SUC
Jan G. Oblonsky, un dels primers estudiants de Svoboda i desenvolupador d'EPOS-1, ho recorda d'aquesta manera (Eloge: Antonin Svoboda, 1907-l980, IEEE Annals of the History of Computing Vol. 2. núm. 4, octubre 1980):
La idea original va ser proposada per Svoboda en el seu curs de desenvolupament d’ordinadors el 1950, quan, explicant la teoria dels multiplicadors de la construcció, va notar que en el món analògic no hi ha cap diferència estructural entre un sumador i un multiplicador (l’única diferència és aplicar les escales adequades d’entrada i sortida), mentre que les seves implementacions digitals són estructures completament diferents. Va convidar els seus estudiants a intentar trobar un circuit digital que realitzés la multiplicació i l'addició amb una facilitat comparable. Temps després, un dels estudiants, Miroslav Valach, es va apropar a Svoboda amb la idea de codificar, que es va conèixer com el sistema de classes residuals.
Per entendre el seu treball, cal recordar què és la divisió dels nombres naturals. Viouslybviament, utilitzant nombres naturals, no podem representar fraccions, però sí que podem realitzar la divisió amb la resta. És fàcil veure que quan es divideixen nombres diferents per la mateixa m donada, es pot obtenir la mateixa resta, en aquest cas es diu que els nombres originals són comparables mòdul m. Viouslybviament, pot haver-hi exactament 10 residus, de zero a nou. Els matemàtics es van adonar ràpidament que és possible crear un sistema numèric on, en lloc dels nombres tradicionals, apareixeran les restes de divisió, ja que es poden afegir, restar i multiplicar de la mateixa manera. Com a resultat, qualsevol nombre es pot representar per un conjunt de no números en el sentit habitual de la paraula, sinó un conjunt d’aquestes restes.
Per què aquestes perversions, realment faciliten alguna cosa? De fet, com esdevindrà a l’hora de realitzar operacions matemàtiques. Com va resultar, és molt més fàcil per a la màquina realitzar operacions no amb números, sinó amb restes, i aquí teniu el perquè. En el sistema de classes residuals, cada nombre, de múltiples dígits i molt llarg en el sistema de posició habitual, es representa com una tupla de números d’un dígit, que són les restes de dividir el nombre original per la base del RNS (un tupla de nombres coprimers).
Com s’accelerarà el treball durant aquesta transició? En un sistema de posició convencional, les operacions aritmètiques es realitzen seqüencialment bit a bit. En aquest cas, les transferències es formen al següent bit més significatiu, que requereix mecanismes de maquinari complexos per al seu processament, funcionen, per regla general, lentament i seqüencialment (hi ha diversos mètodes d’acceleració, multiplicadors de matriu, etc., però això, a en qualsevol cas, és un circuit no trivial i pesat).
El RNS ara té la capacitat de paral·lelitzar aquest procés: totes les operacions sobre residus per a cada base es realitzen per separat, de forma independent i en un cicle de rellotge. Viouslybviament, això accelera tots els càlculs moltes vegades, a més, les restes són d’un bit per definició i, com a resultat, calculeu els resultats de la seva suma, multiplicació, etc. no és necessari, n'hi ha prou amb introduir-los a la memòria de la taula d'operacions i llegir-los des d'allà. Com a resultat, les operacions amb números a RNS són centenars de vegades més ràpides que l’enfocament tradicional. Per què aquest sistema no es va implementar immediatament i a tot arreu? Com és habitual, en teoria només succeeix sense problemes: els càlculs reals poden presentar molèsties com el desbordament (quan el nombre final és massa gran per introduir-lo en un registre). (en sentit estricte, RNS no és el sistema posicional i els termes "més o menys" no hi tenen cap significat). Valakh i Svoboda van centrar-se en la solució d’aquests problemes, perquè els avantatges que prometia el SOC ja eren molt grans.
