Машины семейства «Наири» сыграли значительную роль в развитии компьютеростроения СССР и стали достойным ответом западным ЭВМ. Наряду с развитием машины формировалась и карьера главного конструктора - Грачьи Есаевича Овсепяна. Жизненный путь этого талантливого человека был тернистым и нелегким, заполненным разработками и противостоянием с системой.
Как все начиналось
Будущий конструктор Грачья Овсепян родился в 1933 году в Ливане. В 1946 году вместе с семьей репатриировался в Армению, где закончил физический факультет Ереванского государственного университета. В 1956 году он попал на работу лаборантом в только что организованное режимное предприятие по созданию вычислительных машин - Ереванский научно-исследовательский институт математических машин (ЕрНИИММ). Руководил институтом математик, член-корреспондент Академии наук СССР и действительный член Академии наук Армянской ССР Сергей Никитович Мергелян.
Ереванский институт математических машин
Сергей Никитович Мергелян (1928 - 2008 гг.).
Ереванский институт математических машин был организован талантливым математиком Сергеем Мергеляном - самым молодым доктором наук в истории СССР (степень присуждена на защите кандидатской диссертации в 20 лет) и член-корреспондентом АН СССР (получил звание в 24 года). Его блестящие способности и достижения в науке произвели столь сильное впечатление на высшее руководство страны, что советское правительство сочло необходимым создать соответствующий институт именно в Ереване. Естественно, директором института стал сам С. Мергелян. Он вложил немало сил в развитие и становление данного научного учреждения, которое в будущем подарило СССР замечательные машины «Наири».
В институте были сформированы функциональные подразделения по проектированию аппаратных и программных средств, включая их конструкторское и технологическое оснащение. Помимо этого запустили цеха для изготовления образцов устройств и узлов, в том числе источников питания. В дальнейшем отдельные цеха объединились в опытное производство, а позже в Опытный завод ЕрНИИММ.
Грачья Есаевич Овсепян
На должности лаборанта Овселян проработал всего год, за который вырос до руководителя группы. Он с института питал особую страсть к полупроводникам. Поэтому сделал все возможное, чтобы попасть в команду Брусиловского, которая как раз занималась разработкой первой советской ЭВМ, реализованной полностью на полупроводниках. Машина называлась «Раздан» и входила в семейство цифровых электронных вычислительных машин общего назначения. Группа под руководством Овселяна трудилась над устройством управления (УУ).
За годы работы (1958-1965 гг.) над «Раздан» авторитет Овселяна значительно вырос. Ему предложили заняться «малыми машинами», которые изначально представлялись в качестве электронных арифмометров. Но молодому разработчику было ясно, что машины не будут ограничиваться функциями больших «калькуляторов». Примерно тогда же Овселян всерьез увлекся микропрограммированием и вдохновился идеями британского профессора Кембриджского университета Мориса Уилкса. В начале 50-х годов британский ученый предложил проектировать управляющие автоматы с помощью микроинструкций, которые хранятся в памяти процессора. Такой способ облегчал проектирование автомата и позволял легко его изменить. Кроме того Уилкс ввел систему мнемонических обозначений для машинных команд, названную языком ассемблера.
«Раздан-3»
По желанию руководства новую машину должны были строить по типу французской модели CAB-500, которая была представлена на Международной выставке вычислительной техники в Москве (1962 год). Но после длительных дискуссий и доводов со стороны разработчиков, желающим создавать собственную машину, а не копировать западную, было принято решение строить принципиально новую ЭВМ.
Процесс разработки «Наири» занял несколько лет и в 1964 году машина была создана. А еще через год запустили серийный выпуск ЭВМ «Наири».
Характеристики «Наири»
«Наири» относилась к классу электронных цифровых вычислительных машин дискретного действия малой производительности. Была выполнена целиком на полупроводниковых приборах с потребляемой мощностью порядка 1,6 кВт. Предназначалась ЭВМ для решения достаточно широкого круга математических задач, возникающих при инженерно-экономических расчетах и научных исследованиях. Машина целиком выполнена на полупроводниковых приборах.
«Наири» состояла из главного шкафа машины (арифметического устройства, устройства управления, оперативного запоминающего устройства, долговременного запоминающего устройства, внешнего устройства, пульта управления) и шкафа питания (блоки стабилизированных источников питания, блок защиты и сигнализации, блок управления).
Арифметическое устройство (АУ) выполняло арифметические и логические операции над числами и командами, состояло из одного регистра - сумматора (См). В сумматоре содержалось 37 разрядов (34-й - для представления дробной части числа, 35-й - для представление целой части, 36-й - знак числа, а 37-й - дополнительный). Функции вспомогательных регистров выполнялись фиксированными ячейками оперативного запоминающего устройства.
Устройство управления (УУ) предназначалось для автоматического управлением машиной при выполнении заданной программы решения задачи. Состояло из блоков:
- 14-ти разрядного счетчика команд (СчК), указывающего адрес ячейки ОЗУ или ДЗУ, из которой необходимо выбрать очередную команду;
- 36-ти разрядного регистра команд (Р гК), принимающего и сохраняющего команду во время ее выполнения;
- центрального устройства управления (Ц УУ) машины, работающего по принципу микропрограммного управления;
- блока распределения импульсов (ВРИ) для образования импульсов элементарных операций, входящих в состав микрокоманды.
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) предназначалось для записи, хранения и выдачи команд и чисел, промежуточных и конечных результатов вычислений. Время обращения к ОЗУ составляло 20 мксек. Накопитель был выполнен в виде 8 кассет, в каждой из которых было по 128 ячеек. Выбор клапана и линейки производился с помощью двух дешифраторов (потенциального на 64 выхода и импульсного на 16 выходов).
