История развития компьютеров.

[Alex Cones]

2. Назначение ГПД

На главный программный датчик возложены следующие функции:

1. Выбор адресов, по которым должна производиться запись чисел и инструкций при вводе.
2. Поиск в памяти необходимых инструкций.
3. Поиск в памяти чисел, над которыми должны производиться операции.
4. Выдача чисел в надлежащие регистры арифметического узла.
5. Запуск местного программного датчика для производства операций, указанных в инструкциях.
6. Выбор адресов, по которым должна производиться запись результата в память, подача команды записи, а также подача команды вывода, когда запрограммирован вывод результатов действий из памяти.

Кроме того, ГПД выполняет некоторые вспомогательные функции:

1. Промежуточное запоминание и преобразование адресов инструкций.
2. Промежуточное запоминание инструкций.

Все операции, выполняемые ГПД, располагаются во времени в определенном порядке, согласованном с временем работы других узлов (Арифметического узла, памяти, схемы вывода). Согласование времен работы других узлов является одной из главных функций ГПД.

3. Блок-схема ГПД и цикл работы АЦВМ


Блок-схема ГПД М-1

Схема главного программного датчика (ГПД) смонтирована в виде двенадцати отдельных блоков, размещенных на одной стойке, Блок схема представлена на рис. 6. ( Примечание Ю. Рогачева: при копировании блок-схемы в цифровой форме она представлена в виде трех фрагментов, информация на каждом из которых частично перекрывается соседними фрагментами ).

ГПД работает от тактирующих импульсов генератора тактирующих импульсов (ГТИ), частота которых равна примерно 60-80 кГц. Импульсы ГТИ отсчитываются 4-разрядным двоичным счетчиком распределителя импульсов (РИ) и через блок формирования импульсов (ФИ) поступают дальше на схему. Однако на распределитель импульсов воздействуют не все импульсы ГТИ. В то время как вход нечетных импульсов РИ соединен непосредственно с выходом ГТИ, на вход четных импульсов РИ поступают импульсы ГТИ, прошедшие через блок пуска и синхронизации (ПС). ПС пропускает один импульс ГТИ после нажатие пускового ключа и затем по одному ближайшему по времени импульсу ГТИ после прихода каждого из импульсов, означающих конец чтения, или конец записи, или конец вывода.

До начала работы пусковой ключ находится в нейтральном положении, при этом замыкается сеть электромагнитного реле, удерживающего счетчик РИ в «до-нулевом» (пятнадцатом) положении. Перед пуском машины в восьми триггерах пускового регистра (ПР) ключами наборного устройства набирается вручную адрес первой частичной инструкции.

Пуск машины осуществляется нажатием пускового ключа; при этом отпускают электромагнитное реле РИ и через 5-7 сек. Через блок пуска и синхронизации проходит первый импульс ГТИ. Этот импульс перебрасывает счетчик РИ в нулевое положение. Следующий импульс ГТИ воздействует на блок нечетных импульсов РИ и перебрасывает РИ в 1-ое положение. При этом РИ выдает в схему 1-й импульс.

[Alex Cones]

Первым импульсом, сформированным в блоке формирования (ФИ), адрес 1-й частичной инструкции передается из пускового регистра в 8 триггеров селекционного регистра (СР). Кроме того, 1-й импульс проходит через ступени формирования, имеющиеся в клапанном блоке (КБ), и воздействует на блок выбора памяти (ВП), причем одновременно гасится ПЦМ. В зависимости от положения первого триггера СР, в блоке выбора памяти при этом открывается либо клапан выдачи из электростатической памяти, либо клапан выдачи из магнитной памяти. Если открыт клапан выдачи из электростатической памяти, то через него проходит ближайший по времени импульс начала строки, поступающей из блока электростатической памяти. Этот импульс своим передним фронтом устанавливает триггер «чтение, запись-регенерация», имеющийся в блоке электростатической памяти, в положение «чтение-запись». Инструкция, записанная на строке, соответствующей комбинации, набранной в 7 старших разрядах селекционного регистра, выдается при этом в ПЦМ арифметического узла, после чего триггер «чтение, запись-регенерация» снова сбрасывается в положение «регенерация; из его фронта в блоке выбора памяти формируется импульс, обозначающий окончание чтения. Одновременно в блоке выбора памяти закрывается клапан выдачи из ЭП. 7 старших разрядов селекционного регистра связаны не только с дешифраторами кадровой развертки в блоке электростатической памяти, но и с дешифраторами каскада совпадения, имеющегося в регистре сравнения (РС). 7-разрядный счетчик регистра сравнения отсчитывает маркерные импульсы, поступающие из блока магнитной памяти. Когда комбинация в счетчике РС совпадает с комбинацией в 7 старших разрядов СР, из каскада совпадения РС в блок выбора памяти поступает импульс совпадения. Если в блоке выбора памяти открыт при этом клапан выдачи из магнитной памяти, то в нее из импульса совпадения формируется импульс чтения, идущий далее в блок магнитной памяти. Инструкция, записанная на выбранной строке магнитного барабана, передается в ПЦМ арифметического узла. Импульс чтения закрывает в блоке выбора памяти клапан выдачи из магнитной памяти. Одновременно в блоке выбора памяти формируется импульс окончания чтения.

