Н.П. Брусенцов, Рамиль Альварес Хосе

В начале 1956 г. по инициативе академика С.Л. Соболева, заведующего кафедрой вычислительной математики на механико-математическом факультете Московского университета, в вычислительном центре МГУ был учрежден отдел электроники и стал работать семинар с целью создать практичный образец цифровой вычислительной машины, предназначенной для использования в вузах, а также в лабораториях и конструкторских бюро промышленных предприятий. Требовалось разработать малую ЭВМ, простую в освоении и применениях, надежную, недорогую и вместе с тем эффективную в широком спектре задач.

Обстоятельное изучение в течение года имевшихся в то время вычислительных машин и технических возможностей их реализации привело к нестандартному решению употребить в создаваемой машине не двоичный, а троичный симметричный код, реализовав ту самую уравновешенную систему счисления, которую Д. Кнут двадцать лет спустя назовет быть может, самой изящной и как затем стало известно, достоинства которой были выявлены К. Шенноном в 1950 г. 121.

В отличие от общепринятого в современных компьютерах двоичного кода с цифрами 0, 1, арифметически неполноценного вследствие невозможности непосредственного представления в нем отрицательных чисел, троичный код с цифрами -1, 0, 1 обеспечивает оптимальное построение арифметики чисел со знаком. При этом, не только нет нужды в искусственных и несовершенных дополнительном, прямом либо обратном кодах чисел, но арифметика обретает ряд значительных преимуществ: единообразие кода чисел, варьируемая длина операндов, единственность операции сдвига, трехзначность функции знак числа, оптимальное округление чисел простым отсечением младших разрядов, взаимокомпенсируемость погрешностей округления в процессе вычисления .

Троичная ЭВМ “Сетунь” , опытный образец которой разработали, смонтировали и к концу 1958 г. ввели в эксплуатацию сотрудники отдела электроники, как показал опыт ее освоения, программного оснащения и многообразных практических применений, с исчерпывающей полнотой удовлетворяла всем предусмотренным заданием на ее разработку требованиям. Этот успех, с учетом того, что разработка троичной ЭВМ предпринималась впервые, проводилась немногочисленным коллективом начинающих сотрудников (8 выпускников МЭИ и МГУ, 12 техников и лаборантов) и была выполнена в короткий срок, явно свидетельствует о благодатности троичной цифровой техники. Ценой усложнения по сравнению с двоичными элементов памяти и элементарных операций достигается существенное упрощение и, главное, естественность архитектуры троичных устройств.

При минимальном наборе команд (всего 24 одноадресные команды) “Сетунь” обеспечивала возможность вычислений с фиксированной и с плавающей запятой, обладала индекс-регистром, значение которого можно как прибавлять, так и вычитать при модификации адреса, предоставляла операцию сложения с произведением, оптимизирующую вычисление полиномов, операцию поразрядного умножения и три команды условного перехода по знаку результата. Простая и эффективная архитектура позволила усилиями небольшой группы программистов уже к концу 1959 г. оснастить машину системой программирования и набором прикладных программ , достаточными для проведения в апреле 1960 г. междуведомственных испытаний опытного образца.

По результатам этих испытаний “Сетунь” была признана первым действующим образцом универсальной вычислительной машины на безламповых элементах, которому свойственны “высокая производительность, достаточная надежность, малые габариты и простота технического обслуживания”. По рекомендации Междуведомственной комиссии Совет Министров СССР принял постановление о серийном производстве “Сетуни” на Казанском заводе математических машин. Но почему-то троичный компьютер пришелся не по нраву чиновникам радиоэлектронного ведомства: они не обеспечили разработку серийного образца машины, а после того как он все-таки был осуществлен с использованием конструктивов выпускавшейся заводом машины М-20, не содействовали наращиванию выпуска в соответствии с растущим числом заказов, в частности из-за рубежа, а наоборот, жестко ограничивали выпуск, отклоняя заказы, и в 1965 г. полностью прекратили, причем воспрепятствовали освоению машины в ЧССР, планировавшей ее крупносерийное производство. Поводом для этой странной политики могла быть рекордно низкая цена “Сетуни” - 27,5 тыс., рублей, обусловленная бездефектным производством ее магнитных цифровых элементов на Астраханском заводе ЭА и ЭП, по 3 руб. 50 коп. за элемент (в машине было около 2 тыс., элементов). Существенно то, что электромагнитные элементы “Сетуни” позволили осуществить пороговую реализацию трехзначной логики на редкость экономно, естественно и надежно. Опытный образец машины за 17 лет эксплуатации в ВЦ МГУ, после замены на первом году трех элементов с дефектными деталями, не потребовал никакого ремонта внутренних устройств и был уничтожен в состоянии полной работоспособности. Серийные машины устойчиво функционировали в различных климатических зонах от Одессы и Ашхабада до Якутска и Красноярска при отсутствии какого-либо сервиса и запчастей.