Долговременное запоминающее устройство (ДЗУ) использовалось для хранения и выдачи команд, различных вспомогательных данных и микропрограмм управления. Время обращения к ДЗУ составляло 12 мксек. Общая емкость - 16384 числа, из которых первые 2048 имели 72 разряда и отводились для хранения микропрограмм управления. Остальные использовались для хранения различных подпрограмм дешифрации исходной информации, автоматического программирования и т.д. Накопитель состоял из 9 ячеек, в каждой из которых было по 8 рядов оксиферов. Ввод информации в ячейку осуществлялся через прошивку кодов по разрядам и рядам. Выбор адреса для чтения данных производился с помощью потенциальных дешифраторов выбора ячейки накопителя на 8 выходов, выбора провода на 16 выходов, выбора ряда на 8 выходов, а также импульсного дешифратора выбора провода на 16 выходов.
Внешнее устройство (ВУ) предназначалось для ввода информации в машину и вывода результатов вычислений. Оно включало в себя печатающее устройство, перфоратор бумажной ленты и трансмиттер. Скорость работы аппаратов ВУ составляло 6 символов в секунду. В зависимости от выбора режима, ВУ могло работать независимо от машины в автономном режиме.
Блок-схема «Наири»
Пульт управления «Наири» состоял из панели сигнализации (ПС) и панели управления (ПУ). Панель сигнализации использовали при выборе нужного режима работы и световой сигнализации. Обеспечивалось 6 режимов: «универсальный» (обычным режим работы), „счетный” (непосредственно для вычислений), „выдача памяти” (вывод данных в виде команд или чисел), „шаговый” (останавливающий машину после проведения операции), „полуавтоматический” (останавливающий машину после проведении псевдооперации и машинной операции) и „останов по адресу” (останавливающий по адресу команды). Панель управления применялась для различных наладочных работ (передача кода в разные регистры машины, гашение регистров, запись и чтение по ОЗУ и т.д.).
ЭВМ „Наири“ была двухадресной программно-управляемой машиной с естественным порядком выполнения команд и двоичной системой счисления. Среди особенностей стоит выделить: возможность ввода задач на языке, близком к математическому, с использованием автоматического программирования при решении задач; возможность работы в режиме настольной счетной машины. Форма представления чисел - с фиксированной запятой. Подпрограммы выполняли операции над числами с плавающей запятой.
Все передачи между регистрами, запись в оперативное запоминающее устройство, выдача кодов, арифметические операции производились параллельным способом. Данные вводились в „Наири“ с помощью клавиатуры печатной машины или с перфорированной бумажной ленты в буквенно-цифровом виде. Выводились результаты через печать в буквенно-цифровой форме или на перфорацию.
Пример средней скорости вычисления некоторых задач:
- элементарные функции (типа sinx, l g x, еХ и т.д.) - 70 ÷ 100 мсек;
- система линейных алгебраических уравнений 28-го порядка - 20 мин;
- в вычисление определителей 12-го порядка - 10 мин;
- обращение матрицы 12-го порядка - 12 мин;
- нахождение собственных значений матрицы 12-го порядка - 14;
- нахождение собственных значений и собственных векторов матрицы 12-го порядка - 1,5 часа;
- решение алгебраического уравнения 42-го порядка - 1,5 часа.
В режиме автоматического программирования задачи решались без предварительного программирования. Алгоритм решения задачи задавался в виде операторов (указаний). Программа, записанная в таком виде, очень напоминала обычный язык математики. Специальный транслятор, приняв операторную программу, составлял рабочую. В свою очередь, в случае необходимости, такую рабочую программу можно было вывести и использовать, как самостоятельную. В результате режим автоматического программирования превращал „Наири” в машину с более привычным и сжатым языком по сравнению с машинным. Операторы программировались в любой последовательности в соответствии с задачей. Всего имелось 17 операторов. А именно: допустим; вычислим; вставим; введем; решим; печатаем; программа; если; идти к; интервал; спросим; храним; начертим; кончаем; останов; массив; исполним. Благодаря простоте этих операторов, машину мог обслуживать персонал, далекий от программирования.
Что же касается конструкции ЭВМ, то как уже было написано, она состояла из главного шкафа и шкафа питания. Главный шкаф был выполнен в виде письменного стола, что позволяло оператору, сидя перед пультом машины, производить все необходимые операции, но и делать соответствующие отметки в журнале. А шкаф питания представляет собой отдельную тумбу и соединяется с главным при помощи разъемного жгута. В машине
присутствовало 14 типов ячеек, выполненных с помощью печатного монтажа. Ячейки соединялись в блоки с печатным исполнением коммутации, связь по которым осуществлялась проводным монтажом. Для более удобного доступа к оперативному запоминающему устройству адресную часть накопителя вывели на дверь-плату куба ОЗУ.
Успех
Итак, выход „Наири“ в 1964 году стал настоящей сенсацией в компьютеростроении СССР. Машина имела высокий технический уровень и могла решать широкий спектр задач. Была даже создана Ассоциация пользователей и разработчиков ЭВМ НАИРИ. На встречах, которые проводились каждый год, участники обменивались опытом по развитию и усовершенствованию программного обеспечения, обсуждали различные задачи и решения по самому использованию машины. Гибкость микропрограммного метода управления позволяла быстро вносить соответствующие изменения в многочисленные модификации „Наири“. Более того, часто даже сами пользователи могли вносить нужные изменения в ЭВМ, персонализируя машину под себя.
С 1965 по 1967 года вышли разные модификации машины. Первой была «Наири-М». Она отличалась от базовой модели комплектацией внешних устройств - в состав периферии ввели фотосчитывающее устройство FS-1501 и ленточный перфоратор ПЛ-80. Следом за ней появилась „Наири-К“, в которой до 4096К слов увеличилось ОЗУ. Выпуск „Наири-С“ состоялся через год. В качестве устройства ввода-вывода была применена электрифицированная пишущая машинка Consul-254.
