Ako som k tomu prišiel
Ako čerstvý absolvent Elektrotechnickej fakulty SVŠT som nastúpil v marci 1962 na skrátenú základnú vojenskú službu do Jindřihovho Hradca (južné Čechy) k ženistom. Že som slušný elektrikár sa dôstojníci presvedčili pri prechode automobilovej techniky na letnú prevádzku. Vtedy sa, okrem iného vymieňali aj spojky v nákladniakoch (V3S, Tatra 111, …). Vodiči rozoberali motorovú časť chaoticky. Pri opätovnej montáži nevedeli zapojiť elektrické káble. Tak som sa do toho pustil podľa schém, ktoré boli v každom aute a vojaci mi museli povedať len čo ktorá kontrolka znamená. Po tejto skutočnosti ma dôstojníci požiadali, aby som im spravil kurz elektrotechniky. Tak som im spravil pár prednášok o Ohmovom, Kirchhoffovom a ďalších základných zákonov elektrotechniky. Počas prednášok sa ma niektorý dôstojník potichu opýtal, či viem aj stavať antény a montovať zvuk na rakúsku a nemecké televízne stanice. Samozrejme, že som vedel. V Bratislave som so svojim spolužiakom namontoval aspoň desať antén „na Viedeň“. V ženijnej dielni bolo dosť materiálu na zostavovanie (zváranie) antén (armovacie železo). Na výrobu plošných spojov pre oscilátory však neboli ani materiál ani podmienky. Tak som dostal „opušťák“ a išiel som domov a na Katedre slaboprúdovej a vysokofrekvenčnej elektrotechniky EF. Tam mi všetko pripravili.
Na chodbe Elektrotechnickej fakulty som v uniforme náhodou stretol, vtedy docenta, L. Gvozdjáka, (prednášal nám rádiotechniku a antény) a opýtal sa ma, či by som nechcel nastúpiť do práve zakladaného Počítačového strediska. Mal som však umiestnenku do Tesly Orava. Docent Gvozdják na to povedal, že to nevadí, že sa vypíše konkurz a bolo! Koncom augusta 1962 som skončil „vojnu“ a už 4. septembra som bol v Moskve na ceste do Penzy na školenie hardvéru počítača Ural 2.
Počítačové stredisko
V období 1960 ÷ 1962 sa na EF vypracovala objednávka elektrónkového počítača URAL 2 a následne v r. 1962 vznikol samostatný útvar Počítačové stredisko, ako prvé pracovisko tohto typu s prevádzkou prvého prvogeneračného počítača URAL 2 na Slovensku, vtedy najvýkonnejšieho počítača v Československu. Prípravou a vedením Počítačového strediska bol poverený prof. Ladislav Gvozdják (vtedy docent), ktorý sa predtým angažoval na rozvoji rádioelektroniky na fakulte a na Slovensku (napr. prvý televízny vykrývač na Krížave).
Z Počítačového strediska 22. apríla 1964 vznikla pod vedením prof. L. Gvozdjáka Katedra matematických strojov, ako prvá samostatná špecializovaná katedra na vysokých školách v celej bývalej Československej republike, zameraná na počítače a výpočtové systémy a postupne vybavovaná počítačmi LGP 30 (z Hydrostavu), Minsk22, MSP-2a, Minsk32, výkonným analógovým počítačom AP3 a malou analógovou výpočtovou technikou pre pedagogické účely. Inštaláciou počítača MSP-2a sa moja kariéra na Katedre matematických strojov končí; aj s ďalšími kolegami z katedry som prešiel do Výskumného výpočtového strediska s účasťou OSN.
Po Katedre matematických strojov EF SVŠT vznikla 1. septembra 1964 Katedra Počítačů Fakulty elektrotechnické (FEL) Českého vysokého učení technického (ČVUT) v Prahe pod vedením doc. RNDr. Oldřicha Koníčka, Csc. Neviem presne aké bolo poradie inštalovania Ural 2 v Bratislave a v Prahe. Jedno je isté, že pracovníci FEL boli na školení v Penze pred nami. Pred našim odchodom nám radili čo si musíme zobrať (napríklad galoše ─ po daždi plno blata, spraš) a že si máme dať do pasu nechať od milície natlačiť vízum s miestom pobytu „b CCCP“! Ináč by sme sa mohli v ZSSR pohybovať len v okruhu 40 km od uzavretého mesta, Penzy (raketové vojsko).