Благодаря простоте и естественности архитектуры, а также рационально построенной системе программирования, включающей интерпретирующие системы: ИП-2 (плавающая запятая, 8 десятичных знаков), ИП-3 (плавающая запятая, 6 десятичных знаков), ИП-4 (комплексные числа, 8 десятичных знаков), ИП-5 (плавающая запятая, 12 десятичных знаков), автокод ПОЛИЗ с операционной системой и библиотекой стандартных подпрограмм (плавающая запятая, 6 десятичных знаков), машины “Сетунь” успешно осваивались пользователями в вузах, на промышленных предприятиях и в НИИ, оказываясь эффективным средством решения практически значимых задач в самых различных областях, от научно-исследовательского моделирования и конструкторских расчетов до прогноза погоды и оптимизации управления предприятием . На семинарах пользователей вычислительных машин “Сетунь”, проведенных в МГУ (1965), на Людиновском тепловозостроительном заводе (1968), в Иркутском политехническом институте (1969) были представлены десятки сообщений о результативных народнохозяйственных применениях этих машин. “Сетунь”, благодаря естественности троичного симметричного кода, оказалась поистине универсальным, несложно программируемым и весьма эффективным вычислительным инструментом, положительно зарекомендовавшим себя, в частности, как техническое средство обучения вычислительной математике более чем в тридцати вузах. А в Военно-воздушной инженерной академии им. Жуковского именно на “Сетуни” была впервые реализована автоматизированная система компьютерного обучения .

Троичная система счисления основана на том же позиционном принципе кодирования чисел, что и принятая в современных компьютерах двоичная система, однако вес i -й позиции (разряда) в ней равен не 2 i , а 3 i . При этом сами разряды не двухзначны (не биты), а трехзначны (триты) - помимо 0 и 1 допускают третье значение, которым в симметричной системе служит -1, благодаря чему единообразно представимы как положительные, так и отрицательные числа. Значение n -тритного целого числа N определяется аналогично значению n -битного:

где а i ∈ {1, 0, -1} - значение цифры i -го разряда.

Цифры в троичной симметричной системе целесообразно обозначать их знаками, т.е. вместо 1, 0, -1 писать +, 0, -. Например, десятичные числа 13, 7, 6, -6 в такой троичной записи будут: 13 = +++, 7 = +-+, б = +-0, -6 = -+0. Изменение знака числа в симметричном коде равносильно потритной инверсии, т.е. взаимозамене всех “+” на “-” и всех “-” на “+”. Операции сложения и умножения в троичном симметричном коде определены таблицами:

В отличие от двоичной, это арифметика чисел со знаком, причем знаком числа оказывается цифра старшего из его значащих (ненулевых) разрядов. Проблемы чисел со знаком, не имеющей в двоичном коде совершенного решения, в троичном симметричном коде просто нет, чем и обусловлены его принципиальные преимущества.

Машина “Сетунь” может быть охарактеризована как одноадресная, последовательного действия, с 9-тритным кодом команды, 18-тритными регистрами сумматора S и множителя R , 5-тритными индекс-регистром модификации адреса F и счетчиком-указателем выполняемых команд C , а также однобитным указателем знака результата ? , управляющим условными переходами.

Оперативная память - 162 9-тритных ячейки - разделена на 3 страницы по 54 ячейки для постраничного обмена с основной памятью - магнитным барабаном емкостью 36 либо 72 страницы. Считывание и запись в оперативную память возможны 18-тритными и 9-тритными словами, причем 9-тритное слово соответствует старшей половине 18-тритного в регистрах S и R . Содержимое этих регистров интерпретируется как число с фиксированной после второго из старших разрядов запятой, т.е. по модулю оно меньше 4,5. При вычислениях с плавающей запятой мантисса М нормализованного числа удовлетворяет условию 0,5 < |М| <1,5, а порядок представлен отдельным 5-тритным словом, интерпретируемым как целое со знаком.

