คอมพิวเตอร์ดิจิทัลอเนกประสงค์ความเร็วสูง M-2

M -2 ( ภาษารัสเซีย : М-2) เป็นคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์แบบโปรแกรมเก็บข้อมูล ของโซเวียต ที่พัฒนาขึ้นในปี 1952 ที่ห้องปฏิบัติการระบบไฟฟ้าของสถาบันพลังงานแห่งสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งสหภาพโซเวียตภายใต้การกำกับดูแลของIS Brook (หรือเขียนทับศัพท์ว่า Bruk) ^[¹^]^[²^] ทีมพัฒนาซึ่งนำโดย MA Kartsevในแต่ละวันประกอบด้วยวิศวกรระหว่างเจ็ดถึงสิบคน รวมถึง TM Aleksandridi, VV Belynsky, AB Zalkind, VD Knyazev, VP Kuznetsova, Yu. A. Lavrenyuk, LS Legezo, GI Tanetov และ AI Schurov ^[¹^] M-2 เป็นรุ่นต่อจากM-1ซึ่งเป็นเครื่องรุ่นก่อนหน้าและมีขนาดเล็กกว่าของห้องปฏิบัติการ และเป็นหนึ่งในสามคอมพิวเตอร์หลักของโซเวียต (ควบคู่ไปกับBESMและStrela ) ที่ใช้ในการคำนวณด้านการป้องกันประเทศ วิทยาศาสตร์ และเศรษฐกิจในช่วงกลางทศวรรษ 1950 ^[¹^]

พื้นหลัง

M-2 ได้รับการพัฒนาขึ้นในห้องปฏิบัติการระบบไฟฟ้าของสถาบันพลังงานแห่งสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งสหภาพโซเวียต (ซึ่งเปลี่ยนชื่อเป็นห้องปฏิบัติการเครื่องจักรและระบบควบคุมในปี 1957 และสถาบันเครื่องจักรควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ในปี 1958) ไอแซค บรูค ผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการ เคยเป็นผู้นำในการพัฒนา M-1 ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กเครื่องแรกของสหภาพโซเวียต ซึ่งเริ่มใช้งานในฤดูใบไม้ผลิปี 1952 ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}ในด้านสถาปัตยกรรม M-2 มีพื้นฐานมาจากหลักการเดียวกันกับ M-1 แต่มีขนาดใหญ่กว่า เร็วกว่า และมีจุดประสงค์เพื่อการคำนวณทางวิทยาศาสตร์ที่มีคุณภาพระดับการผลิตเต็มรูปแบบมากกว่าการใช้งานเชิงทดลอง^{[ 1 ]}

การออกแบบและสถาปัตยกรรม

M-2 เป็นคอมพิวเตอร์ไบนารีแบบขนานที่จัดเก็บโปรแกรมโดยใช้รูปแบบคำสั่งสามแอดเดรส คำสั่ง 34 บิตแต่ละคำสั่งประกอบด้วยโอเปอเรเตอร์โค้ด 4 บิต ตามด้วยแอดเดรสตัวถูกดำเนินการ 10 บิตสามตัว (ตัวถูกดำเนินการต้นทางสองตัวและแอดเดรสผลลัพธ์หนึ่งตัว) โดยความกว้างของแอดเดรสถูกเลือกให้รองรับหน่วยความจำหลักขนาด 1,024 คำของเครื่อง^{[ 1 ]}ชุดคำสั่งประกอบด้วยคำสั่งที่แตกต่างกัน 30 คำสั่ง รวมถึงการดำเนินการทางคณิตศาสตร์หกอย่าง การเปรียบเทียบพีชคณิตและค่าสัมบูรณ์ การดำเนินการสลับรูปแบบเจ็ดอย่าง (ระหว่างจุดคงที่และจุดลอยตัว และระหว่างความแม่นยำเดี่ยวและความแม่นยำสองเท่า) การคูณเชิงตรรกะ (AND แบบบิต) การเลื่อน การทด และการเปลี่ยนเครื่องหมาย คำสั่งอินพุตสี่คำสั่งและเอาต์พุตสามคำสั่ง การดำเนินการกรอเทปแม่เหล็กสี่อย่าง และการหยุด^{[ 1 ]}สัญกรณ์ฐานผสมแบบกะทัดรัดซึ่งรวมตัวเลขฐาน 4 และฐาน 16 ถูกใช้เพื่อแสดงแอดเดรสในรายการที่พิมพ์^{[ 1 ]}