Ural 2
Počítač Ural 2 pozostával zo základnej jednotky, operačnej pamäti, a z vonkajších zariadení: snímač diernej pásky, tlačiareň, dierovač diernej pásky, 2× magnetický bubon, jednotka magnetickej pásky. Pre prípravu vstupného média (filmovej diernej pásky) bolo v dierovni niekoľko dierovacích strojov, kopírka diernej pásky a jej preskúšavač.
Počítač mal približne 2.500 nízkofrekvenčných elektrónok (preklápacie obvody, invertory, registre, počítadlá, zosilňovače, …), okolo 12.000 hrotových germániových diód a tisíce ďalších súčiastok. Všetky obvody boli zostavené na vymeniteľných bunkách („jačjejka“) s drôtenými spojmi (žiadne plošné spoje). Jedna bunka mohla obsahovať jednu alebo dve elektrónky a príslušnú logiku. Logické obvody boli v bunkách tvorené hrotovými diódami. Každá bunka mala samčí konektor. Samičie konektory priskrutkované v ráme boli medzi sebou pospájané letovanými (často krát studenými) spojmi.
Počítač mal príkon 30 kW a s ním dokázal vykonať maximálne 12.000 operácií za sekundu ─ sčítanie v pevnej rádovej čiarke nad 20 bitovým číslom alebo 2.500 delení v pohyblivej rádovej čiarke nad 40 bitovým číslom (mantisa 8 bitov) – porovnajme to s príkonom osobných počítačov alebo smartfónov, ktoré dokážu vykonať miliardy operácií za sekundu.Hodiny mali frekvenciu 65 KHz. Operačná pamäť mala kapacitu 4.096 20-bitových slov zostavených z dvadsiatich plástov feritových jadier a s vybavovacou dobou 15 μs. Vonkajšiu pamäť tvorili dva magnetické bubny s kapacitou à 8 k slov a boli poháňané bežnými trojfázovými asynchrónnymi motormi o 3800 ot/min.
Hlavným vstupným zariadením bol snímač diernej „pásky“. No nebola to klasická päť alebo osem stopová dierna páska ale bežný, osvetlený a vyvolaný 35 mm kino-film s okrajovou perforáciou. Tieto čierne pásky sa dierovali na zvláštnych dierovačoch v dierovni katedry, na podklade programovacích hárkov od programátoriek a programátorov. Aby sa páska mohla bez ďalšej manipulácie mnohonásobne použiť bola stočená do venca s priemerom cca 40 cm a zlepená tak, aby tvorila nekonečnú slučku.
Aj médiom magnetickej páskovej jednotky bol 35 mm magnetický pás s okrajovou perforáciou. Bubnová tlačiareň tlačila len desať dekadických rádov na riadok na papierový pás z elektromechanickej kalkulačky.
Jedinou reprezentáciou inštrukcií a dát boli číslice v osmičkovej sústave! Strojový jazyk mal 41 inštrukcií: aritmetické, logické, riadiace, podmienené a nepodmienené skoky. Ural 2 mal pult, na ktorom sa stavy jednotlivých registrov a dôležitých preklápacích obvodov zobrazovali neónkami. Operátor mal k dispozícii množstvo tlačidiel, vypínačov, prepínačov a tlačidlovú klávesnicu podobnú klávesniciam na elektromechanických kalkulačkách, ktorá tvorila ďalší vstup do počítača.
Skrine boli rozostavené v obdĺžniku, pričom na zadnej strane bola jedna skriňa vynechaná pre prístup údržby k „črevám“ počítača. V hornej časti každej skrine bola výkonná časť počítača, v dolnej časti boli napájacie zdroje jednosmerných napätí. Usmerňovačmi boli plošné germániové diódy. V dierovni bolo niekoľko dierovačov, preskúšavač a kopírka diernej pásky.
