company_banner

Аналоговая вычислительная машина АВК-31 или как параллельность видели в прошлом…


    Постоянные читатели этого блога уже знают, что параллельные вычисления у нас ассоциируются с многоядерными процессорами и многопроцессорными системами. В это трудно поверить, но совсем недавно (по меркам истории) для параллельных вычислений люди использовали… аналоговые вычислительные машины. Почему? Да потому что аналоговые вычислительные машины позволяют осуществлять параллельные вычисления без OpenMP, MPI и прочих «программистских штучек». Главное правильно соединить проводки. Как это было?

    Аналоговая вычислительная машина АВК-31 назначение и основные технические характеристики


    АВК-31 предназначена для машинного моделирования динамических объектов и систем, а также для решения задач, описываемых линейными и нелинейными дифференциальными уравнениями до 6-го порядка. Применяется как в автономном режиме работы, так и в составе соответствующих аналого-цифровых вычислительных систем с использованием дополнительных устройств сопряжения. Машина АВК-31 относится к классу АВМ малой мощности. Она позволяет осуществлять параллельно: до шести операций интегрирования суммы; до шести операций суммирования и инвертирования; задание до 34-х коэффициентов вручную; до двух операций перемножения двух переменных, или возведения в квадрат, или деления, или извлечения квадратного корня; до двух операций воспроизведения нелинейных функций от одной переменной.

    Для выполнения логических и вспомогательных операций в АВМ имеется 45 логических и специальных элементов, среди которых 16 логических (2 триггера, 2 элемента НЕ, 4 элемента И-НЕ, 4 реле, 2 компаратора, 2 элемента индикации). Возможно воспроизведение типовых нелинейностей (один элемент для воспроизведения зоны нечувствительности и диодные элементы для воспроизведения 8-и операций типа двустороннего ограничения). Погрешности выполнения основных линейных операций составляют от 0,03 до 0,1 %, нелинейных — до 0,5 %.

    Конструкция и состав машины


    Машина АВК-31 имеет настольную конструкцию. Все составные части размещены в едином каркасе.
    В состав машины входит выпрямитель, три стабилизатора, блок управления БУ-31, панель управления и семь операционных блоков.

    Для сопряжения машины АВК-31 с другими вычислительными машинами (аналоговыми и цифровыми) и с различными внешними устройствами входы и выходы системы управления выведены на гнезда на лицевой панели и на разъемы для подключения внешней аппаратуры.

    Пример коммутационной схемы приведен на рисунке.


    Для тех кто не понял, коммутационная схема – это программа :-). А процесс разработки программы включает в себя соединение различных гнезд проводками.

    Заключение


    Шутки шутками, но аналоговые вычислительные машины довольно активно использовались, к примеру, для решения дифференциальных уравнений. Правда там нет таких инструментов как Intel Parallel Studio или PVS-Studio, возможно именно поэтому аналоговые машины сейчас вызывают улыбку у новичков и ностальгию у программистов «в возрасте».
    Intel
    Компания

    Комментарии 44

      +5
      вообще-то они активно использовались в системах управления летательными аппаратами
      параметры полета сводятся к системе дифференциальных уравнений, и такой аппарат как раз и способен решить эту систему
      из проблем там кажется основными были утечка заряда из конденсаторов, используемых как запоминающие устройства

      там где они остались в учебных целях, они до сих пор еще вполне себе рабочие, студенты на них лабы делают
        +2
        И чемоданчик выглядит соответственно военным нуждам. Все они такие, эти чемоданчики…
          +4
          это не чемоданчик, он в половину роста высотой ))

          большой размер здесь скорее из-за матрицы выводов и кнопок, так-то он должен быть маленьким
          +3
          А ведь запустили человека на орбиту советские ученые, располагая всего-навсего такой техникой для расчетов!
            +4
            это не всего-навсего, эта техника решает систему дифференциальных уравнений в реальном времени
            это другая ветвь развития вычислительной техники, для своих нужд она не менее мощная чем цифровая
              +3
              я бы даже сказал более мощная чем цифровая
              в свое время довелось пользоваться авкашками
              и очень жаль что их разработка, производство умерло вместе с союзом
              да и использование тоже очень сильно сошло на нет
              для моделирования реальных обьектов, систем управления динамическими обьектами очень чудная вещь
              и нет множества проблем присущих цифре
                0
                и звук у них тёплый. знаем, знаем… )
              +3
              Не придумывайте.
              1. Вместе с ФАУ-2 у немцев прихватили цифровые машины «Рейнметалл» и «Мерседес».
              2. За десять лет до запуска Гагарина выпустили первую отечественную ЭВМ.
              3. На аналоговых машинах вели рассчеты только вполне определенных вычислений. Для расчета баллистики они совершенно непригодны из-за малой точности вычислений. Они дают только качественную картину.
              –1
              Почему только летательных аппаратов? Любая система автоматического управления строится на основе мат модели, которая является системой дифуров.
                +1
                а где Вы увидели слово «только»?=)
                +2
                по легенде препода, ныне покойного, такие установки корабельного базирования могли решать дифуры 96го (!) порядка в относительно реальном времени, что позволяло управлять самолетом.