»Наири-2" и «Наири-3»
В 1966 году вышла «Наири-2», которая отличалась увеличением объема памяти (до 2048К 36-разрядных слов) и быстродействия. К новой модели были применены более производительные устройства ввода-вывода.
Документация к «Наири-2»
Но более повышенный интерес со стороны государства вызвала «Наири-3». Машина стала серьезным проектом, на реализацию которого выделили солидную сумму денег. Это была первая советская ЭВМ третьего поколения, реализованная на гибридных интегральных схемах. Микропрограммный принцип управления первой модели в «Наири-3» достиг наивысшего развития и был доведен до качественно нового уровня. При этом появилась возможность уплотненного хранения больших (до 128 тысяч микрокоманд) массивов микропрограмм при одновременном резком сокращении времени обращения, а также допускалось применение всех необходимых приемов обычного программирования. Благодаря чему удалось обеспечить многоязыковую структуру ЭВМ, режим разделения времен с одновременным доступом до 64 терминалов, каждый из которых мог выполнять функции одной ЭВМ «Наири-2», получить развитую систему диагностики на микропрограммном уровне, а также реализовать сложные алгоритмы специализированных задач на смешанном программно-микропрограммном уровне.
«Наири-3»
«Наири-3» соответствовала самым высоким техническим стандартам того времени. Даже американцы признали высокую технологичность и развитость машины. Это был невероятный успех для разработчиков, которые усердно трудились над созданием ЭВМ. Соответственно, на машину возлагались немалые надежды. В планах у руководящих сил созревал запуск серии таких ЭВМ. В следствии чего группа специалистов, возглавляемых Овсепяном, отправилась в Астрахань. И за рекордно короткие сроки они сумели отладить и с высокой приемной оценкой сдать заводской комиссии семь работающих моделей «Наири-3». Продуманность и качественная проработка проекта позволила в дальнейшем выпускать серийные машины без особых навыков и затраты времени. Одной из замечательных особенностей ЭВМ «Наири» являлась их высокая технологичность, позволяющая организовать производство практически на любом предприятии подходящего профиля.
«Наири-4»
Можно считать модели «Наири» советскими прародителями современных персональных компьютеров. В ЭВМ «Наири-3» было реализовано упрощение взаимодействия пользователя с машиной при одновременном его обогащении и расширении. Собственно, «Наири-4» задумывалась, как персональный компьютер того времени. У ЭВМ была оригинальная архитектура, состоящая из комплекса вычислительных средств, позволяющих создавать любую конфигурацию проблемно-ориентированных машин, среди которых базовым являлся усеченный процессор с оперативным хранением плотно упакованных микропрограмм. «Наири-4» стала очередным этапным достижением советской компьютерной техники.
Судьба создателя
Как раз во время активных работ над созданием «Наири-4», когда Овсепян был на вершине своего триумфа, его родные подали документы на выезд из СССР. Это поставило ученого перед тяжелым выбором между карьерой и семьей. После долгих размышлений, Овселян принял решение, которым буквально шокировал многих. Сперва он ушел из института. После чего уехал в Москву, где занялся сбором документов для выезда за границу. Но к сожалению так быстро воссоединиться с семьей ему не удалось… Овселяну не разрешили выехать из Союза, более того, оставили в «отказниках» (те, кого не выпускали за рубеж, но и не разрешали работать в советские учреждениях). На протяжении почти 10 лет он находился в безвыходном положении, вынужден был трудиться на самых низкооплачиваемых и тяжелых работах, часто находился на грани бедности и голода.
Овсепян с семьей
И наконец, в конце 1988 года, благодаря вмешательству конгресса США и лично президента Рональда Рейгана, Овсепяну позволили покинуть родину. К тому времени из его большой семьи осталась только старенькая мать и брат. Второго брата и сестры уже не было в живых. Личная драма усилилась тем, что в новой стране его талант остался невостребованным. Зарубежные компании с недоверием отнеслись к уже немолодому советскому разработчику, который столько лет не работал по специальности и мало что знал о современных технологиях.
Грачья Овсепян с другом в горах Лос-Анджелеса
И вот так талантливый и некогда выдающийся ученый стал простым рабочим, инструментами зарабатывающим себе на жизнь. Он поселился в Лос-Анджелесе и устроился в компанию по ремонту компьютеров. Там он живет и по сей день. И пусть достижения Овсепяна в далеком прошлом, его вклад в советское компьютеростроение останется неизменно-важным, как и наследие в виде машин семейства «Наири».
Тигран Гаспарян, Сергей Оганджанян
Высокий уровень математической школы, наличие высококвалифицированных конструкторов и технологов, развитая производственная база предопределили решение правительства СССР о создании в 1956 г. в Ереване научно-исследовательского института математических машин (ЕрНИИММ). Наверное, самые популярные в СССР малые универсальные ЭВМ были разработаны в ЕрНИИММ – ЭВМ семейства «Наири» (одно из названий территории древней Армении, которую ассирийцы во втором тысячелетии до нашей эры называли «страной Наири» – страной рек) . Мало кто знает, что «отцом» семейства ЭВМ «Наири-1,2,3» и их модификаций был Грачья Есаевич Овсепян (родился в 1933 г.), который в 1946 г. вместе с семьей репатриировался в Армению из Ливана, окончил физический факультет Ереванского государственного университета и с большим трудом пробился в ЕрНИИММ – недавно организованное режимное предприятие (считалось, что приезжие из-за рубежа люди не могут быть носителями секретов), на должность лаборанта. Руководил институтом математик, член-корреспондент Академии наук СССР и действительный член Академии наук Армянской ССР . Овсепян (см. фото) попал в отдел Е.Л. Брусиловского, которому была поручена разработка первой в СССР ЭВМ полностью реализованной на полупроводниках – « » (1958–61). По окончании работы авторитет Овсепяна возрос настолько, что ему предложили возглавить новое направление в проектировании ЭВМ – так называемые «малые машины».
