 ...).

Ohjauslaite

Ohjauslaite (CU) sisältää:

• Komentonumerolaskurirekisteri (C, “komentolaskuri”), 11 bittiä. Käytetään osoittamaan sen RAM-solun numero, josta käsky haetaan komentosummainrekisteriin.
• Komentorekisteri ("komentorekisteri"), 18 bittiä. Se on summain, jossa on syklinen siirto (korkeasta matalaan). Käytetään hakemaan RAM-muistista, muuttamaan ja tallentamaan seuraava komento (suoritetaan erikoistoiminnolla tai uudelleenohjauslaskurilla)
• Eteenpäin suunnattu laskurirekisteri (F, "silmukkalaskuri"), 11 bittiä. Käytetään automaattisesti muuttamaan suoritettavan käskyn osoitetta (muutosta ohjaa liipaisin f , joka on osa CU:ta).

Ohjauspaneeli

Ohjauspaneeli koostuu signaali- ja komento-osista. Signaali yksi on sarja ilmaisimia (neonvaloja), jotka näyttävät AU:n summainrekisterin, ohjausrekisterin, komentorekisterin, komentolaskurirekisterin, signaalit φ ja ω jne.

Ohjausosa sisältää:

• Vaihtokytkimet, joiden avulla voit määrittää muistisolun arvon, jotka näkyvät ohjausrekisteriikkunassa (ja päivitetään joka sykli)
• Kaksi vaihtokytkintä: Lukitse φ ja Pysäytä φ , jolloin voit korjata käynnissä olevan ohjelman vian. Kun "Lukitse φ" -kytkin on päällä, seuraava komento suoritetaan riippumatta φ:n arvosta ja "Stop by φ" -vaihtokytkimen asennosta. Jos φ=1 ja vaihtokytkimet "Lukitse φ" ja "Pysäytä φ" on kytketty pois päältä, seuraava komento ohitetaan (aikaisemmissa tapauksissa ohjaus siirrettiin soluun 0001 8 ). Jos eston vipukytkin kytketään pois päältä ja pysäytyskytkin on kytketty päälle, seuraavan komennon suorittamisen jälkeen tapahtuu pysäytys.
• Seitsemän vaihtokytkintä ohjaamaan hyppykomentoja (θ=23)
• Kaksi "Erase"-painiketta, kun niitä painetaan samanaikaisesti, kaikki RAM:n 1024 muistisolua nollataan.
• "Alkukäynnistys"-painiketta painettaessa rei'itetyn nauhan vyöhykkeen 0002 8 sisältö luetaan soluihin 0002 8 −0010 8 ja ohjaus siirtyy solun 0002 8 komentoon . Vyöhyke 0002 8 rei'itetyssä nauhassa on nimeltään Initial Entry Zone .
• Aloitusnäppäin
• Pysäytyspainike
• Painike "Single-cycle mode", jonka jokainen painallus johtaa yhden (seuraavan) käskyn suorittamiseen ja pysähtymiseen
• Kytkimet pysäytysosoitteen määrittämiseen (kone pysähtyy ennen kuin se suorittaa käskyn ennen määritettyä osoitetta)
• Kaksi tulostuksen "tulostusohjelman" vaihtokytkintä (tulostuksen aikana kone jatkaa toimintaansa, säädetty I / O-laitteiden latenssiin):
  • I-tila: RAM-muistiin syötetyn ohjelman tulostaminen
  • II-tila: komentoosoitteen, suoritettavan komennon tyypin ja summainrekisterin sisällön tulostaminen.
• Kytkimet koneen pysäyttämiseksi, kun käytetään NML, rei'itettyä teippiä.
• Näppäimistö (numeerinen) numeroiden syöttämiseen summaimeen ja komentojen syöttämiseen komentorekisteriin (sen myöhempää suorittamista varten). Syöttö suoritetaan oktaalilukujärjestelmässä.

I/O-laitteet

Nauhoitus magneettinauha-asemalle (NML) -lohkolle (alueelle). Alueet on numeroitu 0000 - 0177 8 ja 1000 8 - 1177 8 (yhteensä 256 vyöhykettä). Vyöhykkeen koko on mielivaltainen, se voi saavuttaa RAM-muistin koon (1024 36-bittistä koodia).

Fyysisesti nauhalla alueen 0000-0177 8 ja alueen 1000 8 −1777 8 vyöhykkeet sijaitsevat pareittain (ensimmäinen vyöhyke on vasemmalla, toinen oikealla nauhan leveydellä). Nauhan merkintä tehdään rei'ittämällä. Nauha liikkuu yhteen suuntaan, nauhan enimmäispituus on 300 m. Alueen hakuaika on enintään 5 minuuttia.

