Машины “Урал” в парке ламповых ЭВМ

Первые разработки опытных образцов ЭВМ как в США, так и у нас выполнялись с соблюдением режима секретности; поступавшие в те годы в нашу страну открытые зарубежные публикации по ряду машин, по мнению С. А. Лебедева, носили “рекламный характер”. Следует признать, что, к сожалению, и позже зарубежные публикации многим советским специалистам оставались неизвестными. И публикации советских специалистов были очень редкими. Обмен опытом происходил у нас, в основном, на уровне личных встреч и посещений предприятий.

С годами соперничество сверхдержав стало принимать новые формы. С целью привлечения внимания к научным и техническим достижениям нашей страны в октябре 1955 г. в Дармштадте (Германия) зарубежным специалистам были прочитаны доклады С. А. Лебедевым и Ю. Я. Базилевским, соответственно, о быстрейшей в Европе БЭСМ-1 с ОЗУ на потенциалоскопах и о малой машине для инженерных расчетов “Урал-1”, освоение серийного производства которой тогда уже началось. Пятью месяцами позже технические характеристики “уральских” машин стали известны советским специалистам, присутствовавшим на конференции “Пути развития советского математического машиностроения и приборостроения”, где с пятью докладами и содокладами выступил Рамеев. Первые отечественные научные публикации о машине появились в 1956 г: в шестом номере журнала “Приборостроение” и в трудах упомянутой выше конференции. В начале 1957 г. появилась публикация (о производстве машин “Урал”) для массового читателя в журнале “Советский Союз” № 2, который печатался на нескольких языках, в том же году в научном зарубежном журнале: Bazilevsky. The Universal Electronic Digital Machine (URAL) for Engineering Research, J. Assoc. Computing Machinery, 4(4), 511-519, October 1957 с изложением упомянутого выше дармштадтского доклада.

Первые серийные машины “Урал-1” получили ФИАН, ЦАГИ, ВВА им. Жуковского, ВЦ ВВС, ЦНИИ-108, челябинский “Маяк” и др. Началось широкое внедрение единственной доступной широкому кругу пользователей ЭВМ “Урал-1” в различных отраслях народного хозяйства нашей страны. Их появление позволило решить многие актуальные в то время научно-технические задачи. Известный в дальнейшем программист Н. Н. Говорун на этой машине анализировал фильмовую информацию о треках частиц на пучках синхроциклотрона. Программисты НИИ-5 В. В. Липаев и И. И. Савочкин на “Урале-1” выполнили первые исследования по моделированию процессов обработки радиолокационной информации. Наши машины использовались для инженерных расчетов в ракетной технике, машиностроении и других отраслях. Начались поставки ЭВМ “Урал” в НИИ, КБ, ВУЗы, на заводы и за рубеж: в Индию, ГДР, Болгарию, Чехословакию. Но особо выдающуюся роль эти машины сыграли в подготовке отечественных кадров по вычислительной технике: разработчиков, обслуживающего персонала и программистов. Следует учесть, что для двухсменной загрузки задачами каждой из более чем 180 таких машин использовались по 15-20 программистов, а 2-3 инженера и 2-3 техника обеспечивали техническое обслуживание. Основным учебным пособием по программированию стала книга В. М. Бондаренко, И. Т. Плотникова, П. П. Полозова “Программирование для ЭВМ “Урал”, другими авторами было издано несколько иных книг по такой же тематике. Образовалась ассоциация пользователей ЭВМ “Урал”, способствовавшая обмену опытом эксплуатации и написания программ для этих машин; роль одного из первых пользователей таких машин Е. Т. Гавриленко стала особенно заметной.

Десятки машин-спутниц (М-17, М-27, М-30, М-46, М-56, “Погода”, “Гранит”, “Кристалл”) стали использоваться для решения специальных задач.

