О программировании АЦВМ М-1 | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 14 марта, печатный экземпляр отправим 18 марта.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: История

Опубликовано в Молодой учёный №25 (211) июнь 2018 г.

Дата публикации: 26.06.2018

Статья просмотрена: 61 раз

Библиографическое описание:

Мальцев С. Н. О программировании АЦВМ М-1 // Молодой ученый. — 2018. — №25. — С. 243-246. — URL https://moluch.ru/archive/211/51768/ (дата обращения: 29.02.2020).



В данной статье описывается компьютер М-1 созданный в лаборатории Электросистем Энергетического института АН СССР в 1951 году и предпринята попытка восстановить одну из программ.

Ключевые слова: история, компьютер, программирование

This article describes computer M-1 created in the Laboratory of Electrical Systems of the Energy Institute of the USSR Academy of Sciences in 1951 and attempted to restore one of the programs.

Key words: history, computer, programming

В Российской историографии пока мало работ по первым советским компьютерам, а которые есть, — описывают их очень недостаточно подробно.

АЦВМ М-1 очень интересная со многих сторон ЭВМ. Начиная с того что руководитель разработки И. Брук совместно с тогда инженером Б. Рамеевым разработал в августе 1948 года первый проект компьютера [1, c.1] и получил 4 декабря 1948 первое авторское свидетельство на изобретение [2, c.1]. Разработка была полностью оригинальная, хотя и базировалась, как и положено научной работе, на передовых идеях зарубежных предшественников, так как советских предшественников у этой работы не было.

Если бы этот проект был реализован до 21.07.47 года, до того как была запущена манчестерская SSEM, то эта вычислительная машина была бы самой передовой в мире.

Кроме авторского свидетельства№ 10475 от 4.12.1948 на ЭВМ. И. Брук и Б. Рамеев подавали и другие патентные заявки, внесшие весомый вклад в развитие информатики. В том числе передовые:

Память ЭВМ на ферро магнитных кольцах: Магнитное бесконтактное реле 14/06/1948 И. Брук, Б. Рамеев заявка № 381506 (опубликовано 31/12/1949 № 78060)

В других авторских свидетельствах в место ламповых диодов предлагались полупроводниковые диоды, что положительно повлияло мировую схемотехнику.

По завершению работ в декабре 1951 года, рабочая ЭВМ Брука-Матюхина значительно отличалась от исходного проекта 1948 года. М-1 была принята комиссией в опытную эксплуатацию 15 декабря 1951 года на 10 дней раньше, чем ЭВМ МЭСМ-1 Лебедева, выиграв не гласное, соревнование этих двух проектов. Однако М-1 проиграла МЭСМ-1 промежуточные этапы, такие как первый пуск сумматора МЭСМ, ноябрь 1950 года и отчет комиссии по этому промежуточному этапу 4.01.1951 года.

Фото АЦВМ М-1 (март 1951 г.). Вид со стороны магнитного барабана

Рис. 1. Стойка М-1

Образец печати результатов работы М-1

Рис. 2. Распечатка программы квадратов чисел

Рис. 3. Немецкий телетайп

Технические характеристики:

Система счисления: двоичная, 25 разрядов в машинном слове.

Быстродействие: 15–20 операций в секунду над 25-разрядными словами.

Память: 256 слов на магнитном барабане, 256 слов на электростатических трубках.

Система команд: двухадресная.

Элементная база: 730 электровакуумных ламп; немецкие купроксные выпрямители, полученные по репарациям.

Потребляемая мощность: 8 кВт.

Занимаемая площадь: 4 м².

Конструкция М-1 достаточно описана в разных источниках [3, c.1], но важнейшая часть компьютерной системы, программирование, практически нигде не описана, в описании программирования М-1 основная новизна этой работы. В работе описана система команд ЭВМ, а также программы суммирования и вычисления квадрата числа, которые были тестовыми.

Структура машины М-1 в общем была классической: устройство ввода и вывода, арифметическое устройство, устройство управления и память, на электронных трубках и магнитном барабане.

На этом классика кончается, архитектура команды очень оригинальная, даже не с чем сравнивать. Каждая инструкция состоит из двух частей по 25 бит, первая частичная инструкция и вторая частичная инструкция.

Инструкция в общем случае содержит 4 таких адреса: адреса двух чисел, над которыми должно быть произведено действие, адрес, по которому необходимо записать результат произведенного действия и адрес следующей инструкции. Кроме того, инструкция содержит указание, какую операцию нужно выполнять над данными числами (это указание записывается условно в виде 3-разрядного двоичного числа) и, как будет видно из дальнейшего, один двоичный разряд, необходимый для правильной расшифровки инструкции («шифр»). Таким образом, инструкция содержит вообще 4х8+3+1=36 двоичных разрядов и на одной образующей магнитного барабана, или на одной строке запоминающей трубки поместиться не может.