Per dominar els principis de funcionament de les màquines SOC, considerem un exemple (aquells que no estiguin interessats en les matemàtiques poden ometre-ho):
La traducció inversa, és a dir, la restauració del valor posicional del nombre a partir dels residus, és més problemàtica. El problema és que realment necessitem resoldre un sistema de n comparacions, que condueix a llargs càlculs. La tasca principal de molts estudis en el camp del RNS és optimitzar aquest procés, ja que subjau en un gran nombre d’algoritmes, en els quals, d’una forma o altra, és necessari un coneixement sobre la posició dels nombres sobre la línia numèrica. En teoria de nombres, el mètode per resoldre el sistema de comparacions indicat es coneix des de fa molt de temps i consisteix en una conseqüència del teorema de la resta de la xina esmentat. La fórmula de transició és bastant pesada i no la donarem aquí, només observem que en la majoria dels casos s’intenta evitar aquesta traducció, optimitzant els algorismes de manera que es mantingui dins del RNS fins al final.
Un avantatge addicional d’aquest sistema és que, de manera tabular i també en un cicle a l’RNS, es poden realitzar no només operacions amb números, sinó també amb funcions arbitràriament complexes representades en forma de polinomi (si, per descomptat, el resultat no va més enllà del rang de representació). Finalment, el SOC té un altre avantatge important. Podem introduir motius addicionals i obtenir així la redundància necessària per al control d’errors, d’una manera senzilla i natural, sense embrutar el sistema amb una triple redundància.
A més, el RNS permet realitzar el control ja en el propi procés de càlcul i no només quan el resultat s’escriu a la memòria (com fan els codis de correcció d’errors en el sistema numèric convencional). En general, aquesta és generalment l’única manera de controlar ALU durant el treball i no el resultat final en memòria RAM. Als anys seixanta, un processador ocupava un armari o diversos, contenia molts milers d’elements individuals, contactes soldats i desmuntables, a més de quilòmetres de conductors, una font garantida d’interferències diverses, fallades i fallades i d’altres incontrolades. La transició al SOC va permetre augmentar l'estabilitat del sistema a fallades centenars de vegades.
Com a resultat, la màquina SOK tenia avantatges colossals.
- La màxima tolerància a fallades "fora de la caixa" amb un control automàtic integrat de la correcció de cada operació en cada etapa, des de la lectura de números fins a l'aritmètica i l'escriptura a la memòria RAM. Crec que no és necessari explicar que per als sistemes de defensa antimíssils aquesta és potser la qualitat més important.
-
El màxim paral·lelisme teòric possible de les operacions (en principi, absolutament totes les operacions aritmètiques dins del RNS es podrien dur a terme en un cicle, sense prestar atenció a la profunditat de bits dels nombres originals) i la velocitat dels càlculs inassolible per qualsevol altre mètode. De nou, no cal explicar per què se suposa que els ordinadors de defensa antimíssils eren el més eficients possible.
Per tant, les màquines SOK simplement demanaven el seu ús com a ordinador de defensa antimíssil, no hi podia haver res millor que ells per a aquest propòsit en aquells anys, però aquestes màquines encara s’havien de construir a la pràctica i calia eludir totes les dificultats tècniques. Els txecs van afrontar-ho brillantment.
El resultat de cinc anys d'investigació va ser l'article de Wallach "Origen del sistema de codis i números de les classes restants", publicat el 1955 a la col·lecció "Stroje Na Zpracovani Informaci", vol. 3, Nakl. CSAV, a Praga. Tot estava preparat per al desenvolupament de l'ordinador. A més de Wallach, Svoboda va atreure diversos estudiants amb més talent i estudiants de postgrau al procés, i el treball va començar. Del 1958 al 1961, aproximadament el 65% dels components de la màquina, anomenats EPOS I (del txec elektronkovy počitač středni - ordinador mitjà), estaven a punt. L’ordinador s’havia de produir a les instal·lacions de la planta ARITMA, però, com en el cas de SAPO, la introducció d’EPOS I no va estar exempta de dificultats, especialment en el camp de la producció de la base d’elements.