Страничная двухступенная структура памяти с пословной адресацией в пределах трех страниц ОЗУ, обходящейся 5-тритными адресами и соответственно 9-тритными командами, обусловила необыкновенную компактность программ и вместе с тем высокое быстродействие машины, несмотря на то, что в интерпретирующих системах магнитный барабан функционирует как оперативная память.

В 1967-1969 гг. на основе опыта создания и практических применений машины “Сетунь” разработана усовершенствованная троичная цифровая машина “Сетунь 70”, опытный образец которой вступил в строй в апреле 1970 г. Это была машина нетрадиционной двухстековой архитектуры, ориентированной на обеспечение благоприятных условий дальнейшего развития ее возможностей методом интерпретирующих систем .

Принятие арифметического стека (стека 18-тритных операндов) обусловлено использованием в качестве машинного языка так называемой польской инверсной записи программ (ПОЛИЗ), положительно зарекомендовавшей себя в одноименном интерпретаторе на “Сетуни”. ПОЛИЗ-программа состоит не из команд той или иной адресности, а является последовательностью коротких слов - 6-тритных трайтов (троичных байтов). Как элемент программы трайт может быть либо адресным, либо операционным. Адресный трайт либо используется в качестве операнда предшествующим операционным, либо воспринимается как предписание заслать в стек операндов из оперативной памяти адресуемое слово от одного до трех трайтов. В оперативной памяти всего 9 страниц по 81 трайту, причем открыты для доступа в данный момент три страницы, номера которых указаны в так называемых “регистрах приписки”.

Операционный трайт указывает операции, а вернее процедуры, выполняемые над стеком операндов, а также над регистрами процессора. Всего предусмотрена 81 операция - 27 основных, 27 служебных и 27 программируемых пользователем.

Второй (системный) стек, содержащий адреса возврата при обработке прерываний и при выполнении вложенных подпрограмм, позволил успешно реализовать на “Сетуни 70” идею структурированного программирования Э. Дейкстры, введя операции вызова подпрограммы, вызова по условию и циклического выполнения подпрограмм. Осуществленное таким образом процедурное структурированное программирование на практике подтвердило заявленные Дейкстрой преимущества его метода: трудоемкость создания программ сократилась в 5-7 раз, благодаря исключению традиционной отладки тестированием на конкретных примерах, причем программы обрели надлежащую надежность, упорядоченность, понятность и модифицируемость. В дальнейшем эти особенности архитектуры “Сетуни 70” послужили основой диалоговой системы структурированного программирования ДССП, реализованной на машинах серии ДВК и на последующих персональных компьютерах .

К сожалению, дальнейшее развитие заложенных в “Сетуни 70” возможностей путем разработки ее программного оснащения было административным порядком прекращено. Пришлось переориентироваться на компьютеризацию обучения. “Сетунь 70” стала основой для разработки и реализации автоматизированной системы обучения “Наставник” , воплотившей принципы “Великой дидактики” Яна Амоса Коменского. Назначение компьютера в этой системе не “электронное перелистывание страниц” и не мультимедийные эффекты, а отслеживание верности понимания учащимся того, чему он учится, своевременное преодоление заблуждений и обеспечение путем обоснованно назначаемых упражнений реального овладения предметом обучения. Вместе с тем компьютер протоколирует ход занятия, предоставляя разработчику учебного материала возможность оценивать эффективность используемых дидактических приемов и совершенствовать их.

Учебный материал в “Наставнике” предоставляется учащимся в печатном виде с пронумерованными секциями, абзацами, упражнениями и справками к ошибочным ответам, благодаря чему при помощи простейшего терминала с цифровой клавиатурой и калькуляторным индикатором компьютер без гипертекстового дисплея легко и безвредно взаимодействует с обучаемым, придавая книге недостающую ей способность диалога с читателем. Создание учебных материалов для “Наставника” не связано с программированием компьютера, и, как показала практика, разработка вполне удовлетворительных пособий по математике, физике, английскому языку и другим предметам посильна школьным учителям. Дидактическая эффективность этой немудреной системы оказалась на редкость высокой. Так, курс “Базисный Фортран” студенты факультета ВМК МГУ проходили в “Наставнике” за 10-15 часов, студенты экономического факультета - за 15-20 часов, показывая затем в практикуме более совершенное умение программировать на Фортране, чем после обычного семестрового курса.