А все началось с того, что в 1962 г. на Международной выставке вычислительной техники в Москве советские руководители ознакомились с французской машиной CAB-500, которая относилась к категории «малых ЭВМ» и возжелали иметь «точно такую же». К сожалению, научно-техническое развитие СССР в области вычислительной техники, при всех впечатляющих достижениях советской науки, носило догоняющий характер. Этому способствовало технологическое отставание в производственной сфере.
Когда Овсепяну было предложено заняться т. н. «малыми машинами», заказчику (Министерству машиностроения и приборостроения) первоначально они представлялись всего лишь в качестве электронного арифмометра, чем-то вроде современного калькулятора, и не более того. Почему Овсепян не мог принять требования заказчика «сделать точно, как у французов»? CAB-500 – это машина последовательного действия, эффективная работа которой возможна лишь при использовании памяти большого объёма, что и было реализовано в данной мини-ЭВМ посредством суперсовременных (на то время) магнитных барабанов. Создание в СССР аналогичных устройств при его низком технологическом уровне представлялось Овсепяну совершенно немыслимым (что, кстати, подтвердилось в ходе последующих работ), и он предложил компенсировать технологический недостаток оригинальностью технических решений: машина должна быть параллельного действия с микропрограммным принципом управления; программы и микропрограммы хранятся в единой постоянной памяти большого объёма, реализованной на съёмных кассетах; предусмотрена микропрограммная эмуляция математического обеспечения существующих ЭВМ и др. .
«Наири-1»
(разработана в 1962–1964 гг.) – двухадресная, двоичная, программно-управляемая ЭВМ (т. е. с фон-Неймановской архитектурой), выполнена целиком на полупроводниковых приборах и стала первой советской малой ЭВМ «широкого потребления». Первые же испытания созданной машины показали, что в СССР появилась принципиально новая разработка. Особенностью « » являлась организация управления и автоматизированного программирования по микропрограммному принципу, что дало возможность существенно упростить обслуживание машины, уменьшить габариты, увеличить надёжность и сделать её доступной для специалиста любой области науки и техники (что свойственно современным ПК). В целом, реализация данного метода носила полностью самостоятельный характер, что подтверждается, в первую очередь, оригинальностью самой разработки. Возможно, недостаток информации сыграл определённую положительную роль, заставив разработчиков «Наири-1» пойти своим, непроторённым путём. Принципиально новые схемотехнические решения, развитое программное обеспечение, ориентированное на решение возникающих в инженерной практике технических задач позволили, с одной стороны, сформировать базовую архитектуру всего семейства малых ЭВМ «Наири» (запатентована во многих странах), а с другой – создать одну из самых распространённых в СССР малых ЭВМ, нашедшую широкое применение в научно-исследовательских институтах, промышленности и высших учебных заведениях страны . Разработанная в 1966 ЭВМ «Наири-2» (увеличен объём оперативной памяти и др.) по внешнему виду и архитектуре не отличалась от «Наири-1». ЭВМ «Наири-1,2» состояли из главного шкафа , который был выполнен в виде письменного стола, что позволяло оператору сидя перед пультом машины производить все необходимые операции, а также делать соответствующие отметки в журнале, и шкафа питания в виде отдельной тумбы (включал блоки стабилизированных источников питания, блок защиты и сигнализации, блок управления), соединенной с главным шкафом при помощи разъёмного жгута (рис. 1).
Рис. 1. Общий вид ЭВМ «Наири-1, 2»
В состав главного шкафа входили арифметическое устройство, устройство управления, память машины (оперативное запоминающее устройство, долговременное запоминающее устройство), внешнее устройство, пульт управления. На рис. 2 представлена блок-схема ЭВМ «Наири-1, 2».
Рис. 2. Блок-схема ЭВМ «Наири»
Арифметическое устройство (АУ), параллельного типа со сквозным переносом, выполняло арифметические и логические операции над числами и командами, состояло из одного 36-разрядного универсального регистра-сумматора (Сумматор). В качестве остальных регистров использовались группы фиксированных ячеек оперативного запоминающего устройства машины (Фикс. адреса ОЗУ). Для каждой фиксированной ячейки были определены микрооперации чтения и запоминания, что обеспечивало независимость от цикла всей оперативной памяти и резкое увеличение быстродействия.
Устройство управления (УУ), построено по микропрограммному принципу, включало 14-ти разрядный счётчик команд (СчК), указывающий адрес ячейки оперативного или долговременного запоминающего устройства, из которой необходимо выбрать очередную команду, 36-ти разрядный регистр команд (РгК), принимающий и сохраняющий команду во время её выполнения, центральное устройство управления машины (ЦУУ), работающее по принципу микропрограммного управления и блок распределения импульсов (БРИ). Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), для записи, хранения и выдачи команд и чисел, промежуточных и конечных результатов вычислений (объём – 1024 слова – 8 кассет по 128 ячеек, плюс 5 регистров, время обращения 20 мкс), выполнено на ферритовых сердечниках. Выбор адреса ячеек ОЗУ проводится дешифратором.