Все описанные операции, выполненные 1-м импульсом, в дальнейшем будут кратко обозначаться словами «выбор из памяти инструкции (числа)»

Импульс окончания чтения, сформированный в блоке выбора памяти, проходит через клапан, имеющийся в устройстве ввода и вывода (УВВ). Клапан открыт всегда, кроме случая, когда должен быть вывод числа из АУ-ПЦМ. Пройдя через этот клапан, импульс окончания чтения поступает на блок пуска и сигнализации (ПС). ПС пропускает при этом один (ближайший по времени) импульс генератора тактирующих импульсов. Этот импульс воздействует на вход четных импульсов распределителя импульсов (РИ) и перебрасывает его счетчик во второе положение. Из РИ на смену поступает 2-ой импульс.

2-ым импульсом, сформированным в ФИ, производится прием адреса первого числа (1 – 8 разряды АУ-ПЦМ) в селекционный регистр (СР), адреса 2-го числа (10 – 17 разряда АУ-ПЦМ) в 8 триггеров регистра адреса (РА) и кода операции (19 – 21 разряды ПЦМ) – в 3 триггера операций блока операций и шифра (ОШ).

Следующий импульс ГТИ воздействует на вход нечетных импульсов РИ. Счетчик РИ перебрасывается в 3-е положение, и на схему поступает 3-ий импульс.

Аналогично тому, как 1-ым производится выбор из памяти первой частичной инструкции, 3-им импульсом производится выбор из памяти 1-го числа в соответствии с адресами, имеющимися в селекционном регистре. Импульс окончания чтения проходит по описанному выше каналу, в результате чего ближайшим по времени импульсом ГТИ счетчик распределителя импульсов перебрасывается в 4-ое положение. В схему проходит 4-ый импульс.

4-ым импульсом, сформированным в ФИ, производится передача 1-го числа из ПЦМ в регистр А арифметического узла.

Воздействующий затем на вход нечетных импульсов РИ следующий импульс ГТИ вызывает появление в схеме 5-го импульса. 5-ым импульсом, сформированным в ФИ, производится прием адреса второго числа из регистра адреса (РА) в селекционный регистр. Аналогично сказанному выше относительно 1-го и 3-го импульсов, 5-ый импульс производит выбор из памяти 2-го числа. Кроме того, 5-ый импульс выполняет вспомогательные функции: – добавление числа «2» к адресу первой частичной инструкции в пусковом регистре (ПР), для чего он специально формируется в блоке формирования (ФИ); – в ПР при этом получается адрес 2-ой частичной инструкции; – подготовка приема числа в регистр В или С арифметического узла, что осуществляется в клапанном блоке (КБ).

Аналогично предыдущему, после окончания чтения счетчик РИ перебрасывается в очередное четное, т. е. 6-ое положение, в результате чего появляется 6-ой импульс.

[Alex Cones]

6-ой импульс формируется в ФИ и идет на клапан блока операций и шифра (ОШ). В зависимости от положения триггера операций он проходит либо по каналу приема из ПЦМ в регистр В арифметического узла, либо по каналу приема в регистр С арифметического узла.

Импульсы для приема в В или С дополнительно формируются специальными ступенями формирования, имеющимися в клапанном блоке, и поступают далее на клапаны соответствующих регистров арифметического узла.

Одновременно со следующим импульсом ГТИ распределитель импульсов выдает 7-ой импульс . 7-ым импульсом осуществляется передача адреса 2-ой частичной инструкции из пускового регистра в селекционный регистр и выбор из памяти 2-ой частичной инструкции. Кроме того, 7-ой импульс гасит (устанавливает на 0) триггер в блоке операции сравнения (ОС), который после включения машины мог оказаться в произвольном положении.

Появляющимся после окончания чтения 8-ым импульсом производятся следующие операции:

а). Запускается местный программный датчик (МПД) для производства действия, указанного комбинацией в трех триггерах операций блока ОШ. Для этого 8-ой импульс проходит через клапаны, имеющиеся в блоке операций и шифра, на один из входов МПД.

