1. Электронная цифровая вычислительная машина "Урал-16"
2. Главный конструктор: д.т.н. Б. И. Рамеев, заместители главного конструктора - В. И. Бурков, А. Н. Невский, Г. С. Смирнов, А. С. Горшков, В. И. Мухин, основные разработчики: Л. Н. Богословский, В. К. Елисеев, В. Г. Желнов, А. Г. Калмыков, М. Н. Князев, О. Ф. Лобов, А. И. Плетминцев, Ю. В. Пинигин и др.
3. Организация-разработчик: Пензенский НИИ управляющих вычислительных машин (НИИУВМ).
4. Завод-изготовитель: Пензенский завод вычислительных электронных машин (ВЭМ) Министерства радиопромышленности СССР.
5. Год окончания разработки: 1968.
6. Год начала выпуска: 1969.
7. Год прекращения выпуска: 1969.
8. Область применения: решение широкого класса математических и информационно-логических задач в крупных вычислительных центрах НИИ, КБ и промышленных предприятиях.
9. Число выпущенных машин (серийность): 1.
10. Описание машины (структура, архитектура, включая периферию): "Урал-16" является старшей моделью в ряде машин "Урал". Для ЭВМ "Урал-16" было разработано арифметическое устройство У-330, выполнявшее арифметические, логические и посылочные операции над двоичными числами и словами переменной длины от 1 до 48 двоичных разрядов. Арифметические операции выполнялись над числами с плавающей и фиксированной запятой. Был предусмотрен ряд операций, увеличивающих производительность машины при решении информационных задач.
В состав центрального блока ЭВМ входили арифметическое устройство У-330 и отдельное устройство управления У-331. У-331 обеспечивало взаимодействие всех устройств машины в процессе одновременного решения нескольких задач: одновременное выполнение до пяти команд в центральных устройствах, обмен информацией между накопителями на магнитной ленте, барабане и ферритовым накопителем, работа нескольких устройств ввода и вывода информации.
У-331 производило непосредственную адресацию слов длиной от 1 до 48 бит и массивов слов длиной от 48 до 98 000 бит в оперативной памяти емкостью до 25 000 000 бит.
Аппаратная система защиты программ обеспечивала защиту одних программ от возможных ошибок в других одновременно работающих программах, а система относительных адресов - независимость программ от места в памяти. Среди 300 команд, выполняемых устройством, имеются команды для "разговора" нескольких (до 8) машин на уровне центральных устройств.
"Урал-16" комплектовалась стандартными для машин "Урал" двухвходовыми накопителями на магнитных барабанах, накопителями на магнитной ленте, перфоленточным и перфокарточным оборудованием, алфавитно-цифровым печатающим устройством.
11. Элементная база. ЭВМ "Урал-11" - "Урал-16" построены на унифицированном комплексе логических элементов "Урал-10". Он представляет собой набор полупроводниковых схемных элементов модульной конструкции. Имелось 5 типов основных и 10 типов специальных модулей (для накопителей и внешних устройств). Электронные схемы "Урал-16" большей частью состояли из двух типов основных диодно-транзисторных модулей, способных работать в диапазоне температур от -10 до 70°С. Модули размещались на ячейке, имеющей запаиваемый разъем.
12. Семейство машин "Урал-11" - "Урал-16" выпускалось в стандартных конструкциях. Электронное оборудование располагалось в стандартных шкафах. В шкафах располагались панели с ячейками, на которых монтировались модули с диодно-транзисторными элементами. Монтаж модулей и ячеек некоторые соединения на панелях выполнены печатным способом. Все накопители и внешние устройства были общими для всех машин "Урал".
13. Технология: применены традиционные технологические процессы механообработки конструкций. Каркасы шкафов - сварные. Модули и ячейки, впервые в машинах "Урал" выполненные печатным монтажом на фольгированном диэлектрике, предназначались для массового изготовления на специализированном производстве. Новыми для Пензенского завода были технология изготовления ферритовых накопителей и внешних устройств, в частности новых накопителей на магнитных лентах, механизма алфавитно-цифрового устройства.
Программное обеспечение. Основной программой, организующей работу ЭВМ, являлась программа-диспетчер. Она обеспечивала ввод и вывод информации, организацию многопрограммной работы, защиту областей оперативной памяти, динамическое распределение оперативной памяти, а также внешней памяти на магнитных барабанах и лентах.
С машиной поставлялся автокод АРМУ (Автокод ряда машин "Урал"), который был единым автокодом ряда ЭВМ типа "Урал". Он был составлен с учетом особенностей этих машин и обеспечивал полную совместимость от меньшей машины к большей. Каждая ЭВМ "Урал" имела собственный транслятор с языка АРМУ на свой машинный язык. Таким образом, совместимость ЭВМ типа "Урал" была ограниченной и существовала только на уровне автокода АРМУ.
Помимо тест-программ, обширной библиотеки программ и программы отладки с языка АРМУ с машиной поставлялся транслятор с языка АЛГАМС на АРМУ.
15. Основные эксплуатационно-технические данные машины "Урал-16" следующие.
Длина, бит
слова, адресуемого в оперативной памяти - 1, 2, 3,..., 48
массива информации, непосредственно адресуемого в оперативной памяти - 24, 48, 72,...98304
Разрядность чисел, бит
с фиксированной запятой - 1, 2, 3,..., 48
с плавающей запятой - мантисса - 39, порядок - 7
Система счисления - двоичная
Система команд - одноадресная
Количество команд - 300
Индексных регистров - 14
Базисных регистров - 512
Каналов прерывания - 64+24
Уровней прерывания - 64
Время выполнения операций, мкс
сложение, логические (24 разряда) - 10
сложение, логические (48 разрядов) - 10
сложение чисел с плавающей запятой (39+7) - 10
умножение (24 разряда) - 15
умножение (48 разрядов) - 30
умножение с плавающей запятой - 30
Емкость накопителей в словах длиной 24+2 разряда
ферритовый 131 072 - 524 288
на магнитных барабанах 98 444 - 787 552
на магнитных лентах 8 000 000 - 48 000 000
Скорость обмена информацией, бит в секунду между оперативной памятью и
накопителями на магнитном барабане - до 500 тыс.
накопителями на магнитной ленте - от 130 до 700 тыс.
максимальная скорость - 2 200 000
Скорость ввода информации
с перфолент - 1000 строк с одного устройства
с перфокарт - 700 карт в минуту с одного устройства
с каналов связи - до 2 200 000 бит в секунду.
Скорость вывода информации
на печать - 400 строк в минуту (одно устройство)
на перфокарты - 10 карт в минуту
на перфоленту - 80 строк в секунду
в каналы связи - 2 200 000 бит в секунду
Условия эксплуатации
температура окружающей среды - от 5 до 40°С
влажность - 65±15%
16. Особенности ЭВМ. "Урал-16" была старшей ЭВМ ряда "Урал", выполненного на единой конструктивно-технологической базе "Урал-10". В СССР это была первая попытка проектирования не отдельной ЭВМ, а целого ряда совместимых ЭВМ. Главное внимание при этом, видимо, уделено конструктивному и технологическому единству ЭВМ и их отдельных устройств. Несмотря на то, что большинство схемных, структурных и конструктивных решений были правильными и перспективными, машина "Урал-16" была сделана в единственном экземпляре. Анализа причин этого в литературе нет.
17. Ссылки на литературу, патенты, авторские свидетельства. На государственном предприятии "Рубин" (правопреемнике НИИУВМ) имеется большое количество литературы преимущественно в виде проспектов, а также авторские свидетельства по всем устройствам ЭВМ.