Долговременное запоминающее устройство (ДЗУ) кассетного типа (на оксиферах ёмкостью 16384 адреса) для организации памяти микропрограмм стало принципиально новой особенностью архитектуры ЭВМ и использовалось в двух целях: для организации памяти микропрограмм; для хранения встроенного прикладного программного обеспечения (ПО) ЭВМ. Выбор адреса для чтения необходимой информации проводится дешифратором. Объём каждой кассеты составлял 2048 36-разрядных слов. Необходимая разрядность микрокоманд (72 разряда) обеспечивалась путём одновременного считывания информации с двух кассет. Остальной объём ДЗУ (14 тысяч 36-разрядных слов) был выделен для хранения компиляторов с языков типа «Ассемблер» и «Бейсик», пакетов программ решения дифференциальных уравнений, всего спектра задач линейной алгебры, программ непосредственного счёта разнообразных арифметических выражений в диалоговом режиме, программ управления пишущей машинки и перфоленточного ввода/вывода, построения графиков и диаграмм, а также комплекса технологических программ проверки всех узлов как на этапах производства, так и при эксплуатации ЭВМ, или же поставлялся «пустой», с возможностью прошивки пользователями своих наиболее часто используемых программ. Время обращения (12 мкс) позволило реализовать весь спектр задач с временны ми характеристиками лучше, чем в зарубежных малых ЭВМ, в которых в качестве накопителей программного обеспечения использовались запоминающие устройства типа «магнитный барабан». Среди особенностей программного обеспечения можно выделить возможность ввода задач на языке, близком к математическому, с использованием языка автоматического программирования (АП). В режиме АП алгоритм решения задачи задавался в виде операторов (указаний). Специальный транслятор, приняв операторную программу, составлял рабочую. В свою очередь, в случае необходимости, такую рабочую программу можно было вывести и использовать, как самостоятельную. Всего имелось 17 операторов, которые можно было вводить на русском языке: допустим, вычислим, вставим, введем, решим, печатаем, программа, если, идти к, интервал, спросим, храним, начертим, кончаем, останов, массив, исполним . Благодаря простоте этих операторов, машину мог обслуживать персонал, далекий от программирования.
Внешнее устройство (ВУ), для ввода информации в машину и вывода результатов вычислений; включало печатающее устройство, перфоратор бумажной ленты и трансмиттер (ФСМ). Скорость работы аппаратов ВУ – 6 символов в секунду. Местное управление ВУ содержало устройство управления ввода-вывода, общее для всех аппаратов, в котором принимались и хранились коды при вводе и выводе информации, и схему управления, которая в зависимости от набранного на пульте режима, обеспечивала работу соответствующего аппарата. Данные вводились с помощью клавиатуры печатной машины или с перфорированной бумажной ленты в буквенно-цифровом виде. Выводились – через печать в буквенно-цифровой форме или на перфорацию.
Пульт управления состоял из панели сигнализации (использовалась при выборе нужного режима работы и световой сигнализации) и панели управления, для различных наладочных работ.
Быстродействие ЭВМ «Наири-1» для операций сложения над числами с фиксированной запятой составляло 2–3 тыс. оп/сек, для умножения – 100 оп/сек, для операций над числами с плавающей запятой – 100 оп/сек. ЭВМ «Наири-1» имела тактовую частоту – 50 Гц, потребляла – 1,6 кВт, напряжение электропитания – 220 В. ЭВМ занимала площадь около 20 кв. м (главный шкаф – 2014×1100×960 мм; шкаф питания 1100×657×1026 мм).
Гибкость микропрограммного метода управления позволяла быстро вносить соответствующие изменения в многочисленные модификации «Наири». Более того, часто даже сами пользователи могли вносить нужные изменения в ЭВМ, персонализируя машину под себя . С 1964 г. машина выпускалась на двух заводах: в Армении, а также на Казанском заводе ЭВМ (с 1964 по 1970 годы выпущено более 500 машин). Архитектурное решение, применённое в этой машине, было запатентовано в Англии, Японии, Франции и Италии. Наиболее ярко отличительные особенности «Наири-1» проявились на юбилейной Международной Лейпцигской ярмарке весной 1965 г., на которой демонстрировались малые ЭВМ различных фирм и стран (Англии – фирма ICL, Франции – фирма Bull, ФРГ – фирма Zuse и др.). ЭВМ «Наири-1» была единственной микропрограммной машиной с расширенной разрядной сеткой (36 разрядов), обеспечивающей высокую производительность, повышенную точность вычислений (остальные ЭВМ имели разрядные сетки 8, 16 разрядов). Быстродействие «Наири-1» было вне конкуренции, т. к. ПО было размещено в ДЗУ, а в остальных ЭВМ оно хранилось во внешних запоминающихся устройствах типа «магнитный барабан». Выход «Наири-1» в 1964 г. стал настоящей сенсацией в компьютеростроении СССР (была даже создана Ассоциация пользователей и разработчиков ЭВМ «Наири»). Существовали модификации машины: «Наири-М» (1965 г.), отличалась от базовой модели составом ВУ (устройство ввода с перфоленты FS-1500 производства ЧССР и устройство вывода на перфоленту ПЛ-80 Казанского завода пишущих устройств); «Наири-С» (1967 г.) – в состав ВУ введена электрофицированная пишущая машинка «Консул-254», для управления которой в СКБ Казанского завода разработан тиристорный блок и «Наири-К» (1967 г.) отличалась от «Наири-С» – объём ОП (увеличен до 4096 слов).
«Наири-2»
(1966 г.) отличалась увеличением объёма памяти (до 2048 36-разрядных слов) и быстродействия. К новой модели были применены более производительные устройства ввода-вывода. Разработчиками ЭВМ «Наири-2» было получено дополнительно пять авторских свидетельств, включая свидетельство на изобретение, позволяющее проводить выполнение логических операций «И», «ИЛИ» непосредственно в оперативной памяти, её фиксированных ячейках, без какого либо обращения к арифметическому устройству.