การคำนวณเลขคณิตดำเนินการในหน่วยคำนวณเลขคณิต แบบขนานที่ มีรีจิสเตอร์ทริกเกอร์สี่ตัว รองรับทั้ง การแสดงผล แบบจุดคงที่และจุดลอยตัวด้วยความแม่นยำสูงสุดสิบหลักทศนิยมในแบบจุดคงที่และสูงสุดแปดหลักทศนิยมในแบบจุดลอยตัว นอกจากนี้ยังรองรับการคำนวณเลขคณิตแบบความแม่นยำสองเท่าด้วย^{[ 1 ]}ประสิทธิภาพการทำงานโดยเฉลี่ยต่อเนื่องอยู่ที่ประมาณ 2,000 คำสั่งต่อวินาที^{[ 1 ]}

หน่วยความจำภายในหลักเป็น หน่วยความจำแบบไฟฟ้าสถิตชนิด หลอดวิลเลียมส์ที่มีความจุสูงสุด 512 ตัวเลข สร้างจากหลอดรังสีแคโทด มาตรฐาน 13L037 แทนที่จะใช้โพเทนชิโอสโคปแบบพิเศษที่ใช้ใน BESM และ Strela ทีมงานหลีกเลี่ยงปัญหาด้านการจัดหาและการออกแบบทางวิศวกรรมที่นักพัฒนา BESM พบเจอเกี่ยวกับโพเทนชิโอสโคป โดยการดัดแปลงหลอดรังสีแคโทดที่มีราคาถูกกว่าและหาได้ง่ายมาใช้ หน่วยความจำนี้มีรอบการสร้างใหม่ 25 ไมโครวินาที^{[ 1 ]}ดรัมแม่เหล็กที่มีความจุสูงสุด 512 ตัวเลข หมุนด้วยความเร็ว 2,860 รอบต่อนาที ถูกใช้เป็นหน่วยความจำภายในเพิ่มเติม และไดรฟ์เทปแม่เหล็กที่มีความจุสูงสุด 50,000 ตัวเลขทำหน้าที่เป็นหน่วยความจำภายนอก การป้อนข้อมูลทำได้ผ่าน เครื่องอ่าน เทปเจาะรูและส่งออกไปยังเครื่องพิมพ์โทรเลข^{[ 1 ]}

ตรรกะควบคุมและตรรกะทางคณิตศาสตร์ใช้หลอดสุญญากาศร่วมกับไดโอด เซมิคอนดักเตอร์ การใช้ตรรกะไดโอดสำหรับวงจรเชิงผสม ซึ่งเริ่มแรกนำเสนอใน M-1 และต่อเนื่องใน M-2 และM-3 ในภายหลัง เป็นต้นแบบของ วงจร ตรรกะไดโอด-ทรานซิสเตอร์ (DTL) ที่ใช้ในคอมพิวเตอร์โซเวียตรุ่นที่สองและสาม^[¹^] M-2 ใช้หลอดอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด 1,879 หลอด รวมถึง 203 หลอดในแหล่งจ่ายไฟ และใช้ไฟกระแสสลับสามเฟส 127/220 V โดยมีการใช้พลังงาน 29 kW ^[¹^]

การก่อสร้าง

เครื่อง M-2 ได้รับการออกแบบ สร้าง และประกอบระหว่างเดือนเมษายนถึงธันวาคม พ.ศ. 2495 โดยทีมพัฒนาขนาดเล็กในมอสโกทำงานควบคู่กันไปทั้งด้านสถาปัตยกรรม การออกแบบวงจร และวิศวกรรม หน่วยหลักของเครื่องถูกจัดวางในตู้สี่ตู้บนฐานเดียวกันพร้อมกับกล่องจ่ายไฟ โดยมีคอนโซลผู้ปฏิบัติงานแยกต่างหากซึ่งมีสวิตช์ควบคุมและไฟแสดงสถานะสำหรับสถานะการทำงานของรีจิสเตอร์ทางคณิตศาสตร์ ตัวเลือก และการเริ่มต้น ระบบทั้งหมดใช้พื้นที่ประมาณ 22 ตารางเมตร และใช้ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศแบบวงจรปิด^{[ 1 ]}แต่ละหน่วยคอมพิวเตอร์สร้างขึ้นจากบล็อกย่อยวาล์วที่ถอดได้ซึ่งติดตั้งด้วยขั้วต่อ 14 หรือ 20 พิน ซึ่งเป็นการจัดเรียงที่ตั้งใจไว้เพื่อลดความซับซ้อนในการวินิจฉัยและการเปลี่ยนชิ้นส่วนที่ชำรุดโดยใช้เครื่องมือตรวจสอบเฉพาะ^{[ 1 ]}