б). Одновременно с запуском МПД комбинация, имеющаяся в 1-8 разрядах ПЦМ, передается в триггеры селекционного регистра. Если 2-ая частичная инструкция была принята в варианте А, то эта комбинация является адресом результата; в варианте Б она представляет собой адрес 3-го числа, а в варианте В в указанных разрядах комбинация может быть произвольной.

в). Комбинация, имеющаяся в 10-17 разрядах ПЦМ, передается в регистр адреса. В варианте А эта комбинация является адресом следующей инструкции, а в вариантах Б и В 10-13 разряды ПЦМ (соответственно первые четыре разряда РА) представляет собой специальные разряды (см. раздел 1), а комбинация в 14-17 разрядах ПЦМ произвольна.

г). Комбинация, имеющаяся в 19 – 21 разрядах ПЦМ передается в триггеры операций блока и шифра.

В варианте А она может либо иметь специальный вид, соответствующий указанию о необходимости вывода результата из машины (001), либо иметь любой другой вид.

В вариантах Б и В она представляет собой указание, какую операцию нужно будет совершать над результатом действия, выполнение которого в этот момент времени начинает МПД, и с 3-м числом, или только с результатом.

д). В триггер шифра, имеющийся в блоке операций и шифра, из 22-го разряда ПЦМ передается единица (если вторая частичная инструкция имеет вид, соответствующий варианту А), или 0 (вариант Б и В).

Для совершения передач, указанных в пунктах б) и д), 8-й импульс подается в тот же канал, по которому проходит 2-й импульс.

Если к моменту прихода 8-го импульса в триггерах операций (блок операций и шифра) стояла комбинация, соответствующая операции сравнения (111), то 8-й импульс, пройдя через соответствующий клапан в блоке ОШ и ступени формирования в ОС, не только запускает кипп-реле дополнения в МПД, но также воздействует на блок операции сравнения (ОС), где устанавливается имеющийся там триггер на единицу (выше было указано, что 7-м импульсом этот триггер устанавливается в нулевое положение) и запускает кипп-реле имитации ответа МПД. Через время, достаточное для взятия дополнения, это кипп-реле выдает импульс окончания с равнения. Во всех остальных случаях триггер в блоке ОС остается на нуле, а импульс ответа об окончании операции выдается местным программным датчиком одновременно с выдачей результата в ПЦМ.

После прохождения 8-го импульса через время, равное одному такту ГТИ (это время заведомо меньше, чем время работы МПД) счетчик РИ сбрасывается в 9-е положение. Никакие импульсы в схему при этом не выходят.

Поступающий из МПД в момент окончания его работы импульс (или имитирующий его импульс), выходящий из блока операции сравнения, если производится сравнение) задерживается кипп-реле, имеющимся в РИ, формируется и усиливается в блоке формирования импульсов (ФИ) и поступает далее на клапаны, связанные с триггером шифра в блоке операции и шифра (ОШ). Дальнейшая последовательность работы ГПД зависит от положения триггера шифра к моменту прихода импульса окончания МПД, т. е. от вида второй частичной инструкции.

[Alex Cones]

а). Если вторая частичная инструкция была принята в варианте А (в шифре 1).

Импульс окончания МПД, пройдя через соответствующий клапан в ОШ, повторяется катодным повторителем, имеющимся в ФИ, и сбрасывает счетчик РИ в «до нулевое» ( пятнадцатое) положение – такое же, как перед началом работы. Одновременно этот импульс, пройдя через клапаны, имеющиеся в блоке операции сравнения (ОС), производят либо передачу адреса следующей инструкции из РА в ПР, либо добавление числа «2» к адресу второй частичной инструкции, хранившемуся до этого времени в ПР.

Добавление числа 2 происходит в том случае, когда производилось сравнение и оказалось, что первое число, выданное в регистр А арифметического узла, меньше, чем 2-е число, выданное в регистр В АУ. Во всех остальных случаях производится передача из РА в ПР. Так или иначе, в ПР оказывается адрес некоторой новой инструкции, имеющей вид, аналогичный 1-ой частичной инструкции.

Импульс окончания МПД, прошедший через клапан шифра в блоке ОШ, воздействует, кроме того, на блок выбора памяти (ВП) и одновременно подается на специальный клапан, имеющийся в ОШ. Если в триггерах операций во второй частичной инструкции стояла комбинация, указывающая на необходимость вывода результата, то этот клапан открыт, и прошедший через него импульс попадает в устройство ввода и вывода (УВВ), где воспринимается, как команда вывода.

