Урал-16¶

Урал-16 — это советская цифровая вычислительная машина (ЭВМ) общего назначения, разработанная в Пензенском научно-исследовательском электротехническом институте (ПНИЭИ) и выпускавшаяся серийно с 1962 года. Относится ко второму поколению ЭВМ, построенных на полупроводниковых элементах (дискретных транзисторах), и является одной из наиболее массовых и совершенных машин семейства «Урал».

¶История создания

Разработка машины «Урал-16» велась под руководством главного конструктора Бориса Ивановича Рамеева, который ранее возглавлял создание ламповых машин «Урал-1», «Урал-2» и «Урал-4». К началу 1960-х годов стало очевидно, что ламповые ЭВМ морально устаревают: они были громоздкими, энергоёмкими и недостаточно надёжными. В 1961 году в ПНИЭИ началась разработка полностью транзисторной машины, которая должна была заменить предыдущие модели и обеспечить потребности народного хозяйства в вычислительной технике.

Первый образец «Урал-16» был изготовлен в 1962 году. После успешного прохождения государственных испытаний в 1963 году машина была рекомендована к серийному производству. Выпуск осуществлялся на Пензенском заводе вычислительных машин (ВЭМ) и продолжался до 1969 года. Всего было произведено несколько сотен экземпляров, что для того времени являлось значительным тиражом.

¶Технические характеристики

«Урал-16» представляла собой машину средней производительности, предназначенную для решения широкого круга научно-технических и экономических задач. Основные параметры:

• Элементная база: полупроводниковые диоды и транзисторы (германиевые и кремниевые), печатный монтаж.
• Система счисления: двоичная, с плавающей и фиксированной запятой.
• Разрядность: 24 двоичных разряда (плюс один разряд на знак).
• Быстродействие: около 10–15 тысяч операций в секунду (сложение/вычитание — 10–12 мкс, умножение — 40–50 мкс).
• Оперативная память: на ферритовых сердечниках, объёмом от 4096 до 16384 24-разрядных слов (в зависимости от комплектации).
• Внешняя память: на магнитных барабанах (до 4 штук, ёмкостью до 32 000 слов каждый) и на магнитной ленте (накопители типа НМЛ-1).
• Ввод данных: с перфоленты (фотосчитыватель ФС-1501) и перфокарт (считыватель ПК-1).
• Вывод данных: на алфавитно-цифровое печатающее устройство (АЦПУ), перфоленту и перфокарты.

Машина занимала площадь около 50–60 квадратных метров и потребляла мощность порядка 10–15 кВт. Охлаждение — воздушное, принудительное.

¶Архитектура и программное обеспечение

Архитектура «Урал-16» во многом наследовала принципы предыдущих машин семейства, но была существенно модернизирована. Система команд включала около 60 основных операций, в том числе арифметические, логические, операции пересылки данных и управления. Адресация — одноадресная, с возможностью косвенной адресации и модификации адресов.

Программное обеспечение поставлялось в виде библиотек стандартных подпрограмм, написанных в машинных кодах. Для «Урал-16» был разработан один из первых в СССР алгоритмических языков — АЛГЭМ (алгоритмический язык для экономических и математических задач), который представлял собой адаптацию Алгола-60 с учётом ограниченных ресурсов машины. Транслятор с АЛГЭМа занимал около 2 тысяч слов оперативной памяти.

Также существовали интерпретаторы для упрощённого программирования, например, система «Интерпретатор-2», позволявшая работать с плавающей запятой и векторами.

¶Применение

«Урал-16» активно использовалась в различных отраслях народного хозяйства СССР:

• Планирование и управление: в вычислительных центрах министерств и ведомств для расчёта планов производства, материально-технического снабжения, балансов народного хозяйства.
• Научные расчёты: в институтах Академии наук СССР и отраслевых НИИ для решения задач математической физики, баллистики, аэродинамики.
• Экономические задачи: в банках, статистических управлениях, на крупных промышленных предприятиях для обработки учётной и отчётной документации.
• Образование: в качестве учебной машины в технических вузах (например, в МИФИ, МЭИ, ЛЭТИ).

Машины «Урал-16» эксплуатировались вплоть до середины 1970-х годов, когда начали заменяться более производительными ЭВМ третьего поколения, такими как ЕС ЭВМ (серия «Ряд»).

¶Семейство «Урал»

«Урал-16» входила в единое семейство программно-совместимых машин «Урал», которое включало:

• «Урал-1» (1955) — ламповая машина, первая в серии.
• «Урал-2» (1958) — ламповая, с повышенной производительностью.
• «Урал-4» (1960) — ламповая, наиболее массовая из ламповых.
• «Урал-11» (1963) — транзисторная, младшая модель.
• «Урал-14» (1964) — транзисторная, средняя модель.
• «Урал-16» (1962) — флагманская модель семейства.
• «Урал-21» (1965) — попытка создания машины на интегральных схемах (не пошла в серию).

Семейство отличалось унификацией системы команд и форматов данных, что позволяло переносить программы между моделями с минимальными доработками. Это был один из первых в СССР примеров серийной программной совместимости.

¶Интересные факты

• Машина «Урал-16» использовалась при расчётах траекторий полёта советских космических аппаратов, в том числе при подготовке полёта Юрия Гагарина и последующих пилотируемых миссий.
• В 1964 году на базе «Урал-16» в Пензе был создан первый в СССР автоматизированный центр обработки данных для нужд Госплана РСФСР.
• Несмотря на транзисторную элементную базу, машина сохраняла значительные габариты из-за большого количества дискретных компонентов и необходимости в мощных блоках питания.
• В конце 1960-х годов на «Урал-16» была запущена одна из первых в СССР автоматизированных систем управления предприятием (АСУП) на Пензенском заводе вычислительных машин.

¶Источники

• Рамеев Б. И. «Развитие вычислительной техники в СССР» // Вопросы истории естествознания и техники, 1980.
• Гутер Р. С., Полунов Ю. Л. «От абака до компьютера». — М.: Знание, 1981.
• Сборник «Цифровые вычислительные машины „Урал“». — Пенза: ПНИЭИ, 1963.
• Материалы Музея вычислительной техники Пензенского государственного университета.