Машина “Урал-2” стала первой отечественной серийной машиной среднего класса, первой в стране машиной с самой экономичной и перспективной трехмерной (3D) ферритовой памятью с совпадением полутоков и первой, к которой стали подключать АЦПУ. Скорость работы машины в 50-100 раз превышала скорость работы ЭВМ “Урал-1”. По объему оборудования (2280 ламп, 10000 диодов) она равна самой массовой зарубежной ламповой двухадресной машине IBM-650, но многократно (в 4-5 раз) превосходила ее по скорости вычислений. Объем выпуска нашей машины — около 140 шт. Машину применили и в сфере производственного управления: в контуре сбора информации о технологическом процессе производства аммиака, ее использовали и на московском железнодорожном узле для решения путевых задач о составе поездов.

Серийная машина “Урал-4” — первая и единственная тогда отечественная ламповая ЭВМ, ориентированная на решение задач учета, планирования и обработки больших объемов данных, близка по скоростным данным к IBM-705, но меньше по объему оборудования (примерно 3000-5000 против 6200 ламп). Две машины были включены в состав ВЦ Госбанка. Объем пензенского выпуска — 31 машина. Первое сообщение о машине “Урал-4” было сделано Баширом Искандаровичем, осенью 1961 г. на совещании пользователей машин “Урал” в Свердловске (СГУ). Мне было особенно приятно услышать там, что по оценке потребителей надежность нашего НФ машин первых поставок оказалась высокой, превосходящей или близкой к надежности арифметического устройства, в котором лампы использовались в более легком режиме, чем в НФ. На совещании были впервые показаны распечатки нашего первого отечественного АЦПУ.

Серийная машина “Урал-3” (с перфокарточным вводом и выводом) с несколько отличными характеристиками от “Урал-2” и “Урал-4” была выпущена серией из 22 машин.

Все указанные наши машины образовали гамму “родственных” ЭВМ с единой элементной и конструктивной базой. Она использовалась не только в других наших разработках (“СТАНОК”, МСАРТЭП, СПМ-1), но и в других устройствах (в ДЗУ, в устройстве перфокарточного вывода для “Урала-1”), и в иных прикладных разработках многих организаций благодаря первым в стране поставкам (по заказам) “уральских” компонент машин с Пензенского завода САМ. В частности, в машине “Сетунь” использовали “уральский” магнитный барабан с этого завода, в УВМ “Сталь-2” — “уральские” внешние устройства, АЦПУ У-543 — в БЭСМ-2М, “уральские” компоненты использовались в специализированной вычислительной машине СВМ-1 (А. Д. Смирнов, К. А. Шарий, В. С. Антонов) в ЦАГИ и др. Нацеленность на серийное производство и обязательная в связи с этим унификация стали “стержневой линией” рамеевской школы конструирования ЭВМ, представленной очень молодыми отечественными специалистами. Отметим, что в наших машинах использовались преимущественно “ширпотребовские” электронные лампы, в отличие от М-20 и БЭСМ-2, в которых количество миниатюрных (а значит и более дорогих) ламп было около 50 процентов.

В составе машин “Урал” появились устройства передового в то время модульного исполнения (У-400, У-401, МБ У-421 и У-422, ЛПМ У-440, АЦПУ У-543 и др.). Сложился свой, единый стиль оформления технической документации машин. Получены “пионерские” отечественные достижения в построении ферритовой памяти (типа 3D,4W), АЦПУ, стабилизаторов переменного напряжения для вычислительных машин (СТВМ-10, СТВМ-30). Достигнуты рекордные показатели для серийных универсальных отечественных машин по скорости ввода информации (до 6000 бит/с с перфорированной киноленты), по емкости промежуточной (“барабанной”) памяти (до 8 МБ У-422 емкостью 16384 40-разрядных слов каждый), по внешней магнитной памяти (до 12 шкафов У-440 емкостью 268144 40-разрядных слов каждый). Освоены передовые по тому времени технологии производства германиевых диодов для логических схем и массового производства запоминающих ферритовых сердечников для МОЗУ с совпадением полутоков.

Можно говорить об обеспечении “уральцами” программной совместимости машин “Урал-2,-3,-4”, общая численность которых была около двухсот штук. Начались работы по созданию систем автоматизации программирования: в НИИУВМ А. И. Плетминцев разрабатывал транслятор с АЛГОЛа, Е. Т. Гавриленко в ЦНИИ-108 — программирующие программы.