Obr.1.: Počítač Ural 2
Školenie
Školenie inžinierov a technikov sa uskutočnilo od septembra 1962 do februára 1963 priamo vo výrobnom závode SAM (Sčjotno-analytičeskije mašiny), v meste Penza (cca 850 km na juhovýchod od Moskvy). Školenie pozostávalo z ladenia počítača spolu s miestnymi inžiniermi v dvojzmennej prevádzke a z dvojdňovej prednášky. K dispozícii sme mali kompletnú dokumentáciu, rozmnoženú svetlotlačou.
Z Výpočtového strediska sa školenia zúčastnili:
|
Meno |
Odkiaľ prišli |
Časť počítača |
| Bajczyová, Ružena | Tesla elektroakustika, Bratislava | Magnetické bubny a magnetická páska |
| Ducko, Aurel | pomocná sila na Katedre slaboprúdovej a vysokofrekvenčnej elektrotechniky EF | Dierovače diernej pásky, jej preskúšavač a tlačiareň |
| Filustek, René | absolvent EF rádiotechnológia, tesne po základnej vojenskej službe | Riadiaca jednotka a riadiaca jednotka vstupov a výstupov |
| Haas, Alexander | Konštrukta, n. p. Trenčín (napr. riadenie valcovacích stolíc), | Operačná pamäť |
| Neuschl, Štefan | Katedra automatizácie EF | Aritmetická jednotka |
| Zukal Jozef | zvukár z Československého rozhlasu, Bratislava | Dierovače diernej pásky, jej preskúšavač a tlačiareň |
O mesiac neskoršie prišiel aj vedúci výpočtového strediska, v tom čase docent Ladislav Gvozdják, zvaný Vaska. Jednou z jeho akcií bola aj návšteva u hlavného konštruktéra počítačov Ural u riaditeľa SAM Bašir I. Ramjejeva. Pracoval na „treťom“ dvore, prísne tajného výskumného strediska. Jediný, z účastníkov školenia , ktorý mal vedomosti o hardvéri počítačov bol Š. Neuschl a po celý čas mimo našej činnosti v závode sa nám venoval.
Stavebné úpravy
Počítač Ural 2 sa montoval na Elektrotechnickej Fakulte, na Vazovovej ulici 5 na prízemí vpravo od hlavného vchodu. Vzhľadom na to, že Ural 2 mal množstvo prepájacích káblov (aj koaxiálnych) pod podlahou, bolo potrebné podlahu zdvojiť. Vtedy ešte nejestvovali prefabrikované zdvojené podlahy. Preto sa podľa projektu vypracovaného na Stavebnej fakulte postavila betónová zdvojená podlaha. Súčasťou projektu bolo aj chladiace zariadenie.
Chladiace zariadenie
Počítač s príkonom 30kW riadne kúril. Mal len vstupné prieduchy a žiaden odvod teplého vzduchu. Chladiace zariadenie (hovorili sme tomu „továreň na vzduch“) bolo vo zvýšenom suteréne pod miestnosťou počítača. Vzduch sa nasával z dvora. Pozostávalo z ventilátora o priemere cca 90 cm, ktorý preháňal vzduch cez obrovský, mnohovrstvový prietokový chladič o rozmeroch cca 1 × 1 m. Chladiacim médiom bola voda z vodovodu; prívodná rúra mala priemer 2 palce. Vzduchotechnickým potrubím sa studený vzduch viedol pod zdvojenú podlahu, kde sa rozvádzal do počítača. Pretože teplý vzduch končil v miestnosti počítača, nainštalovala sa už aj priemyselná klimatizačná jednotka firmy Paragon, ktorá dodatočne chladila miestnosť.
Montáž počítača
Počítač doviezli v masívnych debnách. Dodávka obsahovala 15 skríň (rámy s elektronikou,) bubny, tlačiareň, výstupný dierovač, napájaciu skriňu, ručné dierovače a preskúšavač, dva osciloskopy; jedným slovom jeden plný nákladný vagón. Rozbalené zariadenia sa osadili na určené miesta na prieduchy vzduchotechniky. Debne sa museli uložiť do skladu CO (Civilná obrana) pre prípad, že by pri mobilizácii bolo treba počítač rozobrať a odviezť na nám neznáme miesto.
