1500py470 (1500py470) wrote,
1500py470
1500py470

Модернизация и разработка накопителей на магнитной ленте ЭВМ М-20, М-220

Материалы международной конференции Sorucom 2014 (13-17 октября 2014) содержат любопытную статью, о НМЛ и их разработке в СССР, которую написал Лев Николаевич Шувалов.

Лев Николаевич Шувалов

Память, интеллект, разум пересекающиеся категории.

Группой выпускников КАИ с дипломами специалистов по счётно-решающим приборам и устройствам мы пришли на завод в марте 1960 года. На стендах отдела наладки уже стояли под «прозвонкой» две первые ЭВМ М-20. Вскоре они были поставлены под наладку. Старшим смены у нас на первой машине был Ю.П. Кузовлев, прошедший стажировку на Московском заводе САМ. Монтажных ошибок в ответных панелях и в ячейках было множество, что позволило нам, молодым инженерам, быстро осваивать взаимодействие блоков и понимание временных диаграмм. Конечно, к этому добавлялась наша интенсивная самостоятельная работа над схемами машины. Скоро у нас появилась бригада заказчика от ВЦ-1 МО под руководством Н.М.Яковлева. В бригаде были выпускники военных академий, МВТУ им. Баумана инженеры с хорошей квалификацией. В отделе наладки шла дружная совместная работа молодых людей, постигавших азы вычислительной техники. К декабрю 1960 года первая и вторая М-20 были подготовлены к сдаче. Об этом периоде можно многое вспомнить, можно сказать, например, об одном эпизоде. При многочасовом решении контрольной задачи «Г» с какого-то момента результаты стали не совпадать с известными. Сообща все ломали головы над этим. Наконец, пришли к предположению, что идёт однократная кодозависимая ошибка. Построили специальный многовходовой вентиль на этот случай для синхронизации осциллографа, вдали момента и убедились в правильности предположения. Пришлось немного изменить схему.

После сдачи первой машины я перешел на наладку устройства управления накопителями, такая «универсализация» только поддерживалась начальником отдела наладки В.П. Лосевым. Меня тянуло к физике, а магнитная запись была наиболее близка к ней.

НМЛ М-20 не был надёжным устройством, кроме того, в нём использовалась импульсная запись, то есть два перепада намагниченности представляли один бит, что являлось некоторым «анахронизмом». В то время были переводные книги по ВТ, в библиотеке завода имелись многочисленные хорошие зарубежные журналы. В них как распространённый способ записи рассматривался NRZI, в котором бит представлялся одним перепадом намагниченности. Качество отечественной магнитной ленты типа «Сигма» было очень низким и как выход из положения было предложено дублирование информации по двум дорожкам, реализованное в НМЛ машины «Урал», производство которого передавалось на Казанский завод. Мне представлялось, что NRZI и дублирование можно реализовать в НМЛ М-20, для чего нужно было изменить каналы записи и воспроизведения, убрать импульсные трансформаторы и соответственно изменить монтаж. Я сделал все прикидки по схемам и некоторые расчёты. Отдел наладки занимался серийными изделиями, и на ходу модернизировать устройство было невозможно. В это время на заводе организовывался конструкторский отдел по радиоэлектронике (КОРЭ) во главе с Э.А. Ситницким, в функции отдела входило создание стендов, сопрововдение производства, наладка не основных изделий, в частности НМЛ машины «Урал». Ситницкий обещал, что «выбьет» сверхплановый НМЛ у директора завода К.Е. Минеева в целях модернизации. Месяцев семь восемь спустя, параллельно с другими делами силами КБ НМЛ-Д (так мы его назвали) был подготовлен к испытаниям в составе М-20. В этой подготовке активно участвовали начальник отдела КОРЭ В.П.Шляпников, Э.А. Ситницкий, Ю.М. Ожиганов, мой одногруппник по институту. С машинным временем в ту пору было трудно, и помню, где-то с 24 до 4-х ночи нам дали время на серийной машине. В НМЛ-Д был реализован NRZI, способ однократной выборки (стробирования), все картинки были отличными, но устройство упорно не работало. Э.А. Ситницкий задался вопросом о том, что у нас нет последовательного резистора в сетке выходного формирующего каскада, как в схеме переноса сумматора М-20. Резисторы поставили и всё заработало. Достоверность настолько превышала обычную, что мы при испытаниях даже стали делать косые надрезы на рабочем слое ленты, посыпать ленту слоем пепла от сигарет и т. и. Отдел наладки оценил улучшение параметров на первых серийных образцах и всегда доброжелательно отзывался о НМЛ-Д. Вскоре меня встретил зам. начальника СКО Е.Б. Барыкин со словами: «Давай, поезжай в главк, надо утвердить ТУ на НМЛ-Д». Главный инженер главка Жучков подписал документ. НМЛ-Д стал законным изделием и выпускался со всеми последующими ЭВМ М-20. Конструктора Е.Б. Барыкина не мудрствовали лукаво и сменили в ТУ титульный лист, зачеркнули старые параметры и вписали новые. Опытный инженер только улыбнётся описанным событиям где межведомственная комиссия, Государственные испытания, но такие были времена и такая фаза становления ВТ.