Сформировались заводские коллективы в Пензе и Кузнецке, выросли заводские коллективы (поставщики “уральцам” компонент НМБ, НМЛ и питания) в Ульяновске, Казани, Волжском. Все эти заводы сыграли заметную роль в становлении и развитии отечественного математического машиностроения. Отметим, что наши машины создавались и выпускались в научно-производственных объединениях, руководители которых (М. А. Лесечко, В. А. Шумов) активно помогали разработчикам и смело начинали освоение “Уралов” до получения положительных рекомендаций междуведомственных комиссий.

Наша новая аппаратура обусловила дальнейший рост числа специалистов по вычислительной технике и прикладной математике в стране.

Следует отметить, что многие специалисты, поработавшие на машинах “Урал” или участвовавшие в наших разработках и производстве, перенесли полученные знания и опыт в другие организации и предприятия, куда они попадали по своему желанию или велению судьбы: В. А. Аверьянов (Минск), В. Д. Борщевский (Киев, Москва), Е. Л. Брусиловский (Ереван, Москва), И. П. Тищенко (Ереван, Пенза), Б. В. Коробов (Саратов), К. Г. Лактюшкин (Рязань), Б. А. Маткин, В. Высоцкий, Д. И. Юдицкий, В. С. Маккавеев и Ю. Н. Беликов (Москва), В. В. Пржиялковский (Ногинск, Минск, Москва), А. Я. Пыхтин (Кишинёв, Минск), Е. И. Шприц и В. Ковалев (Киев), С. Я. Бычков, Г. Л. Мясников, Ю. Н. Михеев, А. М. Полячкин, В. Н. Филиппов, В. Н. Чубаров и М. И. Голубев (Пенза) и многие другие.

Разработчик машины “Урал-1” А. И. Лазарев в течение ряда лет был главным инженером знаменитого НИЭМа, заместитель Рамеева по “Уралу-1” В. С. Антонов в ранге Главного конструктора разрабатывал серийные ЭВМ М-205, М-220, М-220М, М-222, “Клен-1”, “Клен-2”, ЕС-1050, ЕС-1052 и ЕС-1060. Талантливым конструктором проявил себя Д. И. Юдицкий.

В 1960 г. в мартовском номере журнала “IRE Transactions on Electronic Computers” появилась 48-страничная статья “Soviet Computer Technology — 1959”, составленная под редакцией W.H Ware посетившими нашу страну известными представителями компьютерной науки и техники США (S.N. Alexander, P. Armer, M.M. Astrahan, L. Bers, H.H. Goode, H.D. Huskey, M. Rubinoff из IBM, NBS, RAND, Philco, Bendix и университетов Нью-Йорка и Калифорнии). Это был ответный визит после посещения США советской делегацией (С. А. Лебедевым, В. М. Глушковым, Ю. Я. Базилевским, В. С. Полиным и другими). В мае 1959 года в московском аэропорту американцев встречали С. А. Лебедев, А. С. Федоров и В. К. Зайденберг.

С изумительной для того времени открытостью им были показаны ЭВМ “Стрела-3”, “Урал-1”, “Урал-2”, БЭСМ-1, БЭСМ-2, “Сетунь”, “Киев”, СЭСМ, рассказано о машинах МЭСМ, “Арагац”, “Раздан”, “Волга” и названы “Луч”, ЛЭМ-1, М-20 и М-50. Они обсуждали интересовавшие их проблемы компютеростроения и вычислительной математики с виднейшими советскими учеными и конструкторами: А. А. Дородницыным, С. Л. Соболевым, И. Г. Петровским, В. М. Глушковым, А. П. Ершовым, С. А. Лебедевым, Б. И. Рамеевым, М. К. Сулимом, Л. И. Гутенмахером, Н. П. Брусенцовым и др.

Гостями было отмечено, что советские ученые опережают американских в работах по численному анализу, хотя по техническим средствам было отставание на несколько лет.

О широте и глубине научно-технических изысканий в нашей стране делегация смогла судить по многочисленным дискуссиям, в частности, в ИТМ и ВТ АН СССР, об уровне производства ЭВМ — по увиденному на Пензенском заводе САМ процессу сборки и наладки машин “Урал-1” и по готовому к испытаниям опытному образцу “Урал-2”, которые в статье-обзоре представлены наиболее полно. В Пензе гостей принимали директор завода САМ  Б. А. Маткин, Главный конструктор машин “Урал” Б. И. Рамеев и другие.