La manca de ferrites per a la unitat de memòria, la mala qualitat dels díodes, la manca d’equips de mesura: aquestes són només una llista incompleta de dificultats que Svoboda i els seus estudiants van haver d’afrontar. La recerca màxima era aconseguir una cosa tan elemental com una cinta magnètica, la història de la seva adquisició també es basa en una petita novel·la industrial. En primer lloc, a Txecoslovàquia, era absent com a classe; simplement no es produïa, ja que no tenien cap equipament per a això. En segon lloc, als països de la CMEA la situació era similar: en aquella època només l’URSS fabricava la cinta d’alguna manera. No només era d’una qualitat terrorífica (en general, el problema amb els perifèrics i sobretot amb la maleïda cinta des de l’ordinador fins als cassets compactes va perseguir als soviètics fins al final, tothom que va tenir la fortuna de treballar amb cinta soviètica té una enorme nombre d’històries sobre com es va esquinçar, abocar, etc.), de manera que els comunistes txecs per alguna raó no van esperar l’ajut dels seus col·legues soviètics i ningú els va donar una cinta.
Com a resultat, el ministre d'Enginyeria General Karel Poláček va assignar una subvenció d'1,7 milions de corones per a l'extracció de cinta a Occident, però, a causa dels obstacles burocràtics, va resultar que la moneda estrangera per aquest import no es podia alliberar dins del límit del Ministeri d'Enginyeria General per a la importació de tecnologia. Mentre tractàvem aquest problema, ens vam perdre la data límit de comanda per al 1962 i vam haver d’esperar tot el 1963. Finalment, només durant la Fira Internacional de Brno, el 1964, com a resultat de les negociacions entre la Comissió Estatal per al Desenvolupament i Coordinació de Ciència i Tecnologia i la Comissió Estatal de Gestió i Organització, es va poder aconseguir la importació de memòria de cinta conjuntament amb l'ordinador ZUSE 23 (es van negar a vendre la cinta de Txecoslovàquia per separat a causa de l'embargament, vaig haver de comprar un ordinador sencer del suís neutral i treure'n les unitats magnètiques).
EPOS 1
EPOS I era un ordinador de tub modular unicast. Tot i que tècnicament pertanyia a la primera generació de màquines, algunes de les idees i tecnologies que s’hi utilitzaven eren molt avançades i es van implementar massivament pocs anys després a les màquines de segona generació. EPOS I estava format per 15.000 transistors de germani, 56.000 díodes de germani i 7.800 tubs de buit, segons la configuració, tenia una velocitat de 5 a 20 kIPS, cosa que no era dolenta en aquell moment. El cotxe estava equipat amb teclats txecs i eslovacs. Llenguatge de programació: autocodi EPOS I i ALGOL 60.
Els registres de la màquina es van recollir a les línies de retard magnetostrictives de níquel-acer més avançades d’aquests anys. Era molt més fresc que els tubs de mercuri Strela i es va utilitzar en molts dissenys occidentals fins a finals dels anys seixanta, ja que aquesta memòria era barata i relativament ràpida, la van utilitzar LEO I, diverses màquines Ferranti, IBM 2848 Display Control i molts altres terminals de vídeo inicials. (un cable sol emmagatzemar 4 cadenes de caràcters = 960 bits). També es va utilitzar amb èxit en les primeres calculadores electròniques d'escriptori, incloses les Friden EC-130 (1964) i EC-132, la calculadora programable Olivetti Programma 101 (1965) i les calculadores programables Litton Monroe Epic 2000 i 3000 (1967).
Imatge En general, Txecoslovàquia en aquest sentit era un lloc increïble, entre la URSS i l'Europa occidental de ple dret. D’una banda, a mitjans dels anys cinquanta hi havia problemes fins i tot amb les làmpades (recordeu que també eren a l’URSS, encara que no en un grau tan descuidat), i Svoboda va construir les primeres màquines amb la tecnologia monstruosament obsoleta dels anys trenta - els relés, en canvi, a principis dels anys seixanta, hi havia línies de retard de níquel força modernes disponibles per als enginyers txecs, que van començar a utilitzar-se en desenvolupaments domèstics 5-10 anys després (en el moment de la seva obsolescència a Occident, per per exemple, el domèstic Iskra-11 ", 1970 i" Electronics-155 ", 1973, i aquest darrer es va considerar tan avançat que ja va rebre una medalla de plata a l'Exposició d'Assumptes Econòmics).
