ЭВМ «Стрела», на которой рассчитывали полет Юрия Гагарина

12 апреля 1961 года мир изменился: в космосе побывал первый человек, Юрий Гагарин. Его не стало задолго до того, как автор этого поста родился, но для меня, как и для многих саратовцев, Юрий Алексеевич был близким человеком. Он учился в Саратове, там он впервые поднялся в воздух на учебном самолете, туда вернулся после полета в космос. Память о Юре сохранилась в городе, его именем назван колледж, который он когда-то закончил, а на набережной Волги стоит памятник нашему почти земляку.

Но пост не об этом. Запуск ракеты в космос требовал очень сложных расчетов, которые вручную сделать было бы слишком долго. И уже тогда советские ученые использовали компьютеры отечественной разработки и производства. А точнее – ЭВМ «Стрела».

История вопроса

Расчеты велись в НИИ-4 – научно-исследовательском реактивном институте Главного артиллерийского управления. Его создали в 1946 году. Тогда в стране завершалась разработка ядерных боеприпасов, и руководство страны задумалось о создании ракетных войск, способных «доставить» опасный груз на большое расстояние.

То есть изначальные задачи были именно военными, а полеты в космос были, скажем так, чем-то побочным. Интересно, что собственный компьютер в НИИ-4 появился как раз к полету Гагарина, тогда как для полетов искусственных спутников и животных применяли старые-добрые логарифмические линейки. А когда надо было посчитать что-то совсем сложное, приходилось идти в первый вычислительный центр (ВЦ-1) министерства обороны СССР, где из соображений секретности работали по ночам. Тогдашние ЭВМ выдавали такое лютое электромагнитное излучение, что его можно было засечь и расшифровать снаружи. У органов были подозрения в наличии желающих сделать это.

Со своим компьютером дела в НИИ-4 пошли быстрее. Нельзя утверждать, что без него полет не случился бы. Но, скорее всего, дату пришлось бы подвинуть на более позднюю.

Смешные скорости

Электронная вычислительная машина «Стрела» была разработана в Москве в 1953 году. Коллектив разработчиков в 1954 году получил за труды Сталинскую премию. Кстати, эта премия стала последней из врученных, потому что сам Сталин умер в 1953-м, не оставив завещания, а денежный фонд формировался из его гонораров за публикации статей и книг.

ЭВМ «Стрела» занимала площадь 300 квадратных метров и потребляла 150 КВт энергии (половина шла на охлаждение и вентиляцию). Круглосуточно работать «Стрела» не могла, максимальное время непрерывной работы составляло 18 часов, после чего ее требовалось выключать на 6-8 часов.

Быстродействие «Стрелы» составляло 2000 операций в секунду. Просто для сравнения, любой бытовой процессор в ноутбуке сейчас выполняет миллиарды операций в секунду, потребляя при этом несколько ватт. Но в 1953 году и такая скорость была потрясающей.

В «Стреле» было 6200 электровакуумных ламп и 60 000 полупроводниковых диодов. Оперативная память на электронно-лучевых трубках вмещала 2048 43-разрядных слов. Постоянное запоминающее устройство было на полупроводниковых диодах, а внешнее – на двух накопителях на магнитной ленте. Ввод данных  осуществлялся с перфокарт и с магнитной ленты, а вывод на магнитную ленту, перфокарты и даже на широкоформатный принтер (!). Самый последний вариант «Стрелы», который поставили в НИИ-4, использовал память на магнитном барабане (4096 слов), вращающемся со скоростью 6000 оборотов в минуту.

Всего было изготовлено семь экземпляров «Стрелы». Один из них достался мехмату МГУ, а остальные применялись в военных и космических целях.

Дальше – больше

Вопреки распространенному мнению о шельмовании компьютерной науки в СССР, собственное производство компьютеров и разработка платформ в стране шла весьма бодро. Наследница «Стрелы» под названием М-20 была в десять раз быстрее и потребляла в три с половиной раза меньше энергии, хотя разработана была всего пять лет спустя.

К сожалению, потом было принято решение об отказе от самобытного развития и копирования западных разработок, что привело к существенному отставанию. Тем не менее, сейчас даже как-то трудно представить, что всего 30 лет назад даже в Пензе существовало производство ПК полностью из отечественных компонентов.

Военные компьютеры частично из собственных деталей Россия уже потихоньку делать научилась. Интересно, дойдет ли снова до массового сегмента.

Подробнее о технических особенностях «Стрелы» можно почитать здесь.

P.S. Наш читатель Гавриил Григорьевич Чернобельский прислал рассказ о своем опыте работы на «Стреле»:

Одна из машин была у нас, в КБ-1(речь идет о самой первой, еще предсерийной «Стреле» — прим. автора). Мне позволили делать на ней расчеты при изготовлении дипломной работы. Тогда уже на ней работала программа численного интегрирования уравнений движения ИСЗ, но еще только в сферическом описании фигуры Земли. Потом мне поручили значительно расширить правые части уравнений для учета влияния несферичности Земли, влияния атмосферы Земли и притяжения Луны, а также учета влияния на движение ИСЗ управляющих импульсов скорости. Все это было необходимо для подготовки полета первых маневрирующих спутников » Полет 1″ и «Полет 2» . Особенно нравилось печатающее устройство . Там цифропечать производилась на узкий рулон бумаги (вроде теперешней туалетной), на которую накладывалась такой же ширины тканевая лента, пропитанная чернилами. Так как эта лента часто пересыхала, то у печатающего устройства стоял один из программистов с консервной банкой, в которой были налиты чернила, и палкой с намотанной на нее тряпкой постоянно подмазывал эту ленту. Поэтому на ленте цифропечати иногда появлялась огромная клякса… и тогда нужно было проводить весь расчет заново, начиная со ввода колоды перфокарт с текстом программы. Помню и последнюю ночь работы на ней. В вестибюле у машинного зала уже стояли ящики с новой М-20. Когда утром я приехал на работу, в машинном зале уже вовсю кипел апгрейд. Одни мужики на тачках вывозили радиолампы от «Стрелы», другие ломами выдирали из шкафов сверкающие золотом листы латуни, а третьи резали на куски железные шкафы. Уже через 2 недели работала М-20