Составленная гостями и опубликованная в журнале итоговая таблица характеристик советских машин (см. таблицу 1) включала еще скорость счета и даты изготовления машин М-20 и “Арагац”. Рамеев мне говорил, что более полные данные американцам не сообщили “из-за отсутствия готовой эксплуатационной документации”. В таблице американцами приведены для сравнения и типовые данные американских серийных машин и объем производства ЭВМ в США — “сотни” машин. Объем выпуска машин “Урал” в то время — 120 шт., беспрецедентно весомая доля!

Для более полного представления о параметрах американских машин того времени мною составлена приведенная ниже таблица 2.

Таблица 1. Параметры универсальных цифровых ЭВМ. 1959-1960 гг.

Отмечу, что некоторые параметры наших машин отличаются от известных теперь специалистам. Следует учесть, что модификация машины "Урал-2" была начата нами до приезда этой делегации, о ней гостям не говорили, но предполагаемые новые параметры (по НМЛ, АЦПУ для "Урала-3", "Урал-4") назвали в рамках параметров "Урала-2", что подтверждают приведенные в Таблице 3 значения. Уменьшенное время цикла работы нашего МОЗУ У-400 (12 мкс) Б. И. Рамеев назвал американцам по своей инициативе, но после твердого подтверждения разработчиками памяти возможности устойчивой работы при таком цикле работы. Видимо, Баширу Искандаровичу не хотелось показывать время хуже, чем в машинах IBM-704 и IBM-709 Сравните параметры "уральских" машин с параметрами ламповых моделей ведущих в мире компьютерных фирм (таблица 2 составлена по более поздним литературным данным автором этих строк).

Таблица 2. Параметры зарубежных серийных ламповых ЭВМ.

Сопоставьте приведенные в этих трех таблицах сведения и оцените хотя бы в первом приближении уровень разработок и место универсальных цифровых ламповых машин рамеевской школы в парке ЭВМ тех лет.

Обратим внимание на то, что объем производства ЭВМ IBM-704, включая последующие годы, составил всего 130 шт., IBM-709 — 50 шт., М-20 — 20 шт., БЭСМ-2 — несколько десятков шт., “Сетунь” — 50 шт., малых машин М-3 и “Минск-1” вместе с модификациями — 230 шт., а машин “Урал” — около 400 шт. (около 55 процентов отечественного парка универсальных машин).

Отметим, что самой массовой зарубежной универсальной цифровой ламповой машиной была IBM-650 с весьма умеренными скоростными характеристиками.

Нам, принимавшим высоких американских гостей в Пензе, было приятно услышать от них, что машина “Урал-2” будет конкурентоспособна на мировом рынке. Наладчик завода САМ  В. Ковалев рассказывал, что египтяне намеривались закупить такую “уральскую” модель и он соглашался без помощи и без участия других заводских специалистов запустить в эксплуатацию машину в Египте. Но экспорт советских ЭВМ определялся тогда далеко не в последнюю очередь политическими решениями на высшем государственном уровне. Иных сведений об экспорте машин этой модели у меня нет.

Таблица 3. Параметры отечественных универсальных ламповых ЭВМ.

Госкомитет СМ СССР по радиоэлектронике высоко оценил ЭВМ “Урал” и выдвинул работу авторов на соискание Ленинской премии. В конце 1961 г. газета “Известия” (№ 13844) опубликовала сообщение Комитета по Ленинским премиям в области науки и техники о том, что на соискание премии 1962 г. в области приборостроения и средств автоматизации поступила и работа: “Рамеев Б. И., Невский  А. Н., Мухин  В. И., Смирнов  Г. С., Калмыков  А. Г., Сергеев  В. С., Горшков  А. С., Шумилов  А. С., Маткин  Б. А., Албузов  П. В. “Разработка, освоение в производстве и внедрение в народное хозяйство гаммы электронных универсальных автоматических цифровых вычислительных машин типа «Урал» («Урал-1», «Урал-2», «Урал-4»).”