EPOS I, com es podria suposar, era decimal i tenia perifèrics rics, a més, Svoboda va proporcionar diverses solucions de maquinari úniques a l’ordinador que estaven molt per davant del seu temps. Les operacions d'E / S en un ordinador sempre són molt més lentes que treballar amb RAM i ALU, es va decidir utilitzar el temps d'inactivitat del processador, mentre el programa que executava accedia a unitats externes lentes, per llançar un altre programa independent: en total, d’aquesta manera era possible executar fins a 5 programes en paral·lel! Va ser la primera implementació mundial de multiprogramació mitjançant interrupcions de maquinari. A més, es van introduir el temps compartit extern (llançament paral·lel de programes que treballen amb diversos mòduls de màquina independents) i intern (canalització per a l'operació de divisió, el més laboriós), cosa que va permetre augmentar la productivitat moltes vegades.
Aquesta innovadora solució es considera amb raó l’obra mestra arquitectònica de Freedom i es va aplicar massivament en ordinadors industrials a Occident només uns anys després. El control per ordinador multiprogramació EPOS I es va desenvolupar quan la idea del repartiment de temps encara estava en els seus inicis, fins i tot en la literatura elèctrica professional de la segona meitat dels anys setanta, encara es coneix com a molt avançada.
L'ordinador estava equipat amb un convenient panell d'informació, en el qual era possible controlar el progrés dels processos en temps real. El disseny inicialment suposava que la fiabilitat dels components principals no era ideal, de manera que EPOS podia corregir errors individuals sense interrompre el càlcul actual. Una altra característica important va ser la possibilitat d’intercanviar components en calent, així com connectar diversos dispositius d’E / S i augmentar el nombre de dispositius d’emmagatzematge magnètics o de bateria. A causa de la seva estructura modular, EPOS I té una àmplia gamma d’aplicacions: des del processament massiu de dades i l’automatització del treball administratiu fins als càlculs científics, tècnics o econòmics. A més, era elegant i bastant guapo, els txecs, a diferència de l’URSS, no només pensaven en el rendiment, sinó també en el disseny i la comoditat dels seus cotxes.
Malgrat les sol·licituds urgents del govern i les subvencions financeres d'emergència, el Ministeri de la Construcció de Maquinària General no va poder proporcionar la capacitat de producció necessària a la planta de VHJ ZJŠ Brno, on se suposava que es produïa l'EPOS I. Inicialment, es va suposar que les màquines de aquesta sèrie satisfaria les necessitats de l'economia nacional fins al 1970 aproximadament. Al final, tot va resultar molt més trist, els problemes amb els components no van desaparèixer, a més, la poderosa preocupació de TESLA va intervenir en el joc, que era terriblement poc rendible per produir cotxes txecs.
A la primavera de 1965, en presència d’especialistes soviètics, es van dur a terme proves estatals reeixides de l’EPOS I, en què es va apreciar especialment la seva estructura lògica, la qualitat de la qual corresponia al nivell mundial. Malauradament, l'ordinador s'ha convertit en objecte de crítiques infundades d'alguns "experts" informàtics que van intentar tirar endavant la decisió d'importar ordinadors, per exemple, va escriure el president de la Comissió d'Automatització Eslovaca Jaroslav Michalica (Dovážet, nebo vyrábět samočinné počítače?: Rudé právo, 13.ubna 1966, s. 3.):
Excepte els prototips, a Txecoslovàquia no es va produir cap ordinador. Des del punt de vista del desenvolupament mundial, el nivell tècnic dels nostres ordinadors és molt baix. Per exemple, el consum d'energia de l'EPOS I és molt alt i puja a 160-230 kW. Un altre desavantatge és que només té programari al codi de la màquina i no està equipat amb el nombre de programes requerit. La construcció d’un ordinador per a instal·lacions interiors requereix una gran inversió en la construcció. A més, no hem assegurat del tot la importació de cinta magnètica des de l’estranger, sense la qual EPOS I no és completament inútil.