В блоке выбора памяти в зависимости от положения 1-го триггера СР открывается либо клапан записи в электростатическую память, либо клапан записи в магнитную память. Если открыт клапан записи в электростатическую память, то через него проходит ближайший по времени импульс начала строки. Своим передним фронтом этот импульс опрокидывает триггер «чтение, запись-регенерация» в положение «чтение, запись», а триггер «регенерация, чтение-запись», имеющийся в блоке ЭП, – в положение «запись». При этом на строке, соответствующей комбинации в 7-и старших разрядов СР, записывается результат, находящийся в ПЦМ. Следующий импульс начала строки возвращает оба триггера в ЭП в исходное состояние, причем из фронта триггера «чтение, запись – регенерация» в блоке выбора памяти формируется импульс окончания записи, аналогично тому, как формировался импульс окончания чтения. Одновременно закрывается клапан записи в ЭП.

Если в блоке выбора памяти был открыт не клапан записи в ЭП, а клапан записи в магнитную память, то в момент совпадения комбинации в счетчике РС с комбинацией в 7-и старших разрядах СР через него пройдет импульс совпадения с каскада совпадения РС. Из этого импульса в блоке ВП формируется далее импульс записи, передаваемый на лампы записи магнитной памяти; на выбранной образующей магнитного барабана при этом фиксируется находящийся в АУ-ПЦМ результат, После окончания записи в ВП закрывается клапан записи и формируется ответ об окончании записи.

Импульс окончания записи, формируемый в блоке ВП, поступает дальше на клапан в устройстве ввода и вывода. Он пройдет через клапан в блок пуска и синхронизации в том случае, если УВВ не восприняло перед этим команды «вывод». Если УВВ получило команду «вывод», то импульс окончания записи не проходит, а в устройстве УВВ формируется вместо него импульс окончания вывода, который попадает на тот же блока ПС, что и импульс окончание чтения или окончание записи.

К моменту прихода импульса окончания записи (вывода) ГПД находится в состоянии, аналогичном состоянию, имеющемуся в начале работы: счетчик распределителя импульсов стоит в «до-нулевом» положении, а в пусковом регистре находится адрес новой инструкции. После получения импульса окончания записи (вывода) блок ПС пропускает один (ближайший по времени) импульс ГТИ, который выполняет те же функции что и импульс, выданный блоком пуска и синхронизации (ПС) в начале работы после нажатия пускового ключа.

Цикл работы ГПД повторяется сначала (разумеется, с новой инструкцией).

[Alex Cones]

б). Если вторая частичная инструкция была принята в варианте Б или В (в шифре 0).

Импульс окончания МПД, пройдя через соответствующий клапан в ОШ, повторяется катодным повторителем, имеющимся в ФИ, и сбрасывает счетчик РИ в 5-е положение (5-й импульс выходит только при переходе счетчика РИ из 4-го в 5-е положение, и поэтому он появляется при сбросе в 5-е положение из 9-го). Одновременно в РИ сбрасывается триггер, запирающий 6-ой канал и отпирающий канал 6?; этот триггер будет установлен в исходное положение только в начале нового цикла ГПД 2-м импульсом. Кроме того, импульс окончания МПД попадет на клапаны клапанного блока (КБ), связанные с первым из специальных разрядов (1-ый триггер РА). Если в этом триггере стоит 1 (она указывает на необходимость выбора из памяти 3-го числа – вариант Б), то импульс счетчика МПД, пройдя через соответствующий клапан, гасит ПЦМ и воздействует на блок ВП, причем, аналогично описанному выше происходит выбор из памяти 3-го числа в соответствии с адресом находящимся в СР. Если в первом разряде РА стоит 0 (указание на отсутствие выбора из памяти 3-го числа – вариант В), то импульс окончания МПД на блок ВП не воздействует и гашение ПЦМ не происходит; вместо этого в КБ запускается кипп-реле, имитирующее через некоторое время импульс окончания чтения.

Импульс окончания МПД воздействует также на клапаны КБ, связанные с тремя остальными специальными разрядами (2, 3 и 4 разряды РА). В зависимости от положения этих разрядов происходит выдача результата из АУ-ПЦМ в один из регистров или в два из регистров арифметического узла (А, В или С). Одновременно импульсом окончания МПД, специально сформированным в ФИ, производится в этом случае добавление числа «2» к адресу второй частичной инструкции, хранящемуся в ПР. В ПР получается при этом адрес следующей частичной инструкции.