Поэтому инструкции разбиты на «частичные инструкции». Первая частичная инструкция имеет следующий вид:

Адрес первого числа

Адрес второго числа

Операция

1–8 разряды

10–17 разряды

19–21 разряды

Вторая частичная инструкция может быть составлена в одном из трех вариантов.

В простейшем случае она имеет вид (вариант А). Рассматривается в статье только он.

Адрес результата

Адрес следующей инструкции

Операция

Шифр=1

1–8 разряды

10–17 разряды

19–21 разряды

22 разр.

«1» в разряде шифра обозначает, сто вторая частичная инструкция имеет указанный вид.

Система команд состоит из 7 команд:

Название

19 разряд

20 разряд

21 разряд

22 разряд

1

Вычитание

1

0

0

2

Деление

0

1

0

3

Сложение

1

1

0

4

Вывод на печать

0

0

1

5

Останов

1

0

1

6

Умножение

0

1

1

7

Сравнение

1

1

1

Программа вычисление квадрата числа

По адресу № 1 — число 1, а по адресу № 2 и № 3 сомножители в № 4 квадрат числа.

Адрес №

Адрес 1

Адрес 2

Операция

Шифр

05

2

3

6

0

умножить

07

4

8

6

1

записать

08

4

9

4

0

печатать

10

2

1

3

0

сложить

12

2

13

3

1

записать

13

3

1

3

0

сложить

15

3

16

3

1

записать

16

2

1

7

0

сравнить

18

0

05

7

1

Если < то 5

19

0

0

5

0

стоп

Разработчики М-1 кроме руководителя И. Брука были: Н.Матюхин, М. Карцев, Т. Александриди, А. Залкид, И. Коколевсий, Л. Журкин, Ю. Рогачев, Р. Шидловский, В. Белынский. Программист Ю. Шрейдер.

М-1 была с печатающим устройством в виде немецкого телетайпа с перфоленточным устройством. Программа набивалась на телетайпе с выводом на перфоленту. Набор шел восьмеричными числами одна ячейка памяти, восемь трех битовых символа. Набранная таким образом лента загружалась аппаратным загрузчиком в память ЭВМ. Данные могли выводиться как на перфоленту так и на печать в восьмеричном формате как на рис. 3. По описанию М-1 в декабре 1951 года печатаются восьмеричные цифры, хотя по проекту была аппаратная десятичная печать. Так было вероятно из-за спешки честолюбивого Брука. Однако для сторонних организаций М-1 стала применяться только с марта 1952 года, вероятно, что с этого времени М-1 работавшая до 1954 года уже печатала десятичные числа. Так как у М-2, которую уже тогда начали разрабатывать. В этом случае на печать выдавались шеснадцетиричные цифры по 4 бита. Числа программно преобразованные в двоично-десятичные, при печати в 16-ном формате получались десятичными.

Печать буквенных символов была невозможна, эта проблема в советских ЭВМ сохранилась надолго.

Выводы можно сделать такие, первый блин не комом, но с шероховатостями. Не случайно, как только началась работа сторонних пользователей, разработчики не только начали работу над новой машиной М-2, но и закончили ее разработку и изготовление менее чем за год, которая проработала 15 лет, а М-1 отключили через 3 года.

Литература:

  1. Брук И. С., Рамеев Б. И. Автоматическая цифровая вычислительная машина. Проект. Краткое описание. Лаборатория Электросистем Энергетического института АН СССР. –М.: август 1948.
  2. Рамеев Б. И., Брук И. С. Автоматическая цифровая вычислительная машина. Заявка № 365968 от 4 декабря 1948 г. на изобретение.
  3. Брук И. С., Александриди Т. М., Залкинд А. Б., Карцев М. А., Матюхин Н. Я., Журкин Л. М., Рогачев Ю. В., Шидловский Р. П. Автоматическая цифровая вычислительная машинаM-1. Отчёт. Лаборатория Электросистем Энергетического института АН СССР. М., 15 дек.1951 г.
Основные термины (генерируются автоматически): частичная инструкция, разряд, магнитный барабан, адрес, инструкция, авторское свидетельство, немецкий телетайп, USSR, SSEM, вычисление квадрата числа.


Похожие статьи

Принцип действия и конструктивные особенности самодельного...

– Параметры чувствительного элемента (площадь контура, число витков катушки, длина выводных проводов и т.д.)

Увеличение напряжение влияет на усиление магнитного поля и увеличение дальности обнаружения предмета.

Пост-квантовый алгоритм электронно-цифровой подписи на...

На практике же количество вычислений для нахождения коллизий будет огромным и ресурсозатратным, поэтому алгоритм Стрибог считается безопасным алгоритмом.