Na definitívnu montáž a nové ladenie stroja v máji 1963 prišlo z Penzy 5 inžinierov („náladčíci“), s ktorími sme ladili stroj už vo výrobnom závode. Samozrejme sme boli stále s nimi, ďalej sme sa učili. Montáž a ladenie malo trvať jeden mesiac. Inžinierom sa však v Bratislave veľmi páčilo, tak doc. Gvozdják išiel na Sovietsky konzulát a vybavil im predĺženie pobytu o ďalší mesiac.
Údržba počítača
Dodávateľ dodal sériu testov počítača. Na diernych (filmových) páskach boli testy jednotlivých častí a jednotiek počítača a záťažové testy, napríklad riešenie diferenciálnych rovníc metódou Runge-Kutta, inverzia matice, … Najdôležitejšími prístrojmi údržby boli dva osciloskopy a ďalšie pomôcky, napríklad prístroj na meranie charakteristík elektrónok.
Testovanie sa mohlo vykonávať v štandardnom režime pri napätí 220 ~V na jednotlivej fáze napájania. Alternatívou bolo zníženie alebo zvýšenie napájania medzi 190 ÷ 240 ~V. Na osciloskope sa vtedy mohli pozorovať zmeny kriviek, ktoré signalizovali prípadnú nespoľahlivosť niektorého konkrétneho obvodu.
Údržba pozostávala z testovania a prípadného opravovania počítača každé ráno jednu hodinu. V sobotu počítač nebol v prevádzke. Vtedy sa vykonávala 12-hodinová údržba. (V tých časoch bola sobota normálnym pracovným 6-hodinovým dňom.) Okrem testovania a opravovania sa robila aj preventívna kontrola súčiastok. Napríklad premeranie charakteristík všetkých elektrónok niektorej jednotky alebo časti počítača.
Samozrejme, inžinieri a technici museli byť počas celej prevádzky v strehu. Ural 2 bol nevyspytateľný, pokazil sa kedy sa mu chcelo, kedykoľvek počas dňa. O každej poruche a jej odstránení sa viedol podrobný denník. K počítaču patrila jedna celá skriňa s náhradnými bunkami, elektrónkami, diódami a dokumentáciou. Každý rok sa prostredníctvom podniku zahraničného obchodu KOVO objednávali náhradné diely, zabalené aj v niekoľkých debnách. Zvyšné súčiastky nakupoval dekanát priamo.
Každý týždeň sme usporadúvali interný seminár pre technikov a inžinierov, na ktorom sa školili všetci o všetkých častiach počítača. Prednášajúcim bol vždy niekto, vyškolený v Penze na určitú časť počítača. Vedúcim údržby bol od začiatku Alexander Haas a po jeho prechode na analógové počítače som prebral vedenie údržby ja. Vtedy ma volali Reňas.
Prevádzka
Prevádzka bola dvojzmenná. Zmeny sa okolo 14. hodiny aspoň hodinu prekrývali, za účelom odovzdania a preberania jednak jednotlivých úloh na výpočet a tiež za účelom oboznámenia druhej zmeny so stavom počítača, jednotlivých vonkajších jednotiek a dierovačov.
Personál prevádzky sa delil na: operátorov (prvými operátorkami boli panie Gašparíková, Tina Kyjevská a slečna Eva Mészarošová – Prouzová), dierovačov a dierovačky, technikov (prvými technikmi boli páni Aurel Ducko a Jozef Zukal) a inžinierov (účastníkov školenia).
Pri niektorých zložitejších programoch si programátori ladili svoje programy sami. Na nasledujúcom šote (http://www.youtube.com/watch?v=2IRN4nZrDwk), z Československej televízie vysielané 15.9.1963 uvidíte :
– Programátorka, Ľubica Brnáková – Hanulová si dieruje program
– Rozmazané programovacie hárky
– Mechanika tlačiarne
– Výstup „kino-filmu“ z dierovača
– Chrbtom stojí Jožo Zukal
– Programátorka Anka Jankovičová pri pulte s autorom príspevku
– Snímač diernej pásky v chode
– Časť počítača
– Vyťahujem a múdro prezerám „jačjejku“ z počítača
– Zadná „stena“počítača
– Tlač na tlačiarni
Posily
V priebehu roka 1963 prišli na Katedru ďalší technici, Milan Čecho a neskôr absolventi Elektrotechnickej priemyslovky Dáša Palayová – Raichová, Tadeáš Patlevič, Peter Prouza. Výraznou posilou boli inžinieri Dušan Dorotka (absolvent VTA ─ Vojenská technická akadémie, Brno) a Jan Kolc (absolvent špecializácie Automatizácia EF SVŠT). Týchto nových kolegov sme školili rovnako ako sme sa školili sami.