Импульс окончания чтения, пройдя через клапан УВВ, или имитирующий его импульс, формируемый в КБ, воздействует на блок пуска и синхронизации. Если ПС пропускает ближний по времени импульс ГТИ, который, попадая на вход четных импульсов РИ, перебрасывает его в 6-ое положение и вызывает появление импульса 6?. Этот импульс формируется в блоке ФИ и поступает на имеющийся в КБ клапан, связанный с 1-м триггером РА. Если выбор из памяти 3-го числа не производился («0» в первом разряде РА), то импульс 6? никуда дальше не проходит. В противном случае он поступает на два других клапана клапанного блока, связанных с 2-м, 3-м и 4-м триггерами РА. Эти клапаны соединены так, что если результат был выдан в регистр А АУ, то импульсом 6? производится выдача 3-го числа в регистр «А» АУ, если же результат был выдан в регистр «В» или «С» арифметического узла, то 3-е число выдается в регистр «А» АУ.

Одновременно со следующим импульсом ГТИ распределитель импульсов выдает в схему 7-й импульс и дальнейшая работа главного программного датчика не отличается от описанного выше цикла.

На время первоначального заполнения памяти пусковой ключ находится в поднятом состоянии, и электромагнитное реле удерживает счетчик РИ в «до-нулевом» состоянии. Устройство ввода и вывода вводит методом последовательного сдвига адреса чисел (инструкций) в триггеры селекционного регистра, причем через них последовательно продвигаются также разряды числа (инструкции) в триггеры ПЦМ-АУ. Сдвиг осуществляется импульсами, генерируемыми в УВВ и дополнительно формируемыми в блоке ФИ. После установки адреса и числа (инструкции) УВВ воздействует на блок ВП; при этом запись производит, как обычно, но импульс окончания записи на блок ПС не воздействует (т.к. поднят пусковой ключ).

[Alex Cones]

4. Блоки, входящие в ГПД.

а). Генератор тактирующих импульсов (лист «ГПД-ГТИ»).

Представляет собой самовозбуждающийся мультивибратор с дифференцирующими цепочками и формирующими усилителями и мощные ступени усиления импульсов. Генерирует две сдвинутые по времени на половину периода последовательности импульсов, одна из которых используется только блоком ЭП, а вторая питает как главный программный датчик, так и блок ЭП.

б). Блок пуска и синхронизации (лист «ГПД-ПС»).

Содержит клапан, управляемый через вспомогательные цепи от пускового ключа и триггера, запоминающего импульс окончания чтения или окончания записи. Как указывалось выше, этот клапан пропускает один импульс ГТИ после нажатия пускового ключа и по одному импульсу ГТИ после прихода каждого из импульсов окончания чтения или окончания записи.

в). Распределитель импульсов (лист «ГПД-РИ»).

Содержит 4-разрядный счетчик из 4 триггеров. Входы первого триггера разъединены («вход четных импульсов» и «вход нечетных импульсов»). Счетчик имеет две шины сброса: для установки в «до-нулевое" положение» и для установки в 5-ое положение, а также может устанавливаться в «до-нулевое» положение контактами электромагнитного реле. Со счетчиком связан дешифратор на 8 выходов; каждый выход дешифратора открывает лампу соответствующего канала. С 6-м выходом дешифратора связаны два клапана (вместо одной лампы канала) управляемые от специального триггера. В зависимости от положения этого триггера открывается либо канал 6, канал 6?. Кроме того на шасси РИ размещено кипп-реле задержки импульса окончания МПД.

г). Блок формирования импульсов (лист «ГПД-ФИ»)

Состоит из ряда независимых одно- или двухступенных усилителей импульсов. Где это необходимо, в схеме усилителей введены дифференцирующие цепочки, диодные смесители и катодные повторители. Кипп-реле, имеющиеся в блоке ФИ, используются также для формирования импульсов.

д). Регистр адреса (лист «ГПД-РА»)

Представляет собой регистр из 8 триггеров, связанных дешифраторами с 10-17 триггерами АУ-ПЦМ. Выход каждого дешифратора подается на 1-ую сетку одного из клапанов. Если состояние триггера РА не совпадает с состоянием соответствующего триггера АУ_ПЦМ, то клапан открыт, и проходящий через него импульс опрокидывает данный триггер РА. Таким образом, при воздействии импульса на клапаны РА устанавливается соответствие между состояниями триггеров РА и состояниями 10-17 триггеров АУ_ПЦМ.

е). Пусковой регистр (лист «ГПД-ПР»)

Представляет собой регистр из 8 триггеров. Клеммами наборного устройства триггеры можно устанавливать вручную в любое положение. Триггеры связаны с дешифраторами с соответствующими триггерами РА. Выходы дешифраторов соединены с клапанами. Это дает возможность установить триггеры ПР в соответствие с триггерами РА, аналогично тому, как триггеры РА устанавливаются в соответствие с 10-17 триггерами АУ_ПЦМ. Импульс, воздействующий на клапаны, усиливается одноступенным усилителем с катодным повторителем, имеющимся в ПР.