ดรัมแม่เหล็กสำหรับหน่วยความจำสำรองได้รับการพัฒนาโดย AI Schurov ในห้องปฏิบัติการควบคู่ไปกับการพัฒนาคอมพิวเตอร์^{[ 1 ]}ในช่วงฤดูหนาวของปี 1955 และอีกครั้งในปี 1956 เครื่องได้รับการอัพเกรดอย่างมาก โดยใช้หน่วยความจำหลักแบบแกนเฟอร์ไรต์มาแทนที่หน่วยความจำแบบไฟฟ้าสถิต ทำให้ความจุของหน่วยความจำหลักเพิ่มขึ้นเป็น 4,096 ตัวเลข การพัฒนาหน่วยความจำหลักนำโดย Kartsev และรวมถึง OV Rosnitcky, LV Ivanov, EN Filinov และ VI Zolotarevsky ^{[ 1 ]}

ซอฟต์แวร์และแอปพลิเคชัน

เครื่อง M-2 เริ่มใช้งานตามปกติในปี พ.ศ. 2496 และถูกใช้เพื่อแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมประยุกต์ตลอด 24 ชั่วโมง โดยส่วนใหญ่ใช้ใน การคำนวณเครื่องปฏิกรณ์ นิวเคลียร์ฟิชชันและการออกแบบจรวด^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2496 เป็นต้นมา AL Brudno และ MM Vladimirova ได้รวบรวมไลบรารีของโปรแกรมมาตรฐานและซับรูทีนสำหรับเครื่องนี้ โดยได้รับความช่วยเหลือจากAS KronrodและGM Adelson- Velsky ^{[ 1 ]}

ชุมชนโปรแกรมเมอร์ที่ไม่เป็นทางการเติบโตขึ้นรอบ ๆ M-2 ในช่วงกลางทศวรรษ 1950 โดยมีสมาชิกมาจากสถาบันต่าง ๆ ในมอสโกหลายแห่ง ซึ่งรวมถึง Adelson-Velsky, VL Arlazarov , MM Bongard, Brudno, M. Ya. Vainshtein, DM Grobman, Kronrod, EM Landis , I. Ya. Landau และ AL Lunts ^{[ 1 ]}นอกเหนือจากวิธีการเขียนโปรแกรมเชิงปฏิบัติแล้ว กลุ่มนี้ยังทำงานเกี่ยวกับการเล่นเกม การจดจำรูปแบบ และปัญหาการวินิจฉัยบน M-2 และงานนี้ได้นำไปสู่การพัฒนาวิธีการค้นหาแบบครบถ้วนแบบใหม่ (โดยเฉพาะ อัลกอริทึม การแบ่งสาขาและขอบเขต ) และงานของโซเวียตในช่วงแรกเกี่ยวกับโครงสร้างการค้นหาโดยใช้สัญกรณ์ลอการิทึม^{[ 1 ]}โปรแกรมที่พัฒนาโดย Kronrod และ Arlazarov สำหรับ M-2 ชนะการแข่งขันหมากรุกโปรแกรมระดับนานาชาติครั้งแรกซึ่งเป็นการแข่งขันหมากรุกระหว่างคอมพิวเตอร์โซเวียตและสแตนฟอร์ดในปี 1966-1967 แม้ว่าบทบาทของ M-2 ในการแข่งขันนั้นจะเป็นเพียงแพลตฟอร์มการพัฒนาโปรแกรมดั้งเดิมมากกว่าจะเป็นเครื่องเล่นก็ตาม^{[ 1 ]}งานของ Brudno ในการเขียนโปรแกรม M-2 ใน "สัญลักษณ์แสดงข้อมูล" เป็นรูปแบบแรกเริ่มของสัญกรณ์ระดับสูงสำหรับลำดับคำสั่ง^{[ 1 ]}