Реализованный в “Наставнике” принцип “книга-компьютер” обусловил оптимальное использование компьютера как средства обучения практически во всех отношениях: необходимая аппаратура (микрокомпьютер и подключенные к нему 3-4 десятка терминалов, подобных простейшему калькулятору) предельно дешева, надежна и легко осваивается как учащимися, так и преподавателями, работа в режиме диалога с книгой неутомительна, увлекательна и при надлежащей организации изложения гарантирует быстрое и полноценное усвоение изучаемого предмета. Применение системы в МГУ, МАИ, ВИА им. Куйбышева, в средней школе и для профессионального обучения на ЗИЛе подтвердили ее высокую эффективность в широком спектре предметов и уровней обучения. Вместе с тем “Наставник” уже более 30 лет постоянно используется на факультете ВМиК для автоматизированного проведения контрольных работ, а также тестирования поступивших на факультет, определяющего уровень владения английским языком для комплектования однородных учебных групп.

Однако при, казалось бы, насущной потребности действенного усовершенствования процесса обучения в наш информационный век “Наставник” не был востребован. По-видимому, слишком прост и дешев, да и какая же это компьютерная система - без дисплея, мышки и гипертекста. Ведь ИТ-оснащенность учебного процесса все еще принято оценивать не по уровню и качеству обучения, а по количеству и мощности вовлеченных в него компьютеров.

Система команд машины “Сетунь”

Литература

1. Shаnnonc. Е.А Symmetrical notation for numbers. - “The American Mathematical Monthly”, 1950, 57, N 2, р, 90 - 93,
2. Reid J.B. Letter to the editor. - “Comm. ACM”, 1960, 3, N 3, р. А12 - A13.
3. Howden Р.F. Weigh-counting technique is faster then binary. - “Electronics”, 1974, 48, N 24, р. 121 - 122.
4. Байцер Б. Архитектура вычислительных комплексов , т. 1. М., “Мир”, 1974.
5. Proceedings of the Sixth International Symposium on Multiple-Valued Logic , Мау 25 - 28 1976. IEEE Press, 1976.
6. Croisier А. Introduction to pseudoternary transmission codes. - “IBM Journal of Research and Development”, 1970, 14, N 4, р. 354 - 367.
7. Брусенцов Н.П. Электромагнитные цифровые устройства с однопроводной передачей трехзначных сигналов. - В кн.: Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники. XIV Всесоюзное совещание (Москва, сентябрь 1972 г.). М., “Наука”, 1972, с. 242 - 244.
8. Аристотель. 06 истолковании. СПб., 1891.
9. Брусенцов Н.П. Диаграммы Льюиса Кэррола и аристотелева силлогистика. - В кн.: Вычислительная техника и вопросы кибернетики, вып. 13. Изд-во МГУ, 1976, с. 164-182.
10. Introduction to programming. PDP-8 handbook series. Digital Equipment Corporation, 1972.

Материалы международной конференции SORUCOM 2006 (3-7 июля 2006 года)
Развитие вычислительной техники в России и странах бывшего СССС: история и перспективы
Статья помещена в музей 31.10.2007 с разрешения автора

Н.П. Брусенцов

ЭВМ "Сетунь-70". 1971 г.