Va ser una crítica ofensiva i infundada, ja que cap de les mancances indicades relacionades directament amb EPOS: el seu consum d’energia depenia únicament de la base d’elements utilitzats i per a una màquina de làmpades era bastant adequat, els problemes amb la cinta eren generalment més polítics que tècnics i la instal·lació de qualsevol mainframe a la sala i ara està associada a la seva preparació exhaustiva i és bastant difícil. El programari no va tenir l’oportunitat d’aparèixer des de l’aire: necessitava cotxes de producció. L'enginyer Vratislav Gregor s'hi va oposar:
El prototip EPOS I va funcionar perfectament durant 4 anys en condicions no adaptades en tres torns sense aire condicionat. Aquest primer prototip de la nostra màquina resol tasques difícils de resoldre en altres ordinadors de Txecoslovàquia … per exemple, supervisar la delinqüència juvenil, analitzar dades fonètiques, a més de tasques menors en el camp dels càlculs científics i econòmics que tenen una aplicació pràctica significativa.. Pel que fa a les eines de programació, EPOS I està equipat amb ALGOL … Per al tercer EPOS I, s'han desenvolupat uns 500 programes d'E / S, proves, etc. Cap altre usuari d’un ordinador importat no ha tingut mai programes a la nostra disposició d’una manera tan oportuna i en aquesta quantitat.
Malauradament, quan es va completar el desenvolupament i l’acceptació d’EPOS I, estava molt obsolet i VÚMS, sense perdre temps, va començar a construir paral·lelament la seva versió totalment transistoritzada.
EPOS 2
EPOS 2 està en desenvolupament des del 1960 i va representar el cim de les computadores de segona generació del món. El disseny modular va permetre als usuaris adaptar l'ordinador, com la primera versió, al tipus específic de tasques a resoldre. La velocitat mitjana de funcionament va ser de 38,6 kIPS. En comparació: el potent mainframe bancari Burroughs B5500 - 60 kIPS, 1964; CDC 1604A, la llegendària màquina Seymour Cray, que també es va utilitzar a Dubna en projectes nuclears soviètics, tenia una potència de 81 kIPS, fins i tot la mitjana de la seva línia d’IBM 360/40, una sèrie de la qual es va clonar posteriorment a l’URSS, desenvolupat el 1965, en problemes científics només es donaven 40 kIPS! Segons els estàndards de principis dels anys seixanta, l’EPOS 2 era un cotxe de primera categoria a la parella dels millors models occidentals.
La distribució del temps a EPOS 2 encara no estava controlada pel programari, com en molts ordinadors estrangers, sinó pel maquinari. Com sempre, hi havia un endoll amb la maleïda cinta, però van acordar importar-la de França i més tard TESLA Pardubice va dominar la seva producció. Per a l'ordinador, es va desenvolupar el seu propi sistema operatiu, ZOS, i es va convertir en ROM. El codi ZOS era l’idioma de destinació de FORTRAN, COBOL i RPG. Les proves del prototip EPOS 2 el 1962 van tenir èxit, però a finals d'any l'ordinador no estava acabat pels mateixos motius que l'EPOS 1. Com a resultat, la producció es va ajornar fins al 1967. Des del 1968, ZPA Čakovice produeix en sèrie EPOS 2 sota la designació ZPA 600 i, des del 1971, en una versió millorada del ZPA 601. La producció en sèrie d'ambdós ordinadors va acabar el 1973. El ZPA 601 era parcialment compatible amb el programari de la línia de màquines soviètiques MINSK 22. Es van fabricar un total de 38 models ZPA, que eren un dels sistemes més fiables del món. Es van utilitzar fins al 1978. També el 1969 es va fabricar un prototip de l’ordinador petit ZPA 200, però no va entrar en producció.