Сопоставляя ЭВМ «Наири-1» и «Наири-2» с современным уровнем вычислительной техники хотим отметить, что указанные ЭВМ в принципе сопоставимы по своим характеристикам (за исключением объёмных), включая «дружественный интерфейс пользователя», с персональными ЭВМ архитектуры IBM PC, построенными на микропроцессорах Intel серии 486, серийно выпущенных 20 лет спустя . И после такого успеха странно было слышать от людей, называющих себя специалистами в области вычислительной техники утверждение, что машина скопирована с французской САВ-500, хотя как можно сравнивать архитектуру ЭВМ параллельного и последовательного действия. Другая тенденция принижения места и роли ЭВМ «Наири-1, 2» и её конструктора Г.Е Овсепяна в истории развития советского компьютеростроения – замалчивание. При этом, практически на всех тематических выставках за рубежом, в которых СССР принимал участие, машины «Наири» неизменно экспонировалась на самом почётном месте (представлялись в 19 странах, в том числе капиталистических).
«Наири-3»
(создана в начале 1970 года) была первая советская машина третьего поколения, реализованная на гибридных интегральных схемах (рис. 3).
Рис. 3. ЭВМ «Наири-3»
Заложенный ещё в «Наири-1» микропрограммный принцип управления был максимально развит и доведён в «Наири-3» до качественно нового уровня, создана возможность уплотнённого хранения больших (до 128 тысяч микрокоманд) массивов микропрограмм (для сравнения – предельноеc количество микрокоманд, хранимых в существующих до «Наири-3» ЭВМ, составляло всего 4 тысячи) при одновременном резком сокращении времени обращения и сохранения возможности применения всех приёмов обычного программирования (например, условные и безусловные переходы, групповые операции и т. д.) . Эта новаторская компьютерная архитектура позволила обеспечить: многоязыковую структуру ЭВМ; режим разделения времён с одновременным доступом до 64 терминалов, каждый из которых мог выполнять функции одной ЭВМ «Наири-2»; развитую систему диагностики на микропрограммном уровне; двухмашинный режим работы; реализацию сложных алгоритмов специализированных задач на смешанном программно-микропрограммном уровне. Соответствие «Наири-3» самым высоким техническим стандартам того времени признавали и американцы, приводя её в качестве единственного примера советской машины третьего поколения, которая в состоянии сравниваться с современными ей американскими моделями. Этот потрясающий успех скромного по своим масштабам предприятия был достигнут ценой неимоверных усилий Овсепяна и выпестованного им талантливого коллектива разработчиков. Следует отметить, что одним из замечательных качеств ЭВМ серии «Наири» являлась их высокая технологичность, что позволяло организовать их производство практически на любом предприятии подходящего профиля. Создание в начале 1970-х гг. серии семейства ЭВМ «Наири-3» («Наири 3-1», «Наири 3-2», «Наири 3-3») было продиктовано необходимостью системного использования ЭВМ в различных автоматизированных системах управления (многотерминальных системах коллективного пользования, системах автоматизированного управления производством радиоэлектронной аппаратуры и др.). Значительное расширение области применения «Наири-3» потребовало пересмотра определённых компонентов архитектуры ЭВМ. Например, переход от области решения инженерных задач в область систем управления потребовал: значительного расширения архитектуры ЭВМ и возможностей машинного языка; пересмотра системы ввода-вывода информации; перехода к многомашинным структурам; повышения достоверности обрабатываемых данных; реализации многотерминального доступа к источникам информации в режиме близком к реальному времени. При этом, максимально использовалось существующее в то время ПО, включая пакеты прикладных программ, разработанные для других ЭВМ и широко используемые в находящихся в эксплуатации автоматизированных системах управления производством. Успешная реализация поставленных задач была осуществлена благодаря использованию целого комплекса структурных и схемотехнических решений, апробированных в различных моделях серии «Наири-3» и защищенных многими авторскими свидетельствами. Принципиально новым явилась организация микропрограммного устройства управления (МУУ), имеющего двухуровневую структуру. Первый (нижний) уровень представлял собой память минимальной ёмкости, в которой хранился набор всех необходимых микрокоманд, задающих все множество микроопераций, управляющих аппаратным контуром ЭВМ. Второй (верхний) уровень задавал последовательность адресов микрокоманд, реализующих микропрограммы, выполняемые в машинных командах. В качестве памяти адресов микрокоманд могли быть использованы любые типы запоминающих устройств ЭВМ. Предложенная двухуровневая структура МУУ позволила формировать в моделях серии «Наири-3» хранилище практически неограниченного набора микропрограмм. Как показали исследования, в предлагаемой структуре МУУ была достигнута предельная плотность упаковки микропрограмм, приближающаяся к теоретическому пределу минимального кодирования информации . Реализация в ЭВМ серии «Наири-3» практически неограниченного объёма микропрограмм позволила впервые в СССР и одним из первых в мире практически применить методы полной микропрограммной эмуляции не одного, а одновременно несколько машинных языков, функционирующих одновременно. Так, в моделях серии «Наири-3» были реализованы машинные языки ЭВМ «Наири-1», «Наири-2», «Минск-22». При этом эмуляции подверглись не только отдельные команды, но и идиомы, представляющие некоторые последовательности машинных команд, имеющие определенное назначение (например, команды управления внешней памятью – магнитные ленты). Микропрограммирование идиомы позволило в некоторых случаях повысить производительность эмулятора на один, два порядка. Введение аппаратных средств многотерминального доступа к источникам информации (в ЭВМ «Наири-3-2») позволило создать аппаратно-программную платформу автоматизированных систем управления производством. Коллектив разработчиков «Наири-3» в 1971 году был удостоен Государственной премии СССР (Г.Е. Овсепян – главный конструктор, Ф.Т. Саркисян, А.Н. Сагоян, М.А. Хачатрян, М.Р. Буниатян, Х.К. Эйлезян, В.Г. Ишин, С.А. Туманян, А.В. Закиров) и премии Ленинского комсомола СССР (Г.А. Оганян, А.Г. Геолецян, Э.Л. Джанджулян, И.М. Ермаков, В.Г. Гончоян, Л.А. Карапетян, В.Г. Азатян, Г.К. Асланян). Можно считать модели «Наири» советскими прародителями современных персональных компьютеров. Однако даже после этого триумфа у Г. Овсепяна проблем стало не меньше; чем крупнее были его достижения, тем сложнее становились его отношения (учитывая его «неуживчивый» характер, полное отсутствие умения угождать начальству) с его оппонентами.