1. Малая цифровая вычислительная машина «Сетунь-70».
2. Главный конструктор: Брусенцов Н. П.; основные разработчики: Жоголев Е. А., Маслов С. П., Рамиль Альварес Х.
3. Организация-разработчик: Вычислительный центр Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова. Ведомство: Министерство высшего образования СССР.
4. Год окончания разработки: 1970.
5. Год начала выпуска: машина серийно не выпускалась.
6. Год прекращения производства: опытный образец машины «Сетунь-70» функционировал в составе автоматизированной системы обучения «Наставник» на факультете ВМиК МГУ до замещения его серийным микрокомпьютером «Электроника НЦ 80-20» (ДВК-2) в 1987 г.
7. Область применения: решение научно-технических задач средней сложности; основание для микропрограммной реализации специализированных систем. На основе опытного образца машины созданы диалоговая система структурированного программирования ДССП и автоматизированная система обучения «Наставник», эмулируемые в дальнейшем на серийных компьютерах.
8. Число выпущенных машин: один опытный образец.
9. Элементная база: электромагнитные пороговые логические элементы с однопроводной передачей трехзначных сигналов.
10. Конструкция ЭВМ: модульная, шкаф-стойка 1,8х1,5х0,5 м, съемные платы с логическими элементами, до 40 элементов на плате.
11. Технология: однопроводная передача трехзначных сигналов сократила почти в два раза количество межэлементных и межблочных соединений.
12. Технико-эксплуатационные характеристики: потребляемая мощность - 1,5 кВА, площадь для размещения - 15-20 кв. м, производительность - 5-6 тыс. операций в секунду.
13. Особенности ЭВМ: троичная симметричная система представления данных и программ, трехзначная логика в пороговой реализации на электромагнитных элементах с однопроводной передачей сигналов, страничная двухуровневая организация памяти, двухстековая архитектура, послоговое кодирование программ, управление ходом программы в духе структурированного процедурного программирования.

Описание машины «Сетунь-70»

Двухстековый троичный процессор с послоговым кодированием программ и данных - идентификаторами операций и адресов служат трайты (шестерки тритов), последовательность которых представляет собой программу в польской инверсной (постфиксной) записи. Набор операций включает 81 операцию - 27 основных (тестирование и преобразование данных, управление ходом программы), 27 служебных (управление магнитным барабаном, внешними устройствами, системой прерываний), 27 макроопераций, микропрограммируемых пользователями. Память с непосредственным доступом состоит из девяти страниц по 81 трайту ОЗУ и 18-ти страниц ПЗУ. Магнитный барабан с постраничным обращением емкостью 972 страницы (в опытном образце машины задействовано 243). Каналов ввода-вывода три, до восьми устройств в каждом. На опытном образце ввод/вывод перфолентный и посредством электроуправляемой пишущей машинки «Консул 254». К машине был подключен также класс «Наставник» с 27-ю терминалами учащихся, оборудование для диагностики цветного зрения и устройство для оцифровывания графиков.

Программное обеспечение

Программное обеспечение: операционная система, выполняющая функции загрузчика, отладчика и монитора, организацию обмена с магнитным барабаном и осуществление макроопераций, предоставляет пользователю макрорасширяемый редактор текстов, однопроходный ассемблер с входным языком структурированного программирования и библиотеку сервисных программ, призванных повысить эффективность разработки и облегчить использование программных систем. Наиболее широкое практическое применение получила автоматизированная система обучения «Наставник», которая явилась весьма действенным средством группового обучения теоретическим дисциплинам, проведения автоматизированных контрольных работ, коллоквиумов, экзаменов и различного рода тестов.

Литература

1. Брусенцов Н. П., Жоголев Е. А., Маслов С. П. Общая характеристика малой цифровой машины «Сетунь-70». В сб.: Вычислительная техника и вопросы кибернетики. Вып. 10. Л., Изд-во ЛГУ, 1974, с. 3-21.
2. Брусенцов Н. П., Рамиль Альварес Х. Структурированное программирование на малой цифровой машине Вычислительная математика и вопросы кибернетики. Вып. 15. М., Изд-во МГУ, 1978, с. 3-8.
3. Рамиль Альварес Х. Базовое программное оснащение ЦМ «Сетунь-70». В сб.: Вычислительная техника и вопросы кибернетики. Вып. 17. М., Изд-во МГУ, 1981, с. 22-26.

© www.aupi.info

В 1959-м году учёные из Московского государственного университета под руководством Николая Брусенцева разработали первую и единственную ЭВМ на основе троичной логики. Называлась она «Сетунь». Других компьютеров на основе троичного кода нет и не было.

Идею использовать для вычислений троичную систему высказал ещё в 13-м веке итальянский математик Фибоначчи. Он сформулировал и решил «задачу о гирях», более известную под названием Баше-Менделеева: если можно класть гири только на одну чашу весов, то удобнее, быстрее и экономичнее делать подсчёты в двоичной системе, а если можно класть гири на обе чаши, то целесообразнее прибегнуть к троичной системе.