Syöttössä käytetään rei'itettyä nauhaa (mustalla kalvolla), maksimipituus 300 metriä. Lukemiseen käytetään valosähköistä lukijaa (nopeus jopa 75 koodia sekunnissa). Lukeminen tapahtuu lohkoissa (vyöhykkeissä), vyöhykenumerot 0000 - 0177 8 . Vyöhykkeen enimmäiskapasiteetti on 1024 36-bittistä koodia tai 2048 18-bittistä koodia. Rei'itetyn nauhan liikettä taaksepäin ei ole järjestetty. Hakuaika jopa 2 minuuttia.

Tulostus suoritetaan tulostimella tai rei'ittimellä. Käytetty puskurirekisteriä välimuistiin. Tulostus tapahtuu hidastamatta konetta tulosteiden välillä: 0,64 s tulostusta varten, 0,46 s rei'itys.

CU:n työsuunnitelma

Kellotaajuuden (työjakson kesto) määrää magneettirummun pyörimisaika. Jakso on jaettu kahteen osaan: ensimmäinen osa (0,8 rummun kierrosta) luetaan (tai kirjoitetaan komentorekisterin arvosta riippuen) RAM-muistista/muistiin, jolla toiminto suoritetaan. Samalla luetaan seuraavan syklin käsky (käskyrekisterilaskurin mukaan); toinen osa (0,2 rummun kierrosta) on aritmeettisen (tai muun) operaation suorittaminen sen operaatiokoodin mukaisesti, joka oli käskyrekisterissä ennen kellon suorittamista. (Tällä hetkellä nykyinen komento on tallennettu erityiseen viisibittiseen rekisteriin). Jakson toisella puoliskolla myös käskylaskuria kasvatetaan ja ohjataan uudelleenohjausrekisterin sisältöön, jos lukukomento sisältää uudelleenohjauslipun.

Normalisointi- ja jakooperaatioiden suorittaminen kestää 4 ja 2 sykliä (magneettilevyn kierros). Näiden jaksojen aikana käskyjen hakua ei suoriteta.

Jos käskyn ã suoritusosoite on välillä C - C + 64 (C on käskylaskurirekisteri), käskyn suoritusaika voi pidentyä 1 syklillä.

Komennot

Ural-1 tukee 29 eri ohjetta (35 mukaan lukien 6 käskyä, jotka "ei tee mitään", analogisesti nykyaikaisen NOP :n kanssa ). Merkittävä ero nykyaikaiseen tietokonearkkitehtuuriin on toiminnan tasa-arvo rekistereillä, RAM-muistilla ja syöttö-tulostuslaitteilla.

Aritmeettiset ohjeet: Rekisteröinnin kirjoitus, yhteenlasku, ylivuoto yhteenlasku, vähennys, moduuliero, kahden tyyppinen kertolasku, jako, etumerkin muutos, siirto vasemmalle ja oikealle (yksi käsky, suunnan siirto lipun mukaan), bittikohtainen kertolasku (konjunktio), bittikohtainen yhteenlasku (disjunktio) ), vertailu, esityksen normalisointi

Ohjauskomennot: muistiin kirjoittaminen, rekisteriin kirjoittaminen, osoitteen kirjoittaminen summaimeen, ehdollinen haara, ehdoton haara, valintatoiminto avaimella (sulje C:n kirjainkomennon analogi), silmukan organisointikomennot, ohjelmakoodin muutoskomento, pysäytyskomento

I/O-komennot: tiedonvaihto rei'itetyltä nauhalta (tai magneettinauhalta) ja RAM-muistista, komento rei'itetyltä nauhalta lukemiseen, rei'itetylle nauhalle kirjoittamiseen, summaimen sisällön tulostaminen rei'ittimeen, rei'itysnauha "ajoa" komento.

Sovellus

Ural-1-koneita käytettiin teknisiin ja taloudellisiin laskelmiin. Ural-1:tä käytettiin erityisesti ohjusten lennon laskemiseen Baikonurissa luovaan prosessiin liittyvän oppimisprosessin simuloimiseksi. [8] .

Ural-1-tietokoneita käytettiin myös kouluissa. Esimerkiksi 1960-luvun puolivälissä tällainen kone lahjoitettiin Leningradin 30. matemaattiselle koululle . [9] . Ural-1-tietokonetta käytettiin myös opetustietokoneena Leningradin 239. fysiikan ja matematiikan koulussa ennen muuttoa uuteen rakennukseen vuonna 1975, jossa se korvattiin Minsk-22-tietokoneella ja valitettavasti sitä ei säilytetty. Vuonna 1965 Saratovin osavaltion yliopiston auto (sarjanumero ensimmäisten kymmenen sisällä) siirrettiin poiston jälkeen lukioon nro 13 [10] (nykyinen fyysinen tekninen lyseum nro 1) ja sitä käytettiin ohjelmoinnin opettamiseen. koululaisille. Myöhemmin se laajennettiin Ural-3:ksi ja korvattiin sitten toisen sukupolven tietokoneella (BESM). Valitettavasti paikallinen paikallismuseo ei hyväksynyt "Uralia" varastoon, ja siksi se purettiin.