ผู้ใช้

เวลาของ M-2 ได้ถูกจัดสรรให้กับสถาบันวิจัยและสถาบันการศึกษาของโซเวียตหลายแห่ง ผู้ใช้งานที่ได้รับการบันทึกไว้ ได้แก่สถาบันพลังงานปรมาณูภายใต้ การนำของ SL Sobolevสถาบันฟิสิกส์เชิงทฤษฎีและเชิงทดลอง (ITEP) ภายใต้ การนำของ AI Alikhanovสถาบันปัญหากลศาสตร์แห่งสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งสหภาพโซเวียต (ซึ่งใช้ M-2 สำหรับการคำนวณโครงสร้างของเขื่อนไฟฟ้าพลังน้ำคุยบีเชฟและโวลกา) ห้องปฏิบัติการวิศวกรรมความร้อนภายใต้การนำของ MA Mikheev สถาบันกองทัพอากาศ สถาบันปืนใหญ่ สถาบัน Stalproyekt และสำนักงานที่นำโดยAI Berg [ ^{1 ] ใน}เดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2490 เครื่องนี้ได้ถูกนำมาสาธิตในงานนิทรรศการความสำเร็จทางเศรษฐกิจแห่งชาติของสหภาพโซเวียต (VDNKh ปัจจุบันคือ VVC) ในมอสโก โดยติดตั้งเทอร์มินัลระยะไกลในหอประชุมสถาบันวิทยาศาสตร์^{[ 1 ]}

อิทธิพลและมรดก

บทความพิพิธภัณฑ์คอมพิวเตอร์เสมือนจริงของรัสเซียระบุถึงผลงานด้านวิศวกรรมและสถาปัตยกรรมหลายประการของ M-2 ที่ส่งผลต่อเครื่องคอมพิวเตอร์โซเวียตรุ่นต่อมา^{[ 1 ]}ตรรกะเชิงผสมแบบไดโอดที่ได้รับการปรับปรุงสำหรับ M-1, M-2 และ M-3 เป็นต้นแบบโดยตรงของตระกูลตรรกะไดโอด-ทรานซิสเตอร์ที่ใช้ในคอมพิวเตอร์โซเวียตรุ่นที่สองและสาม รูปแบบคำสั่งสั้นสามแอดเดรสรวมกับการดำเนินการสลับรูปแบบที่ Kartsev นำเสนอมีอิทธิพลต่อการออกแบบการคำนวณแอดเดรสที่มีประสิทธิภาพในสถาปัตยกรรมเครื่องคอมพิวเตอร์โซเวียตรุ่นต่อมา และการใช้หลอดรังสีแคโทดมาตรฐานแทนโพเทนชิโอสโคปแบบพิเศษสำหรับหน่วยความจำไฟฟ้าสถิตได้รับการนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการออกแบบในภายหลัง โดยเลือกใช้แทนเส้นทางโพเทนชิโอสโคปที่ยากกว่าซึ่งทีม BESM ใช้^{[ 1 ]}

มีรายงานว่า M-2 เองมีประสิทธิภาพสูงสุดที่คล้ายคลึงกันกับคอมพิวเตอร์ Strela ในยุคเดียวกัน ในขณะที่ใช้พื้นที่เพียงประมาณหนึ่งในหก ใช้พลังงานประมาณหนึ่งในแปด และมีราคาประมาณหนึ่งในสิบ^{[ 1 ]}

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

คาร์ทเซฟ, แมสซาชูเซตส์; อเล็กซานดริดี, TM; คนยาเซฟ, VD; และคณะ (1957) เครื่องคอมพิวเตอร์เร็ว M-2 (ภาษารัสเซีย) ประสานงานโดย IS Bruk มอสโก: Gostechteoretizdat.
Kartsev, MA (มีนาคม 1956). "หน่วยคำนวณทางคณิตศาสตร์ของเครื่องคำนวณ M-2". เส้นทางการพัฒนาของการประชุมวิศวกรรมเครื่องกลคณิตศาสตร์และอุตสาหกรรมเครื่องมือของโซเวียต, ส่วนเครื่องจักรดิจิทัลสากล, ตอนที่ 1.มอสโก.
อเล็กซานดริดี, ทีเอ็ม (มีนาคม 1956). "อุปกรณ์จัดเก็บประจุไฟฟ้าสถิตของ M-2" เส้นทางการพัฒนาของการประชุมวิศวกรรมเครื่องกลคณิตศาสตร์และอุตสาหกรรมเครื่องมือของโซเวียต ส่วนเครื่องจักรดิจิทัลสากล ภาคที่ 1มอสโก
"เครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ความเร็วสูง M-2" (1956). Elektrichestvo . ฉบับที่ 9. (เป็นภาษารัสเซีย).

ลิงก์ภายนอก

"ЭВМ М-2" [คอมพิวเตอร์ M-2]. www.computer-museum.ru (เป็นภาษารัสเซีย) . สืบค้นเมื่อ2018-05-23 .การแปลโดย Google

บทความเกี่ยวกับฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์นี้ ยัง ไม่สมบูรณ์คุณสามารถช่วยวิกิพีเดียได้โดยการเพิ่มข้อมูลที่ขาดหายไป

[

[