Tornant a TESLA, cal assenyalar que el seu lideratge realment va sabotejar el projecte EPOS amb totes les seves forces i per un simple motiu. El 1966, van impulsar al Comitè Central de Txecoslovàquia assignacions per un import de 1.000 milions de corones per a la compra d’ordinadors principals francoamericans Bull-GE i no necessitaven cap ordinador domèstic senzill, còmode i barat. La pressió a través del Comitè Central va provocar que no només es va iniciar una campanya per desacreditar les obres de Svoboda i el seu institut (ja heu vist una cita d’aquest tipus i no es va publicar enlloc, sinó al principal òrgan de premsa de el Partit Comunista de Txecoslovàquia Rudé právo), però també al final es va ordenar al Ministeri de la Construcció de Maquinària General que limités la producció de dos EPOS I, en total, juntament amb el prototip, finalment es van fabricar 3 peces.
EPOS 2 també va tenir èxit, l’empresa TESLA va fer tot el possible per demostrar que aquesta màquina era inútil i, a través de la gestió de la DG ZPA (Fàbriques d’instruments i automatismes, a la qual pertanyia VÚMS), va impulsar la idea d’una competència oberta entre desenvolupament de Liberty i el nou mainframe TESLA 200. El fabricant francès d’ordinadors BULL va ser El 1964, juntament amb el fabricant italià Olivetti, els nord-americans van comprar General Electric, van iniciar el desenvolupament d’un nou mainframe BULL Gamma 140. No obstant això, el seu llançament per als americans El mercat es va cancel·lar, ja que els ianquis van decidir que competiria internament amb el seu propi General Electric GE 400. Com a resultat, el projecte va quedar a l’aire, però després van aparèixer representants de TESLA i per 7 milions de dòlars van comprar un prototip i els drets fins a la seva producció (com a resultat, TESLA no només va produir uns 100 equips d’aquest tipus, sinó que també va aconseguir vendre’n a la URSS!). Va ser aquest cotxe de tercera generació anomenat TESLA 200 el que va guanyar el desafortunat EPOS.
Únic i oblidat: el naixement del sistema soviètic de defensa antimíssils. Projecte EPOS TESLA tenia un equip de depuració en sèrie completament acabat amb un conjunt complet de proves i programari, VÚMS només tenia un prototip amb un conjunt incomplet de perifèrics, un sistema operatiu inacabat i unitats amb una freqüència de bus 4 vegades inferior a les instal·lades al mainframe francès. Després d’una prova preliminar, els resultats de l’EPOS van ser, com era d’esperar, decebedors, però l’enginyós programador Jan Sokol va modificar significativament l’algoritme d’ordenació regular, els empleats, treballant tot el dia, van recordar el maquinari, es van apoderar d’un parell de discs ràpids similar a TESLA i, com a resultat, EPOS 2 va guanyar un mainframe francès molt més potent.
Imatge Durant l'avaluació dels resultats de la primera ronda, Sokol, durant un debat amb la ZPA, va parlar de les condicions desfavorables de la competició, acordades amb la direcció. No obstant això, la seva queixa va ser rebutjada amb les paraules "després de la baralla, tots els soldats són generals". Malauradament, la victòria d’EPOS no va afectar en gran mesura el seu destí, en gran part a causa de la desafortunada època: era el 1968, els tancs soviètics circulaven per Praga, suprimint la font de Praga, i el VÚMS, sempre famós pel seu liberalisme extrem (del qual, a més,, fugit recentment amb Svoboda) la meitat dels millors enginyers a Occident), per dir-ho amb moderació, no era considerat per les autoritats en gran estima.
Però llavors comença la part més interessant de la nostra història: com els desenvolupaments txecs van constituir la base dels primers vehicles de defensa antimíssils soviètics i quin final insòlit els esperava al final, però en parlarem la propera vegada.