Шло время, на смену ламповой М-20 пришла транзисторная М-220. Эго была отличная для того времени машина, практически без технических недостатков М-20, в которой было многоступенчатое, громоздкое охлаждение, низкая надёжность элементной базы (часто выходили из строя импульсные трансформаторы, ненадёжными были разъёмы). Накопители на магнитной ленте М-220 (их назвали ЛПМ) разработала лаборатория В.С. Клепинина. Мы были хорошо знакомы с Владимиром Семёновичем и его сотрудниками со времён НМЛ-Д. Я был членом межведомственной комиссии по приёмке М-220, внимательно посмотрел все новые решения ЛПМ и понял, что есть возможности для улучшения его параметров. Была утверждена финансируемая тема по модернизации ЛПМ М-220. Мы поставили целью увеличить продольную плотность с 16 имп./мм до 30 имп./мм. Такая плотность в то время в стране ещё не была достигнута.

В.С. Клепинин, и В.С. Антонов, главный конструктор М-220, возражали против модернизации, дескать, это не дело завода, лучше заниматься технологией, понижать себестоимость и т. п. К их чести, никаких конкретных противодействий они не чинили. Остановились на записи NRZI и пиковом детектировании. Разместить схемы аналогового дифференцирования, усиления и формирования в одной ячейки долгое время не удавалось, несмотря на транзисторную элементную базу. Возникло предложение использовать для дифференцирования LR цепочку и импульсный трансформатор, что широко применялся в ячейках М-220. В то время в нашей лаборатории трудились отличные специалисты Э.А. Якубов, К.Г. Мурафа, А.И. Борщевский, А.Х. Хафизов. Предложение было быстро реализовано и дало желаемые результаты. Были проведены межведомственные испытания ЛПМ-30, так мы назвали модернизированное устройство.

В.Г. Макурочкин, признанный лидер в области цифровой магнитной записи, заинтересовался ЛПМ-30 и прислал к нам двух ведущих специалистов во главе с С.Л. Горбацевичем. Мы им показали всё: схемы, сигналы во всех точках. Конечно, в своих устройствах они делали в дальнейшем по-другому, но принципиально важно было, что продольная плотность 30 имп./ мм достижима.

Производство ЛПМ-30 передавалось на Марийский машиностроительный завод (ММ3). Это было следствие того, что по инициативе В.Н. Иванова, нового директора КЗЭВМ, в производство М-220 был внедрён монтаж «навалом» в ответных панелях по аналогии с машинами «Минск», что позволило резко нарастить производство М-220, но требовало дополнительных производственных мощностей. На ММ3 с плотным участием нашей лаборатории были проведены периодические испытания изготовленных там ЛПМ-30. Копию протокола испытаний В.С. Клепинин внимательно изучил и с чувством произнёс: «серьёзный документ». Таким образом, ЛПМ-30 получил зелёный свет и штатно поставлялся с машинами М-220, М-220А, М-222, а их было произведено несколько сотен, и в каждой стояло минимум четыре ЛПМ-30.

Не могу не сказать добрые слова о ММ3. Эго был завод с высокой технологией, квалифицированными инженерно-техническим кадрами, «ленинградским интеллигентным духом», царившем в нём. Генеральный директор ММ3, выпускник КАИ М.С. Огородников был человеком на редкость инициативным. В какой-то момент катушечные двигатели для ЛПМ-30 стали дефицитом, они поставлялись с другого завода и применялись в иных оборонных изделиях. Михаил Семёнович в одном из марийских посёлков организовал филиал цеха и производство электродвигателей было быстро запущено.

