Иногда может возникнуть необходимость изменения масштаба в процессе решения задачи. Такая возможность также имеется, так как при получении в процессе вычислений чисел, превышающих по модулю единицу, АЦВМ автоматически останавливается на том этапе, где получено это число.
Выбор дробной системы удобен тем, что при умножении двух чисел произведение может только уменьшиться. Поэтому при умножении не может получаться число, превышающее по модулю единицу. Число, модуль которого больше единицы, может теперь получаться в некоторых случаях деления, но деление встречается в вычислениях гораздо реже, чем умножение. Кроме деления такое число может, очевидно, получаться при сложении и вычитании. III-2. Выполнение действий
При использовании цифровых методов вычислений оказывается, что для выполнения всех четырех арифметических действий необходимо и достаточно, чтобы в АУ могла осуществляться только одна основная операция — сложение и некоторые вспомогательные действия. В двоичной системе эти действия, так же как и сложение, выполняются наиболее просто и представляют:
1. Сдвиг модуля числа в сторону высших или низших разрядов («влево» или «вправо»); 2. Взятие дополнения от модуля числа, состоящее в замене всех цифр числа на обратные им («О» на «1» или «1» на «О»).
Легко видно, что сдвиг числа влево или вправо соответствует умножению или делению его на 2.
Дополнение Р числа А есть число, связанное с исходным числом А-соотношением Р — 1-2-24 — А Вычитание производится как сложение уменьшаемого с дополнением вычитаемого.
Умножение, очевидно, выполняется в виде последовательных сложений и сдвигов, т. е. точно так же, как при обычном умножении «столбиком».
Применение двоичной системы упрощает таблицу умножения, которая имеет вид:
0x0=0 0x1=0 1x1=1
Деление производится последовательным вычитанием и сдвигом.
Ш-3. Блок-схема АУ (далее даются лишь названия разделов. — Прим. авт.) Ш-4. Местный программный датчик (МПД). IY. Магнитное запоминающее устройство. IV-1. Назначение магнитной памяти (МП). IY-2. Описание работы блок-схемы МП. Y. Электростатическое запоминающее устройство (память). YI. Главный программный датчик (ГПД). YI-1. Введение YI-2. Назначение ГПД. YI-3. Блок-схема ГПД и цикл работы АЦВМ. YI-4. Блоки, входящие в ГПД. а) Генератор тактирующих импульсов (лист «ГПД-ГТИ») б) Блок пуска и синхронизации (лист «ГПД-ПС») в) Распределитель импульсов (лист «ГПД-РИ») г) Блок формирования импульсов (лист «ГПД-ФИ») д) Регистр адреса (лист «ПТД-РА») е) Пусковой регистр (лист «ГПД-ПР») ж) Селекционный регистр (лист «ГПД-РС») з) Регистр сравнения (лист «ГПД-РС») и) Блок операций и шифра (лист «ГПД-ОШ») к) Клапанный блок (лист «ГПД-РС») л) Блок выбора памяти (лист «ГПД-ВШ») Блок операции сравнения (лист «ГПД-ОС») YII. Устройство ввода и вывода (УВВ) YII-1. Назначение. YII-2. Описание блок-схемы. а) Операция «ввода». б) Операция «вывод».
Конструкция и источники питания АЦВМ
Конструктивно АЦВМ выполнена в виде трех стоек, расположенных по бокам прямоугольной вентиляционной колонны. На стойках расположены соответственно главный программный датчик, арифметический узел и запоминающее устройство. Временно для удобства работы блок электронной памяти перенесен на четвертую стойку.
Вентиляционная колонна имеет отверстия для обдува блоков. Обдув необходим ввиду большой мощности, потребляемой стойками.
Телетайп и трансмиттер расположены на отдельном столе и при помощи разъемных кабелей соединяются со стойками. Фотографии стоек приведены на рис. 6 и 7. Монтаж всех схем осуществлялся на стандартных панелях двух типов (двадцати двух и десятиламповые панели).
Полное число ламп (баллонов) в АЦВМ — 730. По узлам они распределяются следующим образом:
1. Арифметический узел — 330 ламп 2. Магнитная память — 120 ламп 3. Электронная память — 80 ламп 4. Главный программный датчик и устройство для ввода и вывода — 200 ламп
Питание АЦВМ осуществляется от 4-машинного агрегата постоянного тока, дающего основные уровни напряжений (считая от потенциала земли): -170, +140, +240 и +300 в.
Остальные уровни снимаются с мощных потенциометров. Исключение составляют только блоки электронной памяти и некоторые узлы магнитной памяти, питающиеся от электронных стабилизаторов напряжения. Накал ламп производится переменным током.