Особенность троичной системы счисления в том, что цельночисленное основание в ней равно трём. Это значит, что всё множество целых чисел можно записать с помощью всего трёх цифр, например 0, 1, 2, 10, 11, 12 и так далее. 10 в данном случае соответствует цифре 3 из привычной нам десятичной системы.

Большинство современных компьютеров используют двоичную систему, где разряд равен степени двойки. Брусенцев и его группа пошли по иному пути - в их машине разряд был равен степени тройки. При работе машина использовала двухбитный троичный код. Единицами измерения были не биты, а триты (то есть не 0 и 1, а 0, 1 и 2). Минимальной единицей, с которой работала непосредственно память «Сетуни», был трайт, равный шести тритам (соответствует примерно 9,5 битам в современном двоичном представлении). Для «Сетуни» даже разработали собственный язык программирования - DSSP.

По современным меркам «Сетунь» не был мощным компьютером: тактовая частота процессора у него была всего 200 кГц. Но в 1959-м году, когда создавались только первые прототипы ЭВМ и учёные ещё даже не договорились, сколько разрядов будет в байте, такая машина была выдающимся достижением. Ей было нужно обработать примерно в 1,5 раза меньше суммарных сложений, чем компьютеру с двоичной системой для той же задачи и за то же время. Так что и работать она могла в 1,5 раза быстрее. Закодировать тоже можно было больше.

Но в Советском Союзе было сделано всего 46 таких машин, 30 из которых отдали институтам по всей стране для решения научно-технических задач средней сложности. Затем выпуск машин прекратился, несмотря на то, что у рабочего прототипа недостатков почти не было. Сам создатель машины Брусенцев говорил потом:

«Сетунь» мешала людям с косным мышлением, которые занимали высокие руководящие посты».

По всей видимости, чиновники посчитали, что на обслуживание машины уйдут огромные деньги. Но машина была до того простой, что обслуживать её не требовалось. Тем не менее, «те, кто душил „Сетунь“, раскидали её по всей стране». Итак, уникальный компьютер задавили бюрократы.

По словам Брусенцева, сейчас многие страны пытаются создать свой троичный компьютер, но все попытки безуспешны: люди так привыкли к двоичной логике, что им сложно освоить троичную. Однако это вопрос спорный: вряд ли за все эти годы никто больше не додумался до того, как сделать аппаратную часть такого компьютера. И если во всём мире в компьютерной индустрии пользуются двоичной системой, а на троичную до сих пор никто не перешёл, то, возможно, необходимости в этом и нет.

Робокрысы, дроны-охотники, говорящие мусорки: 10 гаджетов и изобретений, изменяющих города

25 лучших изобретений 2014-го года

В этих невероятных перчатках можно лазить по стенам

Бельгийские дизайнеры придумали съедобную посуду

Таблетки с замороженными фекалиями могут вылечить кишечную инфекцию

В амстердамском аэропорту в каждом писсуаре лежит копия мухи

16-летняя школьница создала фонарик, работающий исключительно за счёт тепла тела

Популярная тема околокомпьютерных (и не только) анекдотов - некая троичная женская логика, построенная по принципу "да - нет - может быть". И мало кто из рассказчиков таких анекдотов знает, что троичная логика реально существует и применяется в прикладной математике. Более того, существовал и весьма эффективный по тем временам компьютер, основанный на троичной логике. Создан он был в Советском Союзе в те годы, когда компьютеры именовались электронно-вычислительными машинами, а информатика - кибернетикой.

В конце 1955 года в МГУ планировалось установить большую ЭВМ "Стрела". Специально для неё в университете был создан вычислительный центр с собственным отделом электроники, который возглавил Николай Брусенцов. Тогда же было решено создать "с нуля" и собственную ЭВМ - более "скромную", дешёвую, надёжную и лёгкую в производстве и в использовании. Такая ЭВМ была востребована в учебных заведениях, НИИ, лабораториях и т.д.

В то время транзисторы были ещё недоступны. Но разработчики понимали, что время ламповых ЭВМ проходит. Машины на ламповой базе значительную часть времени простаивали - инженеры заменяли лампы, имевшие тогда очень короткий срок службы. Достаточно сказать, что типичная ламповая ЭВМ тех лет работала в лучшем случае несколько часов подряд - а потом останавливалась на очередной ремонт и переналадку.

