Малая электронная вычислительная машина «Урал-1»
Одна из самых знаменитых советских вычислительных машин была не самой первой и не самой мощной. Зато, в отличие от предшественников, «Уралы» выпускались не отдельными экземплярами, а десятками. Именно с них для многих советских математиков, физиков, инженеров началось знакомство с вычислительной техникой.
Когда инженер Башир Рамеев отправился на Пензенский завод запускать производство «Уралов», в вычислительных центрах при научных институтах уже работали первенцы советской кибернетики — МЭСМ, БЭСМ и «Стрела». Команде Рамеева удалось наладить серийное производство ЭВМ.
С пензенского завода счётных машин «Уралы» поступали в основном на заводы и в вычислительные центры исследовательских институтов и университетов. Один отправился на Байконур, а некоторые экземпляры даже уехали за рубеж — в страны народной демократии. Машина, которая хранится в Политехническом музее, в 1967 году поступила из Воронежского университета — там на ней учились программировать и студенты, и преподаватели.
Программисты, которые работали на «Урале», знали наизусть 29 двухсимвольных кодов. Каждый из них обозначал свою операцию — например, вычитание, посылку в память или останов. Ввести программу можно было либо вручную, с пульта, либо с предварительно подготовленной перфорированной ленты из затемнённой киноплёнки.
Клавиатуры в привычном смысле у машины не было. Вместо неё был пульт с клавишами от 0 до 7 — потому что использовалась восьмеричная система счисления. Специальный автомат переводил вводимую с пульта информацию в нули и единицы. Аналогичный автомат превращал двоичные результаты вычислений в восьмеричную либо десятичную запись, которую печатало устройство вывода.
Программу набивали на перфоленту с помощью специальной машины — перфоратора; он пробивал в плёнке прямоугольные отверстия там, где в двоичном коде значились единицы. Исправить ошибку в наборе можно было, заклеив отверстие другим фрагментом киноплёнки; в качестве клея использовали уксус.
Набранную перфоленту заправляли в считывающее устройство. В нём на плёнку направлялся луч света. Через отверстия свет попадал на фотоэлектрический преобразователь, который превращал световой сигнал в электрический.
Введённая с пульта или с перфоленты информация записывалась в память машины. Устройство памяти «Урала-1» представляло собой барабан диаметром около 30 сантиметров, снаружи покрытый слоем ферромагнитного материала: на него и записывалась информация. Поверхность была разделена на дорожки, а те — на ячейки.
Над дорожками барабана находились неподвижные считывающие головки. Скорость барабана — 6000 оборотов в минуту — и объём информации, который можно было уместить в его ячейках, определили основные характеристики «Урала-1». Он был сравнительно медленным — всего 100 операций в секунду. Тогда как выпущенная несколькими годами ранее ЭВМ «Стрела» в секунду выполняла до двух тысяч операций. Небольшим даже по меркам пятидесятых годов был и объём его памяти: 1024 36-разрядных «слова».
«Урал» — это ЭВМ первого поколения; вычисления он выполнял при помощи электровакуумных ламп. Лампы и другие радиодетали были объединены в блоки, которые можно было легко менять на новые. Результат вычислений можно было считать с лампочек на пульте или получить в виде последовательности цифр на бумажной ленте.
«Урал-1» относился к классу малых ЭВМ, хотя по современным меркам был огромен. Он состоял из пяти основных шкафов и нескольких дополнительных устройств. Вместе они занимали площадь в 60 квадратных метров и потребляли много электроэнергии. Для подключения машины требовалась промышленная силовая сеть, а для нормальной работы — вентиляция. «Урал» выделял так много тепла, что в жаркие дни выходил из строя. Электронные лампы ещё могли переносить высокую температуру, а вот полупроводниковые диоды, которые тоже применялись в конструкции этой ЭВМ, уже не выдерживали.
Медленный даже для своего времени, с маленьким объёмом оперативной памяти «Урал-1», однако, отличался простотой использования. Ход вычислений можно было проследить до каждого бита. Простота «Урала» оказалась большим преимуществом для тех, кто начинал с него своё знакомство с вычислительными машинами.
«Урал-1» в Политехническом музее — единственный сохранившийся экземпляр. Есть свидетельства о том, что в первые годы после передачи в музей ЭВМ работала: на ней проводили практические занятия для школьников и студентов. Сейчас «Урал» запустить вряд ли возможно хотя бы потому, что недостаёт некоторых составляющих. Не сохранились устройство перевода чисел между системами счисления, контрольно-считывающее устройство, которое гарантировало правильность ввода, и перфоратор для нанесения исходных данных на перфоленту.