ЭВМ М-4

ЭВМ М-4, 1958-1962 гг.

ОСНОВНЫЕ РАЗРАБОТЧИКИ
Карцев М.А, Танетов Г.И., Иванов Л.В., Шидловский Р.П., Рогачев Ю.В., Гливенко Е.В., Филинов Е.Н., Шерихов Е.С., Кузнецова В.П.

Область применения:
управление в реальном масштабе времени экспериментальным комплексом радиолокационных станций контроля космического пространства.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Электронные схемы машины строились на появившихся в СССР в 1957-1958 гг. германиевых транзисторах и диодах. В ИНЭУМ были проведены исследования характеристик транзисторов в различных режимах их работы в электронных схемах ЭВМ (надёжность, стабильность параметров, скорость работы и др.). Исследования показали возможность построить электронные схемы для вычислительных машин с быстродействием свыше 10 тысяч операций в секунду. Элементную базу М-4 составляла импульсно-потенциальная логика, в значительной мере явившаяся данью традициям ламповой техники. Импульсно-потенциальные элементы -клапан (двухвходовое И), один вход и выход которого были импульсные, а второй вход - потенциальный, и триггер (входы - импульсные, выход - потенциальный). С точки зрения быстродействия импульсная система на транзисторах оказалась хуже, чем потенциальная, поскольку при равных частотах в импульсной системе требуется вдвое больше переключений транзистора, чем в потенциальной схеме. При изготовлении М-4 это привело к тому, что оказалось невозможным обойтись без специального отбора транзисторов и диодов. Были разработаны и изготовлены два типа арифметических устройств:

У-1 с использованием импульсно-потенциальной системы элементов на транзисторах П-16Б;
У-2 с использованием чисто импульсной системы на динамическом элементе с диффузионными транзисторами П403 и линиями задержки.

При проектировании для машины М4-М устройства первичной обработки информации была разработана принципиально новая потенциальная система логических элементов, что обеспечило высокую технологичность в изготовлении, надежность в работе, удобство в эксплуатации.

Состав машины:

арифметическое устройство;
устройство управления;
оперативная память (ферритовая);
постоянная память (ферритовая);
устройство приема и выдачи информации;
устройство сопряжения с РЛС;
устройство отображения информации.

Основные характеристики:

система счисления - двоичная;
представление чисел - с фиксированной запятой;
среднее быстродействие – 20 000 операций/с;
объем оперативной памяти - 1024 23-разрядных чисел;
объем постоянной памяти - 1024 23-разрядных чисел.

Особенности аппаратуры М-4 были связаны с ее назначением: аппаратная реализация некоторых сложных операций, разделение памяти программ и констант и памяти данных, функциональное распараллеливание обработки информации благодаря использованию специализированных процессоров ввода-вывода, первичной обработки входных данных. В ЭВМ М-4 была осуществлена первая в мире аппаратная реализация вычисления квадратного корня. Конструктивно машина содержала три уровня:

субблок;
блок;
шкаф.

На субблоке монтировались все электронные схемы машины и ферритовые матрицы запоминающих устройств. Размещение элементов на плате субблока было комбинированным: часть радиоэлементов находилась непосредственно на этой плате, а унифицированные узлы (триггеры, сумматоры и др.) устанавливались на ней в виде отдельных подсборок. Электрические соединения осуществлялись проводным монтажом. На переднюю панель субблока выводились контрольные точки и устанавливались лампочки индикации. С помощью двух 20-контактных разъемов, установленных на задней панели, субблок электрически соединялся с монтажом блока. Размеры субблока — 288 х 266 мм. Всего в машине имелось 344 субблока. В блоке размером 275 х 270 х 485 мм устанавливалось 9 субблоков. Типовой шкаф включал три секции с блоками, в которых размещались съемные субблоки, и две секции с блоками контроля и профилактики. Габариты типового шкафа 2300 х 2120 х 600 мм. Для питания машины использовался трехфазный генератор 400 Гц, 200 В, 4,5 кВА, а также нестабилизированное трехфазное напряжение 50 Гц, 220 В, 1 кВА.

ПРИМЕНЕНИЕ
Головной образец (первый комплект) ЭВМ М-4 в июле 1962 г. успешно выдержал Государственные испытания совместно с РЛС и М-4 была предложена для серийного изготовления. Однако М.А. Карцев предложил для запуска в серийное производство новую машину с более высокими техническими и эксплуатационными характеристиками - ЭВМ М4-2М. Второй комплект машины М-4, доукомплектованный устройством первичной обработки, находился в эксплуатации до 1966 г. с модернизированной РЛС и обозначался как ЭВМ М4-М.