Импульс, поступающий в ПР для добавления числа «2», воздействует на сетки второго триггера ПР и запускает кипп-реле, которое через катодный повторитель открывает переходные лампы, соединяющие триггеры семи старших разрядов ПР в цепочку двоичного счетчика.

[Alex Cones]

ж). Селекционный регистр (лист «ГПД_СР»)

Представляет собой регистр из 8 триггеров. Триггеры связаны с дешифраторами с 1-8 триггерами АУ-ПЦМ, триггерами РА, триггерами ПР и между собой. Выбор той или другой группы дешифраторов определяется напряжением на одной из четырех шин; нижний уровень напряжения на этих шинах привязан к 120 В диодами. Выходы дешифраторов соединены с сетками клапанов.

При воздействии на эти клапаны импульса каждый из триггеров СР устанавливается в то же состояние, что и соответствующий триггер АУ-ПЦМ, или соответствующий триггер РА, или соответствующий триггер ПР, или,

наконец, в соответствие с соседним триггером СР (сдвиг). В этом последнем случае первый триггер СР устанавливается в соответствие с триггером, имеющимся в УВВ.

з). Регистр сравнения (лист «ГПД_РС»)

Содержит семиразрядный двоичный счетчик маркерных импульсов МП из 7 триггеров. Триггеры связаны дешифраторами с семью старшими разрядами СР. Дешифраторы в комбинации с триодами представляют собой каскад совпадения. Счетчик имеет шину сброса для установки на «0» в начале каждого оборота магнитного барабана.

и). Блок операций и шифра (лист «ГПД-ОШ»)

Содержит 3 регистра операций, связанных дешифраторами с 19-21 разрядами АУ-ПЦМ, и 1 триггер шифра, связанный с 22-м триггером АУ_ПЦМ. Дешифраторы соединены с клапанами, что в целом дает возможность установить триггеры блока ОШ в соответствие с указанными результатами АУ_ПЦМ. Триггер шифра управляет клапанами, на которые подается импульс окончания МПД, а триггеры операций (через дешифратор) с шестью клапанами операций (сложение, вычитание, умножение, деление, сравнение, вывод) и двумя клапанами выдачи 2-го числа в регистр В или С арифметического узла; последние два клапана соединены так, что при сложении, вычитании, делении и сравнении открыт клапан выдачи в В, а при умножении – клапан выдачи в С.

к). Клапанный блок (лист «ГПД-КБ»)

Содержит 8 клапанов, управляемых 1-4 триггерами РА, устройство для подготовки приема в регистры «В» и «С» АУ (триггер с катодным повторителем) и некоторые ступени формирования импульсов. В зависимости от состояний 1-4 триггеров РА клапаны пропускают импульсы для приема в регистры А, В или С арифметического узла 3-го числа и результата, при работе со второй частичной инструкцией в варианте Б или В.

Клапаны приема в А имеют общее сопротивление анодной нагрузки с соответствующей лампой ФИ, а клапаны приема в В и С – с соответствующими клапанами блока ОШ. В ступенях формирования, кроме промежуточных преобразований импульсов, необходимых для работы КБ, осуществляется формирование импульсов для приема в регистры Б и С арифметического узла, импульса, имитирующего окончание чтения при работе с вариантом В второй частичной инструкции и импульсов гашения АУ-ПЦМ, воздействующих одновременно на блок ВП.

л). Блок выбора памяти (лист «ГПД-ВП»)

Содержит триггеры, запоминающие команды чтения и записи, клапаны выбора из ЭП и из МП и клапаны записи в ЭП и МП, управляемые этими триггерами и триггером СР, а также ступени задержки и формирования импульсов, поступающих в блоки памяти, и мощные усилители этих импульсов. Кроме того, в блоке ВП имеются ступени формирования импульсов окончания чтения и окончания записи.

м). Блок операции сравнения (лист «ГПД-ОС»)

Состоит из триггера, запоминающего команду «сравнить», клапанов, пропускающих импульсы для передачи адреса следующей инструкции из РА в ПР или для добавления числа «2» к комбинации, имеющейся в триггерах ПР, ступени формирования этих импульсов в кипп-реле с формирующим усилителем для имитации импульса окончания сравнения, а также ступень формирования импульса для взятия дополнения в регистре «А» АУ.