Программным сопровождением М-220 от зав. отделом Института прикладной математики АН СССР М.Р. Шуры-Буры занимались две дамы. Наблюдая, как быстро работает транслятор ТА1М на машине с ЛПМ30, они говорили, что за это надо Госпремию давать. Документы на Госпремию за М-222 заявляли, но премию не дали.

В НМЛ-Д и ЛПМ-30 применялись отечественные магнитные ленты типа «Сигма» и «Мороз» шириной 35 мм довольно низкого качества. Расположение данных на них не соответствовало международным стандартам. Между тем катушки с магнитной лентой в то время были основными носителями для обмена пакетами программ, операционными системами. Машины серии «Минск» широко поставлялись за рубеж и требовалось соответствие НМЛ и магнитных лент международным стандартам. Тогда распространённым стандартом на физическую и информационную взаимозаменяемости была магнитная лента шириной полдюйма (12, 7 мм) с продольной плотностью 32 бита/мм и 9-ью дорожками по ширине без дублирования.

В связи с этим замминистра МРП М.К. Сулим провёл совещание по вопросу о разработке НМЛ, соответствующего международным стандартам. От С КБ завода им. Серго Орджоникидзе присутствовал, по-моему, Г.П. Лопато, от НИЦЭВТа В.Г. Макурочкин и В.К. Левин, от ВНИИЭМа В.И. Адасько и, возможно, Б.М. Каган. Было решено быстро разработать НМЛ в СКБ Минского завода. Минское СКБ буквально за год разработало НМЛ-67, сдало его межведомственной комиссии и запустило его в серию. Единственным недостатком НМЛ-67 был достаточно сложный вакуумный привод ленты с двумя ведущими валами. К этому моменту перспективной схемой лентопротяжного механизма считалась схема с одновальным приводом. Она была проще схемы с вакуумным приводом, минимально изнашивала магнитную ленту, но для неё были нужны специальные электродвигатели. Они были разработаны во ВНИИЭМ, там же началась разработка НМЛ на основе этих двигателей. Была принята программа по разработке НМЛ с одновальным приводом для М-222, последняя была востребована на рынке, несмотря на начавшуюся разработку ЕС ЭВМ. Впервые наша лаборатория полностью вела разработку, используя движки и определённый задел ВНИИЭМ. Конструкцию шкафа и лентопротяжного механизма вёл отдел В.М. Новикова, основным конструктором был Н.А. Власов. За нашей лабораторией была вся электронная часть и генмонтаж в целом. Нас очень сильно ещё со времен ЛПМ-30 дисциплинировала соседняя с заводом широковещательная радиостанция в смысле корректности монтажа и обеспечения ЭМС. Замечу кстати, что разработчики НМД-5052 имели серьёзные проблемы с функционированием их устройств на площадях КЗЭВМ, так что пришлось экранировать часть помещения отдела наладки, и лишь позднее пензенские инженеры, «воспитанные» нашей радиостанцией, доработали свой накопитель. Разработка НМЛ222 (так мы назвали будущее устройство) шла не просто. Хотя в электронной части мы в значительной мере использовали схемы ЛПМ-30, но с качественным движением магнитной ленты в лентопротяжном механизме были большие трудности. Механизм был сконструирован качественно, но исполнение и технологическое обеспечение были недостаточными. Пришлось «давить» на конструкторов и технологов в том смысле, что без качественного движения ленты в тракте никакая электроника не поможет. Большую помощь нам оказал ВНИИЭМ, прислав технологическое приспособление для точной установки элементов тракта ЛИМ. Не сразу нашли подходящий материал для фрикционного кольца на ведущем валу, им оказался синтетический каучук СКУ-4, выпускаемый на Казанском заводе синтетического каучука. Взаимодействие с ВНИИЭМ было полезным для обеих сторон, хотя они несколько задержали поставки двигателей. Наконец, два образца НМЛ-222 были подготовлены к межведомственным испытаниям. Наибольшую роль в организации этого на завершающем этапе сыграл Э.А. Якубов. Испытания первого в стране НМЛ с одновальным приводом прошли успешно.