«Наири-4»
задумывалась Овсепяном, как персональный компьютер. У ЭВМ была оригинальная архитектура, состоящая из комплекса вычислительных средств, позволяющих создавать любую конфигурацию проблемно-ориентированных машин, среди которых базовым являлся усечённый процессор с оперативным хранением плотно упакованных микропрограмм. «Наири-4» стала очередным этапным достижением советской компьютерной техники. К сожалению, все новаторские начинания остались на бумаге. В самый разгар работ над «Наири-4» подали документы на выезд из СССР в США ближайшие родственники Г. Овсепяна – оба брата, сестра и мать. Это поставило учёного перед тяжёлым выбором между карьерой и семьёй. В расцвете творческих сил, на вершине своих достижений Овсепян в 1976 году объявил о своём уходе из института, после чего уехал в Москву, где занялся сбором документов для выезда за границу. Но, к сожалению, так быстро воссоединиться с семьей ему не удалось (у него была высокая форма допуска секретности: факт, который проигнорировали его родные). Овсепян смог покинуть СССР только в декабре 1988 г. и воссоединиться с семьёй в США. К тому времени из его большой семьи осталась только старенькая мать и брат. Второго брата и сестры уже не было в живых. Личная драма усилилась тем, что в новой стране его талант остался невостребованным. Он поселился в Лос-Анджелесе (там он живет и по сей день) нашёл работу в компании по ремонту компьютеров .
Два друга, бывшие ЕрНИИММовцы, в горах Лос-Анджелеса (слева Андраник Мкртчян, справа Грачья Овсепян).
На склоне лет, на чужбине, снова встретились Сергей Никитович Мергелян и Грачья Есаевич Овсепян, два великих человека, которых можно смело назвать одними из основоположников отечественной вычислительной техники, многие бывшие ЕрНИИММовцы (см. фото).
Дальнейшее развитие семейства малых ЭВМ «Наири» воплотилось в создании серии ЭВМ «Наири-4», предметно-ориентированной, в основном, для специального применения (была создана в 1974–1981 гг. серия ЭВМ «Наири 4 АРМ/Наири 4» и «Наири 4/1», главный конструктор – Г. Оганян; система была программно совместима с PDP-11 и серией СМ ЭВМ). Наивысшая производительность в моделях серии «Наири-4» была достигнута в 1977 году в ЭВМ «Наири-4/1» (2 млн операций в секунду).
В 2014 г. исполнилось пятьдесят лет со времени создания первой ЭВМ серии «Наири» – семейства машин, которые, сыграли важную роль в истории развития отечественной вычислительной техники. И пусть достижения Овсепяна в далёком прошлом, его вклад в советское компьютеростроение останется важным этапом, как и наследие в виде машин семейства «Наири».
Литература:
- Акопян Г.Г. «Наири»: триумф и драма //Независимый бостонский альманах «Лебедь», № 355, 2003 г.
- Оганян Г.А. Семейство малых ЭВМ «Наири» ;
- Оганджанян С.Б. Развитие вычислительной техники и электроники в Армянской ССР. /В книге “История отечественной электронной вычислительной техники”. –М.: издательский дом «Столичная энциклопедия». С. 600–613.
- Крайнева И.А., Пивоваров Н.Ю., Шилов В.В. Становление советской научно-технической политики в области вычислительной техники (конец 1940-х – середина 1950-х гг.) Идеи и Идеалы № 3(29), т. 1, 2016 г.
Об авторе:
Гаспарян Тигран Гаспарович, к.т.н., доцент, Москва, Россия.
Оганджанян Сергей Беникович, к.т.н., доцент, Московский авиационный институт, Москва, Россия.
Помещена в музей с разрешения авторов
29 Мая 2017
1918
- Постановлением Коллегии ВЧК в губерниях и уездах Советской России образовывались Чрезвычайные комиссии. Все войска, находящиеся в распоряжении ЧК, объединялись в Боевой отряд ВЧК.
1918
- Принято постановление Совнаркома об охране Ясной Поляны и передаче имения в пожизненное пользование С. А. Толстой.
1918
- Постановление СНК о закрытии московских буржуазных газет «с преданием редакторов и издателей революционному суду и применением к ним самых суровых мер наказания».
1920
- Декрет ВЦИК, дающий ВЧК право заключать подозрительных лиц, вина которых не доказана следствием, в лагеря принудительного труда на срок не свыше 5 лет.
1920
- Вышел первый номер газеты «Коммунистический труд». Через два года её переименуют в «Рабочую Москву», в 1939 год она стает «Московским большевиком», а с 1950 год приобретёт название «Московская правда».
1921
- В Риге подписан мирный договор между РСФСР и УССР с одной стороны, и Польской Республикой с другой, устанавливающий советско-польскую границу (к Польше отошли Западные Украина и Белоруссия).
1924
- Установлены дипломатические отношения между СССР и Швецией
1937
- На встрече с офицерами НКВД Ежов объявил своего предшественника Ягоду бывшим агентом царской охранки.