Тогда Николаю Брусенцову пришла мысль сделать ЭВМ на феррит-диодных элементах. В то время в похожих машинах под каждый бит использовалась пара сердечников - рабочий и компенсационный. Брусенцов догадался задействовать компенсационный сердечник в вычислениях. Таким образом каждая ячейка становилась трёхзначной. В итоге получилось так, что в "Сетуни" количество сердечников было в семь раз меньшим, чем в компьютере ЛЭМ-1, но при этом "Сетунь" имела почти вдвое большую разрядность.

Тогда же создавалась архитектура машины (хотя самого понятия "архитектура ЭВМ" ещё не существовало). В конечном итоге всё удалось свести к 24 машинным командам, и в дальнейшем архитектура "Сетуни" не подверглась никаким изменениям. Рабочий прототип "Сетуни" появился в 1958 году. В апреле 1960 года прошли межведомственные испытания, на которых "Сетунь" показала 95% полезного времени (то есть занятого решением задач, а не тестово-наладочными работами). Для сравнения: в то время если машина показывала 60%, это считалось очень хорошим результатом.

После испытаний появилось постановление Совмина СССР об организации серийного производства, для которого был выбран Казанский завод. ЭВМ "Сетунь" выпускали по 10-12 штук в год, но эта цифра даже частично не покрывала поступающие на машину заявки.

При всех своих преимуществах "Сетунь" была очень простой машиной. Правда, её программисты фактически должны были работать в пространстве трёхзначной логики. Позднее сам Брусенцов в одном из интервью рассказывал: "Дело в том, что "Сетунь" была естественной машиной. Там нет этого идиотского дополнительного кода для отрицательных чисел. И положительные, и отрицательные числа задаются естественно. Потом всего 24 команды. Освоить такую машину и программировать в машинном коде было ничуть не сложнее, чем, скажем, осваивать "Алгол" или "Фортран". Строго говоря, в самой "Сетуни" логическая часть была не особенно развита. Правда, та трёхзначная логика, которая была в "Сетуни", с избытком покрывала то, что было в двоичных машинах. Но аристотелевских суждений там, конечно, не было. Мы в то время собственно логикой не занимались. Я уже после создания "Сетуни" стал понимать, что логику как таковую не знаю, стал читать книги. Оказалось, что у меня были предшественники. И у них, кстати, путь тоже не был устлан розами".

В 1965 году "Сетунь" была снята с производства, а сам проект - практически свёрнут. Однако о машине вспомнили к 100-летию со дня рождения Ленина - тогда было принято делать "родине и партии" всякого рода "производственные подарки". Коллектив ВЦ МГУ взял обязательство к этой дате разработать "Сетунь-70". Это, впрочем, оказалась уже фактически другая машина. Новая ЭВМ основывалась на стековом принципе, по аналогии с уже разрабатывавшимся тогда "Эльбрусом ". Однако "Эльбрус" имел лишь один стек - стек операндов. Его более поздний конкурент - американский компьютер PDP-11 - также имел один стек - процедурный. "Сетунь-70" заметно опередила своё время, так как изначально имела два стека - команд и операндов.

В техническом отношении "Сетунь-70" была намного совершеннее "Сетуни". Так, реализация однопроводной передачи трёхзначных сигналов позволила почти вдвое уменьшить число электрических соединений; логические элементы стали проще, миниатюрней и при большей релейности потребляли в 2,5 раза меньше энергии. Также были значительно улучшены параметры троичной памяти и магнитной записи троичного кода. Дальнейшее развитие получила пороговая техника осуществления операций трёхзначной логики. Разработанная применительно к электромагнитным средствам, эта техника была переносима и на полупроводниковые элементы, например, типа И2Л.

Примерно тогда же появились разработки в области структурного программирования и обнаружилось, что "Сетунь-70" лучше всех других ЭВМ подходит для реализации этой идеи. По словам разработчиков, "программирование на "Сетунь-70" было даже не структурированное, а структурирующее. Программы получались легко читаемыми и осваиваемыми, легко модифицированными. Эти программы не подвергались отладке, а делалась так называемая контрольная сборка. После того, как программу сверху вниз написали, её проходили снизу вверх. После этого программа оказывалась, как правило, безошибочной".