К сожалению, НМЛ-222 не пошёл в серийное производство. Министерство настаивало на скорейшем запуске моделей ЕС ЭВМ и снятии М-222 с производства. Не берусь комментировать корректность этих решений. Вскоре НМЛ с одновальным приводом, разработанный в лаборатории Р.Р. Пурэ, также успешно прошёл испытания. Аналогичные устройства были чуть позже разработаны в НИЦЭВТе и на фирме «ИЗОТ» совместно с НИЦЭВТом.

Результаты модернизации и разработки НМЛ-Д, ЛПМ-30, НМЛ-222 были отражены в полных комплектах конструкторской документации на них, работах[1,2], авторских свидетельствах автора и его коллег.

Сегодня продольные плотности на магнитной ленте составляют 15000 бит/мм, на жёстких дисках 30000 бит/мм, поверхностная плотность на жёстких дисках с 30 Gb/inch2 [3] увеличилась до 1-Tb/inch2. В те времена подобные параметры казались чистой фантастикой. Демодуляторы и декодеры в современных устройствах занимают целые чипы. Безумно жаль, что отечественные инженеры не участвовали в силу известных обстоятельств в этих исследованиях и разработках. Нашим правителям полезно знать, кто не имеет собственной памяти, у того нет своего интеллекта, и тот будет жить чужим разумом.

Список литературы

Шувалов Л.Н. Модернизация накопителя на магнитной ленте машины М-220. М: Вопросы технической эксплуатации вычислительных машин, вып. III, вычислительный центр АН СССР, 1973

Шувалов Л.Н. Некоторые вопросы формирования сигналов в накопителях на магнитной ленте ЭВМ. канд. диссертация М: МЭИС, 1973

Shan X. Wang, Alex М. Taratorin Magnetic information storage technology. Academic Press, 525 В Street, Suite 1900, San Diego, California 9210M495, USA, 1998. 536 p.:ISBN 0-12-734570-1

Об авторе: Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ
Казань Россия
lionshuv@mail.ru
Материалы международной конференции Sorucom 2014 (13-17 октября 2014)
Tags: НМЛ
Subscribe

Posts from This Journal “НМЛ” Tag

  • Вынесено из комментариев

    В догонку к вчерашниму о экономике с разработками в СССР рекомендую почитать. И комментарии в обязательном порядке для тех кому эта тема…

  • Пусть то безумная идея, вы не решайте сгоряча...

    Варфоломеевская ночь (у посконых бонжурцев известна как massacre de la Saint-Barthélemy или резня св. Варфоломея) — массовое убийство гугенотов во…

  • Вот такой моторчик

    Ну это конечно не моторчик, а тахогенератор, который стоял на редукторе в НМЛ БЭСМ-6, уровень напряжения от него позволял отслеживать как…

  • Еще раз к вопросу о формате записи и головках для НМЛ БЭСМ-6

    ЗАКОН ЧИЗХОЛМА Любые указания/мысли люди понимают иначе, чем тот, кто их дает. СЛЕДСТВИЕ Даже если ваше объяснение настолько ясно, что исключает…

  • По ту сторону от Диканьки

    Важное дополнение, лента №3333 приехала не из города-героя Киева, а из села Бурлаки, которое находится по ту сторону от самой Диканьки! А для…

  • О головках для чтения лент БЭСМ-6

    И уносят меня, и уносят меня в цветную звенящую хрень - 3 белых коня, 2 красных слона, пингвин, бегемот и олень... Да врождённое чувство прекрасного…

  • О расположении дорожек на ленте БЕСМ-6

    Дорога, дорога, ты знаешь так много о жизни моей непростой. Дорога, дорога, осталось немного я скоро приеду домой. Эти строчки сразу всплыли при…

  • А если Inch вдруг на ММ налезет — кто кого сборет?!

    6 июля — день рождения Далай-ламы XIV. И есть надежда, что вдохновившись его примером, информация с ленточек таки начнёт переселятся на новые…

  • Про катушки НМЛ от БЭСМ-6

    В прошлую пятницу попал в руки пакет из города-героя Киева. Даже беглый взгляд на его содержимое заставил много думать. Об этом нужно будет написать…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 12 comments