Приложение 5
ЭВМ М-2Универсальная цифровая вычислительная машина М-2 создана коллективом Лаборатории управляющих машин и систем Академии наук СССР (ЛУМС) под руководством член-корр. АН СССР И.С. Брука.
М-2 — малогабаритная быстродействующая машина. Средняя скорость ее работы — 2000 операций в секунду, количество радиоламп в машине — 1676. Разработка и монтаж машины были проведены в весьма короткий срок — с апреля по декабрь 1952 года. Зимой 1954–1955 гг. машина была существенно модернизирована. В 1956 году было разработано, изготовлено и введено в состав машины М-2 ферритовое запоминающее устройство, работающее по принципу совпадения токов (по схеме ЗД), объемом 4096 34-разрядных слов.
В группу, 1 работавшую над М-2, входило на различных этапах работы от 7 до 10 инженеров. Арифметический узел разрабатывался М.А. Карцевым, В.В. Белынским, А.Б. Залкиндом, электростатическое запоминающее устройство
— Т.М. Александриди и Ю.А. Лавренюком, устройство управления — Л.С. Легезо, В.Д. Князевым и Г.И. Танетовым, магнитные запоминающие устройства
— А.И. Шуровым и Л.С. Легезо, входные и выходные устройства у А.Б. Залкиндом, система питания — В.В. Белынским, Ю.А. Лавренюком и В.Д. Князевым, пульт управления — В.В. Белынским и А.И. Шуровым. Руководитель работ М.А. Карцев. Большая работа проведена конструкторами, техниками, механиками и монтажниками лаборатории: И.З. Гельфгатом, А.Д. Гречушкиным, Н.А. Немце-пым, ф. Фржеутским, И.К. Швильпе, Д.У. Ермоченковым, Л.И. Федоровым, Г.В. Коростылевым и др.
Основные характеристики М-2Система счисления- двоичная Представление чисел — с плавающей запятой и с фиксированной запятой Количество двоичных разрядов — 34 Точность вычислений: с плавающей запятой — около восьми десятичных знаков, с фиксированной запятой — около десяти десятичных знаков (возможны вычисления с удвоенной точностью)
Диапазон чисел с плавающей запятой — от 231 до 2~32 примерно от 2.109 до 2,5.10–1 °Cистема кодирования инструкций — трехадресная Выполняемые операции — сложение, вычитание, умножение, деление, сравнение по модулю, сравнение алгебраическое, логическое умножение, перемена знака, перенос числа и др. Скорость работы — в среднем 2000 операций в секунду
Внутренние ЗУ: электростатическое (на трубках 13ЛО37) — 512 чисел, время обращения 25 мксек, ферритовое — 4096 чисел, магнитный барабан — 512 чисел, скорость вращ. — 2860 оборотов в минуту Внешнее ЗУ — магнитная лента на 50 тыс. чисел
Ввод данных — с бумажной перфоленты со скоростью 30 чисел в секунду Вывод данных — в виде таблиц; скорость печати 24 числа в минуту Питание — от 3-фазной сети переменного тока, потребляемая мощность 29 квт. Площадь, занимаемая машиной — 22 кв. метра. Машина М-2 находилась в эксплуатации 15 лет, работая круглосуточно и без выходных дней. На ней решался широкий круг научных и — прикладных задач многими организациями и институтами. Для эффективного использования машинного времени была создана группа программистов, которая разработала математическое обеспечение М-2, состоявшее из библиотеки обсуживающих программ (программы ввода-вывода, служебные программы, программы элементарных функций и др.) и постоянно, при необходимости, консультировала сторонних пользователей в процессе работы на машине. При машине М-2 постоянно действовал семинар ведущих математиков-программистов, работы которых явились основой создания ряда систем программирования и алгоритмических языков.
В интересах собственных работ Лаборатории управляющих машин и систем, а позднее и Института электронных управляющих машин проводились расчеты для линий дальних электропередач и расчеты задач экономического планирования СССР.
Из сторонних организаций решение своих задач на М-2 проводили: Институт экспериментальной и теоретической физики (ИТЭФ), Акустический институт, Институт прогнозов погоды, Московский авиационный институт (МАИ), Военно-воздушная академия, Институт проблем передачи информации (ИППИ), Энергетический институт (ЭНИН), Институт экономики АН СССР, Институт атомной энергии им. Курчатова, Стальпроект и многие другие.
Приложение 6
ЭВМ М-3Малогабаритная универсальная цифровая электронная вычислительная машина М-3 является третьей из серии машин, разработанных в Лаборатории управляющих машин и систем под руководством И.С. Брука.