Клапан управляется триггером, имеющимся в блоке ОС, и инвертором (n + 1)-го разряда АУ, так что импульс для приема из РА в ПР проходит в том случае, когда либо производилась другая операция (не сравнение), либо когда при сравнении оказалось, что В ? А (в инверторе (n+1)-го разряда единица), а импульс для добавления числа «2» к комбинации триггеров ПР – когда производилось сравнение и оказалось что В < А (нуль в инверторе (n+1)-го разряда).

[Alex Cones]

Описание основных узлов: Устройство ввода и вывода (УВВ)

1. Назначение

С помощью УВВ осуществляется заполнение ЗУ инструкциями и числовыми данными, а также вывод (буквопечатание) интересующих нас промежуточных или окончательных результатов.

При заполнении ЗУ – требуется ввести последовательно число либо инструкцию в СР-ГПД (всего 36 разрядов) и затем дать команду запись в блок ВП-ГПД.

При «выводе» требуется вывести – отпечатать результат из ПЦМ-АУ (27 разрядов).

2. Описание блок-схемы


Блок-схема УВВ М-1

Основным узлом УВВ является стандартная телеграфная аппаратура (телетайп и трансмиттер) с некоторыми изменениями и дополнениями. Инструкции и числа, которыми требуется заполнить ЗУ, а также соответствующие им адреса набиваются перфоратором телетайпа на стандартной перфорационной ленте телетайпа. В каждом ряду ленты телетайпа имеется 5 позиций. В качестве активных, значащих позиций, используются II, III и IV позиции; I и V позиции играют вспомогательную роль. При набивке перфорационной ленты за один удар по клавише телетайпа получается набивка одного ряда ленты. Таким образом, имеется для каждого ряда 8 комбинаций расположения отверстий на перфорированной ленте (3 позиции х 2 знака) «отверстие» – «нет отверстия»).

При выводе числа, находящегося в ПЦМ-АУ, каждые три разряда дают печатание на телетайпе одной цифры. Таким образом, получается переход от бинарной системы счисления к восьмеричной.

Перфорированные ленты с исходными данными могут изготавливаться на любом телетайпе. Их изготовление не связано ни местом, ни временем с АЦВМ.

а). Операция «ввод».

Требуется ввести в последовательно соединенную цепочку триггеров СР-ГПД и ПЦМ-АУ 36 знаков (1 или 0): (27 знаков в цепочку триггеров ПЦМ, 9 знаков в цепочку триггеров СР)

Предварительно, для данной задачи заготавливается перфорированная лента, отверстие, расположенное на II, III и I V позиции этой ленты – означает 1, отсутствие отверстия означает 0. При вводе пуансоны трансмиттера II, III и IV, соответствующие позициям на перфоленте (II, III и IV), соединены соответственно с ламелями трансмиттера ( III , IV и V ).

При наличии отверстия в перфоленте на вышеупомянутых позициях, на ламели, соответствующей отверстию будет потенциал земли, при отсутствии отверстия – потенциал -80 вольт. Потенциал с этих ламелей трансмиттера, снимаемый вращающимся контактом, подается на сетку триггера, который и становится в положение 1 – 0, в зависимости от наличия или отсутствия отверстия на перфоленте.

Дополнительное устройство, находящееся на валу трансмиттера, манипулирует ждущий генератор импульсов в моменты прохождения съемным контактом ламелей III, IV, V. Полученный импульс дает сдвиг в цепочку триггеров СР и ПЦМ. Ждущий генератор сдвигающих импульсов блокируется потенциалом, снимаемым с контакта V-го пуансона. Лишь при наличии отверстия на V позиции перфоленты возможен импульс сдвига.

Таким образом, каждые 3 вводимых разряда в СР-ПЦМ задаются набивкой на перфоленте отверстий на II, III, IV позициях – в зависимости от вводимых единиц или нулей, и на V позиции всегда.

Наличие отверстий на позициях II, III и IV и отсутствие отверстий на V позиции в одном ряду перфоленты с помощью дешифратора расшифровываются, как команда «запись» блока ВП-ГПД.

Наличие отверстия на 1 позиции перфоленты останавливает трансмиттер и прекращает «ввод» или «вывод».

На предварительно заготовленной перфоленте последовательно набиты все инструкции и числа данной задачи с их адресами. После каждой такой инструкции или числа с соответствующим им адресом набита команда «запись», а на конце перфоленты команда – «стоп».

[Alex Cones]

б). Операция «вывод»

Вывод цифровых результатов из ПЦМ-ГПД осуществляется в виде печатания таблиц на телетайпе. Расположение последовательно выводимых чисел в форме таблицы достигается следующим образом.