Lue lisää

• Bondarenko V. N., Plotnikov I. T., Polozov P. P. , Ohjelmointitehtävät koneelle "Ural", Izd. Taide. eng. akatemia. Dzeržinski, 1957
• Kitov AI Elektroniset digitaaliset koneet. M.: Neuvostoliiton radio, 1956.
• Kitov A. I., Krinitsky N. A. , Elektroniset digitaaliset koneet ja ohjelmointi, toim. toinen, Fizmatgiz, 1961
• Zhdanyuk B.F. Lyhyt opas työskentelyyn Ural-tietokoneen ohjauspaneelissa. M., 1961;  (downlink 12-3-2022 [226 päivää])
• Burakov M. V. Käyttökokemus Ural-digitaalitietokoneesta. M., 1962;
• "URAL-1" - ensimmäinen Neuvostoliiton sarjatietokone

Lähteet

• Smolnikov N. Ya. , Ural-digitaalikoneen ohjelmoinnin perusteet , Neuvostoliiton radio, 1961;
• Zhdanyuk B.F. Lyhyt opas työskentelyyn tietokoneen "Ural" ohjauspaneelissa , Moskova, Publisher 1961
• Krinitsky N. A., Mironov G. A., Frolov G. D. Ohjelmointi (luku 9) / toim. M. R. Shura-Bura , osavaltio. Publishing House of Physical and Mathematical Literature, Moskova, 1963   (linkki ei ole käytettävissä 12-3-2022 [226 päivää])
• Sergei Tarkhov. "Ural" . Kotimaisten tietokoneiden historian museo . Haettu 29. lokakuuta 2012. (Venäjän kieli)   (downlink 12-3-2022 [226 päivää])
• Tietoja Ural-1-tietokoneesta  (downlink alkaen 05-10-2013 [3306 päivää])  (downlink)
• SE Khusid, IA Itskovich, IS Litvak ja IM Lobov Ural-1-tietokoneen sovellus rajoittavien laitteiden suunnitteluun  (pääsemätön linkki) //Measurement Techniques, New York, 1972 (käännetty Measuring Technology -lehdestä, nro 3, 1965)
• Smirnov G. S. "Ural-tietokoneiden perhe". Kehityshistorian sivut. Fragmentit kirjasta
• Smirnov G. S.  Ural-tietokoneen ferriittimuisti
• Elektroninen digitaalinen tietokone "Ural-1" (ECVM "Ural-1")
• Rameevskaya tietokonesuunnittelun koulu. Valokuvien kehityshistoria 1948-1972
• Rameev B. I. Ural-tyyppinen yleinen automaattinen digitaalinen kone, konferenssin materiaalit "Tapoja Neuvostoliiton konetekniikan ja instrumenttien valmistuksen kehittämiseen", Moskova 1956

Muistiinpanot

1. ↑ 1 2 3 4 5 N. A. Krinitsky, G. A. Mironov, G. D. Frolov. Ohjelmointi, toim. M. R. Shura-Bura . - Valtion fyysisen ja matemaattisen kirjallisuuden kustantamo, Moskova, 1963.
2. ↑ "Tietoja Ural-1-tietokoneesta" mukaan.
3. ↑ B. I. Rameev . Universaali automaattinen "Ural"-tyyppinen digitaalinen kone Arkistokopio päivätty 22. joulukuuta 2015 Wayback Machinessa , materiaalit konferenssista "Neuvostoliiton koneenrakennuksen ja instrumenttien valmistuksen kehitystavat", Moskova 1956, s. 38.
4. ↑ LUKU V: Tietokoneet - Control Data Corporationin petos (linkki ei ole käytettävissä) . Haettu 7. elokuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 2. toukokuuta 2009. (määrätön) 
5. ↑ 1 2 3 VSU Virtual Museum :: Tietokone :: Ural Arkistokopio päivätty 26. tammikuuta 2021 Wayback Machinessa .
6. ↑ Suurikokoinen pieni tietokone "Ural-1" Arkistokopio päivätty 12. toukokuuta 2021 Wayback Machinessa .
7. ↑ Smolnikov N. Ya. Ural-digitaalikoneen ohjelmoinnin perusteet . - Neuvostoliiton radio, 1961. - S. 83.
8. ↑ http://mi.mathnet.ru/uzku230 M.~S.~Rytvinskaya "Luovaan prosessiin liittyvän oppimissuunnitelman mallintamisesta" (osana Probabilistic Methods and Cybernetics -osaa.~IV Academic Zap. Kazan State Univ. - ta), 1965 voi. 125 nro 6, s. 45-48, Kazanin yliopiston kustantamo, Kazan
9. ↑ https://www.youtube.com/watch?v=WpCA1LylZu4 Ote dokumentista 30. koulun tietokoneiden asentamisesta
10. ↑ https://www.nvsaratov.ru/nvrubr/?ELEMENT_ID=11534 Arkistokopio 13. huhtikuuta 2016 koulun nro 13 johtajan Wayback Machine Muistelmissa

Linkit

emural - Ural-tietokoneperheen kehittävä emulaattori