1938
- В Ленинградской области из лётчиков, воевавших в Испании, для выполнения особых задач сформирован 19-й истребительный полк, один из наиболее отличившихся в период Великой Отечественной войны
1946
- Принят 4-й пятилетний план, поставивший цель выйти на довоенный уровень производства
1948
- Подписан Договор о дружбе, сотрудничестве и взаимопомощи между СССР и Народной Республикой Болгарией
1958
- В Москве открылся первый Международный конкурс пианистов и скрипачей им. Чайковского. Первое место среди пианистов завоевал пианист из США Ван Клиберн. Среди скрипачей первую премию завоевал скрипач Валерий Климов из СССР
1960
- В эфир вышла первая передача «Телевизионного клуба кинопутешествий» («Клуба путешественников»)
1961
- Состоялся первый полёт дальнего сверхзвукового истребителя-перехватчика Ту-128, экипаж М. В. Козлова. Всего было выпущено 198 машин. Это был самый большой в мире истребитель-перехватчик. На смену ему пришёл МиГ-25
1964
- Запуск спутника «Космос-26» для изучения магнитного поля Земли
1965
- Советский космонавт А.А. Леонов совершил первый в истории человечества выход в открытый космос с борта космического корабля «Восход-2» пилотируемого лётчиком-космонавтом П. И. Беляевым, «отплыв» от корабля «Восход-2» на один метр
1966
- В Москве открылся кинотеатр Госфильмофонда СССР «Иллюзион».
1969
- СССР и США призвали отказаться от ядерных испытаний в океане
1976
- Постановлением Правительства страны создан Всесоюзный научно-исследовательский институт Гражданской обороны. В 1992 г. Институт преобразован во Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам Гражданской обороны и чрезвычайным ситуациям
1980
- В США вводится запрет на продажу СССР современных технологий.
1980
- На космодроме «Плесецк» при подготовке к пуску на стартовой позиции взорвалась ракета «Восток-2М», в результате чего погибли 48 человек, множество пострадавших.
1992
- В России создаётся Федеральная служба налоговой полиции. Этот день считался профессиональным праздником ФСПН до 1 июля 2003 года, когда указом президента РФ N306 от 11.03.2003, ФСПН была упразднена, а её функции переданы МВД
Однако в плане было заложено только 12. Было ясно, что эра машин I-го поколения в СССР закончилась. ЭВМ II-го поколения уже разрабатывались. Правительство СССР обязало заводы развернуть широкомасштабную подготовку производства, чтобы к завершению разработчиками государственных испытаний машин II-го поколения, заводы были готовы к их промышленному выпуску.
На КЗЭВМ начались работы по подготовке производства новых моделей: «большой» ЭВМ М-220, «специализированой» ЭВМ “Урал-11Б”, «малой» ЭВМ “Наири”. Разработчики изделий располагались по всей стране: М-220 – в Москве; «Урал-11Б» - в Пензе; Наири - в Ереване, Представители завода полетели по этим адресам для ознакомления с конструкцией, технологией, особенностями наладки и получения конструкторской и технологической документации. Наири была освоена в производстве раньше других, поэтому она – третья машина .
Конструктивные базы новых ЭВМ и устройств оказались совершенно разными и требовали оригинальную оснастку. В третьем квартале 1964г. необходимо было изготовить 800 единиц, а в четвёртом – 1000 единиц оснастки.
Получив КД и обработав ее в части нормирования труда, экономисты пришли к выводу, что валовые показатели завода будут нормальными. Как выяснилось позже, служба ОТЗ допустила ошибки, и завод длительное время выпускал ЭВМ Наири себе в убыток. Крайне трудоемкой в Наири была ручная прошивка ферритовых кассет ДЗУ с микропрограммами.
В это время постановлением СВ СНХ ранее самостоятельное Специальное конструкторское бюро математических машин (СКБ ММ) было подчинено заводу. Большую часть коллектива СКБ это не устроило и они добились решения правительства РСФСР и СВ СНХ об организации института ГНИПИ ВТ. Часть работников осталась в СКБ КЗЭВМ, туда же были переведена также часть работников завода, склонных к исследовательским и опытно-конструкторским работам.
Начальником СКБ был назначен В.П. Лосев , главным инженером – Э.А. Ситницкий . При этом структура СКБ КЗЭВМ была сформирована сразу под задачи освоения и модернизации новых изделий. Новые изделия были распределены по отделам СКБ, при этом ЭВМ Наири, оперативными памятями и элементной базой занимался отдел 4 СКБ (начальник И.А. Файзуллин).
Впоследствии ведущие специалисты по Наири из отдела наладки Н.Алексеева, Ф. Рахимова, А. Закиров., В. Музыкант перешли в СКБ на разработку новых модификаций Наири: Наири-С и Наири-К.
В 1966 году план производства на предусматривал выпуск 50 машин Наири.
Были завершены работы по привязке пишущей машинки «Soemtron», и она стала называться «Наири-М». В этой модификации машина была включена в экспонаты международной выставки «Интероргтехника – 66», проведенной в Сокольниках (г. Москва), после чего перекочевала на ВДНХ.
Наири-С была освоена в1967 году. В СКБ продолжались работы по модернизации Наири, которые впоследствии привели к созданию ЭВМ «Наири-К».
В 1971 году решением 8 ГУ МРП СССР производство Наири было передано в г. Каменец-Подольский.
На КЗЭВМ было выпущено ЭВМ Наири различных модификаций по годам:
1964 г. – 1 головной образец
1965 г. – 35
1966 г. – 50
1967 г. – 77
1968 г. – 100
1969 г. – 106
1970 г. – 141
Всего 509 машин.
Напомним читателям, что здесь мы описываем историю завода, а не конкретную модель ЭВМ. Статей про ряд ЭВМ Наири довольно много, в том числе в Интернете. Ниже некоторые ссылки:
*************************************************************
Для тех посетителей музея, которые зашли в первый раз, или заглядывают нерегулярно необходимо обязательно заглянуть на эту