В прощупывающий механизм трансмиттера помещается бесконечная перфолента с набитыми в строгой последовательности рядами отверстий. Эта последовательность от той формы таблицы, которую хотят получить числа столбцов и величины интервалов между ними.

Каждое выводимое число имеет 27 разрядов и, таким образом, занимает 9 рядов на перфоленте и 9 цифр при печатании таблицы. Отсюда, имеем на бесконечной ленте 9 рядов с отверстиями на V позиции, дающими 3 импульса сдвига на каждый ряд (всего 27 импульсов сдвига). Затем, имеем несколько рядов (в зависимости от желаемой величины интервалов между столбцами) с отверстиями на III позиции дающими интервал.

В следующем ряду набивается отверстие на 1 позиции перфоленты, дающее команду «стоп» (остановка трансмиттера). Такая комбинация отверстий повторяется на бесконечной перфоленте столько раз, сколько столбцов требуется иметь в составляемой таблице. Затем, набивается отверстие на IV позиции перфоленты, дающее переход на следующую строку и в следующем ряду – отверстия на второй позиции, дающие возврат каретки в начальное положение. Далее все повторяется аналогично вышеизложенному.

При работе АЦВМ эта бесконечная лента закладывается в прощупывающий механизм трансмиттера и приводится в движение совместно с трансмиттером. Запуск трансмиттера осуществляется с помощью реле, включающегося от триггера «ввод» – «вывод». Команда «вывод», поступающая из ГПД, перебрасывает этот триггер в положении «вывод», включая трансмиттер, который вращается до прохождения через прощупывающий механизм отверстия на первой позиции перфоленты. При попадании первого пуансона в отверстие перфоленты триггер «вывод» – «ввод» перебрасывается в положение «ввод» и трансмиттер останавливается, ожидая последующей команды от ГПД. Последний триггер цепочки ПЦМ-АУ соединен через катодный повторитель с III, IV и V ламелями трансмиттера, которые на время вывода соединяются между собой. Потенциал, снимаемый вращающимся контактом с ламелей III, IV, V , подается на реле телетайпа.

Сдвигающие импульсы подаются при вращении трансмиттера и наличия отверстия на V позиции бесконечной перфоленты на триггеры СР-ГПД и ПЦМ-АУ, осуществляя сдвиг. Значит, за каждый оборот трансмиттера при наличии отверстия на V позиции бесконечной перфоленты через последний триггер ПЦМ-АУ, а также реле телетайпа проходят последовательно три разряда выводимого числа. Соответственно, на телетайпе печатается одна цифра (восьмеричной системы счисления) и набивается отверстие в одном ряду выводимой из перфорационного механизма телетайпа ленты.

Импульс окончания чтения (записи) из блока ВП-ГПД поступает в ПС-ГПД через клапанирующую схему УВВ. управляемую триггером «ввод-вывод». При операции «вывод» импульс окончания чтения (записи) не пропускается в блок ПС-ГПД. Окончание вывода (переброс вышеупомянутого триггера в положение «ввод») дает команду в блок ПС-ГПД, запускающую АЦВМ на продолжение автоматической работы.


Образец печати результатов вычислений АЦВМ.

[Alex Cones]

Конструкция и источники питания АЦВМ

Конструкция АЦВМ выполнена в виде трех стоек, расположенных по бокам прямоугольной вентиляционной колонны. На стойках расположении соответственно программный датчик, арифметический узел и запоминающее устройство. Временно для удобства работы, блок электронной памяти перенесен на четвертую стойку.

Вентиляционная колонна имеет отверстия для обдува блоков. Обдув необходим ввиду большой мощности, потребляемой стойками.

Телетайп и трансмиттер расположены на отдельном столе и при помощи разъемных кабелей соединяются со стойками.

Фотографии стоек приведены на рисунках.

Общий вид АЦВМ-1

Вид на стойки АУ и ГПД (справа)

Монтаж всех схем осуществлялся на стандартных панелях двух типов (двадцати двух- и десятиламповые панели).

Полное число ламп (баллонов) в АЦВМ – 730. По узлам они распределяются следующим образом:

1. Арифметический узел ………………………………330 ламп
2. Магнитная память ………………………………120 ламп
3. Электронная память ………………………………80 ламп
4. Главный программный датчик и устройство ввода-вывода ………………200 ламп

Питание АЦВМ осуществляется от 4-х машинного агрегата постоянного тока, дающего основные уровни напряжений (считая от потенциала земли):

-170, +140, +240, +300 В.

Остальные уровни снимаются с мощных потенциометров.

Исключения составляют только блоки электронной памяти и некоторые узлы магнитной памяти, питающиеся от электронных стабилизаторов напряжения.

Накал ламп производится переменным током.