V nasledujúcich rokoch prišli ďalší inžinieri, napríklad Jozef Hlavatý, Pavol Horváth, Milan Kolesár, Tiso, … Tí však do údržby Ural 2 už príliš nezasahovali, pretože sa od roku 1967 venovali hardvéru sovietskeho počítača Minsk 22 a od roku 1968 československého počítača MSP-2a vyvinutého vo VÚMS Praha a vyrábaného v ARITMA, n. p. Praha.
„Odpadlíci“
Postupne sa niektorí inžinieri začali venovať iným činnostiam.Ružena Bajczyová sa snažila uplatniť vo výučbe na fakulte a potom emigrovala do USA. Alexander Haas sa vrhol na prevádzku a výučbu Analógových počítačov na katedre. Štefan Neuschl prednášal predmet Počítacie stroje a niekedy v rokoch 1965/1966 sa stal riaditeľom Výpočtového laboratória Slovenskej plánovacej komisie (počítač IBM 7040).
Spoľahlivosť počítača Ural 2
Počítač bol veľmi poruchový. So Štefanom Neuschlom sme spočítali pravdepodobnosť výskytu poruchy elektrónok. Všetky elektrónky boli bežné, nizkofrekvenčné sovietske elektrónky s „garantovanou“ dobou prevádzky 1000 hodín v sínusovom režime (v každej krabičke bol aj záručný list!). Pretože elektrónky v počítači pracovali v impulznom režime, okamžitý výkon je na katóde až päťnásobný. A tým sa z katódy odtrháva emulzia ─ najčastejšia porucha. Z toho vyplýva 1/5 „garantovanej“ doby životnosti, to je 200 hodín. Vypočítali sme, že Ural môže len v dôsledku poruchy elektrónky vykapať každú jednu hodinu; nepočítajúc germániové hrotové diódy, odpory, kondenzátory, cievky a studené spoje.
Studené spoje
Noví inžinieri a technici prišli s viacerými dobrými nápadmi ako zvýšiť spoľahlivosť počítača. A tým že nás bolo viac, tak sme nad nimi mohli rozmýšľať a „voľnom“ čase realizovať. Väčšina prác sa musela prirodzene vykonávať mimo normálnej prevádzky.
Jan Kolc sa raz podujal, že systematicky skontroluje na časti počítača všetky spoje, ktoré by mali byť zaletované. A tak aj prišiel na kategorizáciu studených spojov: lepené kolofóniou, dotykové bez cínu a kolofónie, zastrčené do očka, ovinuté a zalepené kolofóniou alebo aj bez kolofónie, … Smiali sme sa, že by Honzo (ako sme ho volali) mohol napísať dizertačnú prácu na túto tému. Jedného dňa sme hromadne preletovali tisíce spojov. Na spoľahlivosti počítača sa to aj prejavilo. Už nevznikali poruchy v dôsledku studeného spoja.
V prípade, že sme nevedeli nájsť chybu osciloskopom alebo inými prístrojmi, mali sme k dispozícii aj zvláštny nástroj ─ gumené kladivo! Tým sme preklepávali stroj. Podľa zmeny kriviek na osciloskope sa dalo usúdiť v ktorej oblasti je studený spoj alebo nespoľahlivá elektrónka (uvoľnená mriežka).
Výmena elektrónok
Veľmi nás trápili najmä časté poruchy preklápacích obvodov v registroch aritmetickej jednotky, v počítadle a registri inštrukcií riadiacej jednotky, … Uvažovali sme o tom, že by sa mohli vymeniť sovietske, nízkofrekvenčné dvojité triódy za naše, spoľahlivejšie československé. Menovaný Kolc skutočne navrhol použiť našu vyskofrekvenčnú elektrónu EC88CC(mala pozlátené mriežky), ktorou sa osádzali vstupné obvody rádioprijímačov s VKV a televízorov. Okrem výmeny niektorého odporu v bunke to však znamenalo aj výmenu pätice na každej bunke s preklápacím obvodom. Bola to nepríjemná práca (preklápacích obvodov bolo v počítači niekoľko stovák), ale táto práca sa nám bohato vyplatila. Stalo sa nám aj to, že počas jedného mesiaca sme nemali ani jednu poruchu a teda žiaden výpadok v prevádzke.