Это было признанием выдающихся успехов необыкновенно молодой рамеевской школы конструирования и пензенских производителей ЭВМ: в списке участников работы четверо последних — представители Пензенского завода САМ.

Комитет по премиям обращался к общественности страны с просьбой принять активное участие в обсуждении поступивших работ. Но была ли доступна общественности информация о нашей работе?!

В 1958 г. ГОСИНТИ тиражом 300 экземпляров выпустило техническое описание и инструкцию по эксплуатации ЭВМ “Урал-1”: в продажу они не поступали. Высоко оценивалась книга В. И. Бондаренко, И. Т. Плотникова, П. П. Полозова “Программирование для ЦВМ Урал”. В 1960 г. Академия им. Жуковского издала пособие”Программирование инженерных задач для цифровой машины “Урал”. В 1961 г. вышла книга Н. Я. Смольникова “Основы программирования для цифровой машины “Урал-1”. В книге А. И. Китова и Н. А. Криницкого “Электронные цифровые машины и программирование” приводились материалы лишь о ЭВМ “Урал-1”. В том же году Академиздат опубликовал книгу “Универсальная автоматическая вычислительная машина Урал-2”, поставлявшуюся только с машинами. В 1962 г. “Машгиз” выпустил книгу Гавриленко  Е. Т., Коробова  Б. В. и Лившина Г. Л. “Программирование для ЭВМ «Урал-1»”. В издательстве “Советское радио” лишь в апреле 1962 г. подписано к печати книга А. Ю. Беркгана и Г. П. Воскресенского”Программирование для цифровой вычислительной машины “Урал-2”. В том же году Издательство МО СССР выпустит книгу Ю. Г. Чугаева, А. А. Пашкова и других “Электронные цифровые машины” с фрагментарным изложением некоторых наших решений (иногда без ссылки на авторов). В 1963 г. выйдет из печати книга Л. К. Голышева “Электронные вычислительные машины”, где будут приведены краткие сведения о наших машинах, включая “Урал-4”. Надо признать, что зарубежные специалисты были раньше наших проинформированы о советских разработках, но вряд ли они стали участниками обсуждения поступившей в комитет работы.

Сомнительно, чтобы “полукустарно” (Б. Н. Малиновский. История вычислительной техники в лицах. Киев, 1995) изготовленная в 1959-1960 годах в Минске малая партия машин М-3 (30 оп/с) и начавшие выпускаться с конца 1960 г. ЭВМ “Минск-1” (2500 оп/с) с МОЗУ емкостью 1024 слова (типа 2D), с НМЛ емкостью всего лишь 65000 слов могли рассматриваться как более предпочтительные в сравнении с гаммой машин “Урал”. Несколько десятков машин БЭСМ-2 c МОЗУ емкостью 2047 слов (типа 2D) и двадцать машин (к 1965 г) М-20 c МОЗУ 4096 слов (типа 2D) относились к классу больших машин и не должны были стать нашими конкурентами, как не могли еще стать нашими конкурентами и А. Н. Мямлин со своими коллегами, завершившие разработку отличной машины “Восток” лишь в 1963 г.

Лауреатами этой премии мы не стали (как и разработчики машин М-2 и М-20), но дополнительную известность получили: у нас самая читающая страна в мире!

В 1962 г. сорокачетырёхлетнему Баширу Искандаровичу Рамееву присуждается учёная степень доктора технических наук без защиты диссертации. Положительные рекомендации дали академики С. А. Лебедев, А. И. Берг и член-корреспондент АН СССР И. С. Брук. Это стало триумфом нашего руководителя, талантливого конструктора, одного из пионеров, первопроходцев вычислительной техники, внесшего выдающийся вклад в становление и развитие отечественного математического машиностроения. Это и признание высоких результатов нашей школы конструирования ЭВМ, носящей его имя.

В 1964 г. завершился незабываемый период создания и производства гаммы ламповых машин “Урал”.

Из книги Г. С. Смирнова “Семейство ЭВМ «Урал». Страницы истории разработок.” Пенза, 2005 г.
Перепечатывается с разрешения автора.