Интересный момент: принято считать, что в некоторой степени американским аналогом "Сетуни" был компьютер PDP-8, известный многим по биографии Билла Гейтса. Но всё же сравнивать "Сетунь" и PDP-8 достаточно сложно. Процессор PDP-8 был восьмибитный, а в "Сетуни" процессор (в пересчёте на биты) был 30-битным. PDP-8 стоила $20 тыс. без периферии, и эта цена считалась рекордно низкой. "Сетунь" стоила 27,5 тысяч советских рублей со всей периферией.

Виктор ДЕМИДОВ

Справка "КВ"

"Сетунь" - малая ЭВМ на основе троичной логики, разработанная в вычислительном центре Московского государственного университета в 1959. Руководитель проекта - Николай Петрович Брусенцов, основные разработчики: Е.А. Жоголев, В.В. Веригин, С.П. Маслов, А.М. Тишулина. ЭВМ названа по имени протекавшей рядом с МГУ речки.

Окончание разработки: 1959 год, начало выпуска: 1961 год, прекращение выпуска: 1965 год. Всего выпущено 50 машин (30 из них использовались в университетах СССР). Заводская цена: 27,5 тыс. рублей.

Завод-изготовитель: Казанский завод математических машин Минрадиопрома СССР. Изготовитель логических элементов - Астраханский завод электронной аппаратуры и электронных приборов. Изготовитель магнитных барабанов - Пензенский завод ЭВМ. Изготовитель печатающего устройства - Московский завод пишущих машин.

Характеристики:

• 27 команд (3 зарезервированы)
• Оперативная память - 162 9-тритных ячейки
• Основная память - магнитный барабан ёмкостью 36 либо 72 страницы (страница - 54 ячейки).
• Средняя оперативная скорость машины - 2000-4500 операций в секунду
• Тактовая частота - 200 кГц
• Потребляемая мощность - 2,5 кВА
• Площадь для размещения - 25-30 кв.м.
• Рабочий диапазон температур - 15-30°С

Брусенцов Николай Петрович родился в 1925 году в Украине, в городе Днепродзержинск. В феврале 1943 года призван в армию, направлен на курсы радистов. Через полгода направлен радистом в артиллерийский полк, в отделение разведки. Награждён медалью "За Отвагу" и Орденом Красной звезды. После войны вернулся в Днепродзержинск, работал на заводе. В 1948 году поступил на радиотехнический факультет Московского энергетического института.

На последнем курсе МЭИ составил таблицы дифракции на эллиптическом цилиндре, сегодня известные как таблицы Брусенцова. После окончания института в 1953 году направлен на работу в СКВ МГУ. В 1956-58 годах с группой единомышленников создал в МГУ единственную в мире троичную ЭВМ "Сетунь". В 1970-м создал новую машину "Сетунь-70", имевшую ряд конструктивных новаций. В настоящее время - заведующий лаборатории ЭВМ на Факультете вычислительной математики и кибернетики МГУ.

Номер:

Рубрика:

Заметили ошибку? Выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter!

Комментарии

Страницы

Николай Петрович Брусенцов развил очень важное направление. Троичная логика фундаментально предусматривает компромиссные решения.

А первую систему многозначной логики - трехзначную логику разработал Лукасевич. В качестве третьего логического значения было введено значение, выражаемое словами «вероятно», «нейтрально». О каждом высказывании в системе Лукасевича можно сказать: оно либо истинно, либо ложно, либо нейтрально.

Хм,почему-то банально не сказана ключевая фраза, которая должна быть сказана при упоминании "троичная логика"...

10 марта 2009 года нами получен патент на «многофункциональный модуль» (http://www.bio-net.by.ru/public/pat_doc_2348976.pdf)

Элемент многопороговой (многозначной) логики. Прототипом был элемент, предложенный Ю.Л. Иваськив из НИИ кибернетики им. Глушкова (Украина). В отличие от прототипа, реализованного на цифровых элементах двоичной логики, наш логический элемент является аналоговым. Это распределенная система ИФАПЧ (импульсной фазовой автоподстройки частоты) нескольких (2 и более) импульсных автогенераторов. Такая система реализует многопороговую функцию «отображение окружности», центральная часть которого (исключая конечные пороги 0 и 1) представляет собой функцию - непрерывный аналог троичного Канторового множества – «распределение меры». Таким образом, можно утверждать, что наш элемент многозначной логики в основе своей является троичным.