Pripojenie ďalších vonkajších zariadení
Ukázalo sa, že Katedra automatizácie by mala záujem o pripojenie súradnicového zapisovača ako výstupného zariadenia Ural 2. S Dorotkom sme vymysleli a realizovali elektronické pripojenie analógovo-číslicového prevodníka z výrobného programu Metra Blansko so súradnicovým zapisovačom zapožičaným z Katedry automatizácie.
Atmosféra na katedre
Počas prác na vylepšovaní vlastností počítača Ural 2 nás vedúci katedry profesor Ladislav Gvozdják mohutne podporoval. Bol výborným organizátorom, podporoval náš odborný rast. Chodili sme na prednášky Norberta Frištackého (Logické obvody) a prednášky Ivana Plandera (Booleova algebra). Oceňoval našu iniciatívu „vylepšovania“ a s úsmevom prižmúril oko keď sme si na Katedre v dielni fušovali. Vždy tvrdil, „…ak počítač funguje, nech si technici a inžinieri letujú tie svoje rádiá …“. Samozrejme, pri výskyte poruchy sme okamžite naskočili. Bol otvorený k akémukoľvek dobrému nápadu a iniciatíve a sám nás viedol k zvyšovaniu kvalifikácie. Na dekanáte vedel vybaviť nemožné, dovolil nám športovať (volejbal, basketbal v „jedenásťročke“ naproti fakulte) večer v pracovnom čase za predpokladu, že počítač funguje. Sám navrhoval a zorganizoval zahraničné cesty jednotlivcov bez toho, aby sme o tom predtým vedeli (v tom čase sme o zahraničných cestách ani nesnívali). Vítal iniciatívu VTS (Vedecko-technická spoločnosť) pre poznávacie zájazdy do Poľska a Juhoslávie ─ vedúcim bol náš programátor Fero Kľuska. Neváhal, keď Jožo Zukal prišiel s myšlienkou na Katedre zriadiť a vybaviť prístrojmi a chémiou tmavú komoru.
Vedúci katedry si občas našiel čas, aj v období, keď už bol dekanom EF, aby prišiel medzi nás pri údržbe stroja. Oči mu žiarili, keď sme našli zdroj poruchy. Z rešpektu k nemu sme ho nepúšťali k údržbovým činnostiam. Raz nevydržal. Práve sme našli chybu na feritovej pamäti a chystali sme sa vymeniť skratované vodiče v jednom diely pamäti. Požiadal nás, či by mohol diel „prešiť“ novými vodičmi. Pri „šití“ žiaril. My sme rešpektovali jeho, on rešpektoval nás.
Profesor Ladislav Gvozdják bol skutočne dušou katedry. Prejavilo aj v družnosti a dobrej nálade medzi nami mladými a neskôr aj medzi ešte mladšími bez ohľadu na to či išlo o programátorov, asistentov, pracovníkov prevádzky alebo technikov. Súkromne sme si usporadúvali výlety, šport a návštevy kultúrnych podujatí. Boli sme jednoducho PARTA!
Literatúra, odporúčané zdroje informácií
Založenie Katedry ─ prebrané z príhovoru profesora Norberta Frištackého:
O Urale 2 a iných sovietskych počítačoch:
Russian Virtual Computer Museum
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D1%80%D0%B0%D0%BB-2
http://chernykh.net/content/view/461/673/
http://www.konferencestarnuti.cz/UVMV/index.htm – aj krátke videá síce z Ural-1 ale vzhľadom sa Ural-2 od neho nelíšil; vylepšený strojový jazyk, feritová operačná pamäť namiesto bubnovej, …
Bratislava 4.4.2017
Ing. René Filustek, Valachovej 8, 841 01 Bratislava
tel.: 02-64 36 16 32, filustek_rene@mail.t-com.sk