Обозначим узел дерева как , где – число, означающее уровень узла дерева.

Оценка уровня магнитного поля трансформатора

Цель: оценка уровня магнитного поля электрооборудования предприятия. Исходя из физических представлений и принципа наложения, внешнее поле можно представить как

Io - ток холостого хода трансформатора; w1 - число витков первичной обмотки

Применение промышленных моторов с использованием...

С появлением ВТСП проводников 2-го поколения, для которых зависимость критического тока от магнитного поля значительно слабее, чем у Bi-2223 проводников, стало возможно создание по настоящему эффективных ВТСП

Число полюсов. Скорость вращения, об/мин. Проводник.

Применение инновационных технологий в военном кораблестроении

При плавании корабля магнитное поле Земли намагничивает его металлический корпус, когда корабль

На немецких фрегатах, состоящих на службе в настоящее время (F122/F123/F124)

Предполагается, что значительное сокращение массы, размера и числа концевых устройств...

Алгоритм измерения интегральной и дифференциальной...

Обычно передаточная функция с интегральной нелинейностью аппроксимируется прямой линией по методу наименьших квадратов.

Величина наименьшего значащего разряда у АЦП составляет

Обработку массива оцифрованной синусоиды и вычисление интегральной и...

Великие опыты Майкла Фарадея | Статья в журнале...

Отклонение магнитной стрелки около проводника с током и отклонение проводника с током в магнитном поле имеют одну причину — магнитное действие электрического тока.

В 1840 г. — Фарадей тяжело заболел, у него случилась частичная потеря памяти.

Управление технологическими процессами с помощью магнитных...

В данной программе выполнили расчет магнитной индукции, варьируя параметры катушки.

Для снижения доли микрокапельной фазы в плазме вакуумно-дугового разряда используют электростатические или магнитные сепараторы плазмы [12, 13].

Бесконтактные методы контроля толщины стенки изделия...

Скорость, с которой протекает коррозия, не поддается теоретическому вычислению.

Переменное магнитное поле возбуждает в металлической стенке объекта контроля (ОК) вихревые токи.

Это объясняется, в том числе и недостаточной проработкой методической и...

Похожие статьи

Принцип действия и конструктивные особенности самодельного...

– Параметры чувствительного элемента (площадь контура, число витков катушки, длина выводных проводов и т.д.)

Увеличение напряжение влияет на усиление магнитного поля и увеличение дальности обнаружения предмета.

Пост-квантовый алгоритм электронно-цифровой подписи на...

На практике же количество вычислений для нахождения коллизий будет огромным и ресурсозатратным, поэтому алгоритм Стрибог считается безопасным алгоритмом.

Обозначим узел дерева как , где – число, означающее уровень узла дерева.

Оценка уровня магнитного поля трансформатора

Цель: оценка уровня магнитного поля электрооборудования предприятия. Исходя из физических представлений и принципа наложения, внешнее поле можно представить как

Io - ток холостого хода трансформатора; w1 - число витков первичной обмотки

Применение промышленных моторов с использованием...

С появлением ВТСП проводников 2-го поколения, для которых зависимость критического тока от магнитного поля значительно слабее, чем у Bi-2223 проводников, стало возможно создание по настоящему эффективных ВТСП

Число полюсов. Скорость вращения, об/мин. Проводник.

Применение инновационных технологий в военном кораблестроении

При плавании корабля магнитное поле Земли намагничивает его металлический корпус, когда корабль

На немецких фрегатах, состоящих на службе в настоящее время (F122/F123/F124)

Предполагается, что значительное сокращение массы, размера и числа концевых устройств...

Алгоритм измерения интегральной и дифференциальной...

Обычно передаточная функция с интегральной нелинейностью аппроксимируется прямой линией по методу наименьших квадратов.

Величина наименьшего значащего разряда у АЦП составляет

Обработку массива оцифрованной синусоиды и вычисление интегральной и...

Великие опыты Майкла Фарадея | Статья в журнале...

Отклонение магнитной стрелки около проводника с током и отклонение проводника с током в магнитном поле имеют одну причину — магнитное действие электрического тока.

В 1840 г. — Фарадей тяжело заболел, у него случилась частичная потеря памяти.

Управление технологическими процессами с помощью магнитных...

В данной программе выполнили расчет магнитной индукции, варьируя параметры катушки.

Для снижения доли микрокапельной фазы в плазме вакуумно-дугового разряда используют электростатические или магнитные сепараторы плазмы [12, 13].

Бесконтактные методы контроля толщины стенки изделия...

Скорость, с которой протекает коррозия, не поддается теоретическому вычислению.

Переменное магнитное поле возбуждает в металлической стенке объекта контроля (ОК) вихревые токи.

Это объясняется, в том числе и недостаточной проработкой методической и...

Задать вопрос