                да и буран неизвестно какая ЭВМ сажала. для аналоговой тех времен вполне по силам.
                  0
                  ракеты на таких тоже летали

                  на буране цифровая стояла, 85-й год все-таки
                  там решали алгоритмы, а не вычислительная мощность
                    0
                    на буране может и цифровая :)
                    но сажала буран наземная машина вроде, то есть команды выдавала
                      0
                      да вроде сам садился, это же был как раз предмет гордости — полностью автоматизированный полет, мог сам приземлиться

                      имхо с земли имело смысл только в общих чертах какие-то вехи определить
                        0
                        Именно, в автоматическом режиме. Вроде бы машина ЕС стояла.
                    0
                    Подумайте,
                    1. кому нафиг уперлось решать уравнения 96 порядка? На корабле?
                    2. в аналоговых машинах нет «относительно реального времени» оно всегда реальное, хотя его можно смаштабировать.
                    3. Нафига управлять самолетом с корабля при помощи АВМ?
                    В общем, препод говорил вам чо-то совсем другое :)
                      +1
                      Вы наверное правы.
                      но…
                      1. сколько по Вашему факторов влияет на полет самолета, включая органы управления? на каждый — дифур
                      2. действительно.
                      3. уели :)
                        +1
                        Вы попутали порядок диф.уравнения и число переменных в нем. Порядок уравнения = максимальной степень производной входящая в него. А если брать элементы управления с учетом каждого клапана в двигателе, пневмо-гидро-системе, контуре управления и т.д. то никакой ABM не хватит. Все это заменялось на реальные механизмы и их имитаторы.
                        Но я это не сильно застал. В 80х уже пошли полунатурные модели на базе CМ-4. Хотя в ЛИИ очень долго стояли и аналоговые машины и аналого-цифровые комплексы (кажется французские)
                    +1
                    >вообще-то они активно использовались в системах управления летательными аппаратами
                    Они активно использовались повсюду где было нужно полунатурное моделирование и/или в линейные дифуравнения вклинивалось что-то дискретное (например срабатывание реле) и численными методами практически не решалось.
                      +1
                      Немецкие ракеты ФАУ(ФАУ-1) вообще были с механической системой управления и стабилизации.
                      Кстати, их можно было легко сбить с курса подлетев поближе и нарушить аэродинамику своим вихревым потоком.
                        +1
                        А ещё английские пилоты краем своего крыла поднимали край край крыла ФАУ и ей наступали тапки.
                      +2
                      У нас на кафедре до сих пор в лабораторной работе посвященной моделированию динамики гидроприводов используются эти машины. Правда больше для ознакомления с принципами вообще, а не для обучения работе на этих старушках.
                        +1
                        Помню-помню! Даже что-то собирали на них и все замечательно работало! Экзотика))
                          +2
                          ааааа лабы по схемотехнике :]]
                            –1
                            Лабы по арифметико-логическому устройству ЕОМ… но мой бедный мозг это пережил!!! :)
                            +3
                            АВК-31 это же отечественная машина почему топик в теме про Intel?
                              +2
                              Это не тема про Интел, это блог компании.
                                –1
                                Да точно почему блог Intel???
                              0
                              Делал на такой лабы! :)
                                +9
                                Вот на таких машинах делали лабораторные работы мы на предмете Теория автоматического управления

                                Называется АВК-6. 6 прямоугольных блоков по центру являются сменными. Переключая проводки, можно реализовывать разные передаточные функции. Результат моделирования просматривают на маленьком осциллографе слева. Если кому-то интересно, могу как-нибудь написать более подробно.
                                  +1
                                  Мне интересно, опишите пожалуйста :)
                                  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                    0
                                    Тема параллельных аналоговых вычислений не раскрыта. А почему Intel'у так хочется пропиарить эту свою PVS, что она даже готова отечественный аппаратный itпром (вроде, потенциальный конкурент) похвалить?
                                      +2
                                      Он жив,… Я делал лабы на таком, там постоянно проводки отставали, что влияло на качество проведенного эксперимента. :)
                                        0
                                        дааа, помню нас заставляли на них делать лабораторные в Бонче)
                                          +1
                                          Да там и сейчас народ на них лабы делает. Я когдаучился у нас постоянно проводов не хватало, иногда приходилось даже паять клеммы к ним.
                                          +3
                                          Штука на фото на модульный синтезатор похожа :)
                                            0
                                            А мы лабы по гибридным компьюетрным системам сдаём в MicroCAP.
                                              +2
                                              Делал лабы на такой когда учился в ДонНТУ (в нем же она была разработана).
                                              Насколько я знаю (из рассказов преподов), следующие версии этого комплекса (по моему серия 51) были уже с экранами и использовались для прогнозирования погоды и построения симулятора МИГ-29…
                                              По словам одного из ее разработчиков, в расчете дифуров она на несколько порядков опережала существующие в то время цифровые комплексы…
                                                0
                                                Вот же чёрт, хотел только что сказать, «что значит в прошлом? мы в универе на таких лабы сдаём», а оказывается коллега уже отписался. Вот так ДонНТУ становится известным в кругах хабра.
                                                  0
                                                  кстати, по словам её разработчиков, они еще делали платы которые втыкали в х86.
                                                    0
                                                    Да, мы тоже на такой лабы делали! Хорошие времена были!

                                                    0
                                                    А я работал еще на ламповой МН-9 (кажется)
                                                    Внутри штук 12 операционных усилителей, каждый на 4 лампах примерно. Интегратор, реле.
                                                    Сколько же спирту я на неё извел протирая её контакты. (работал млад. лабарантом на кафедре и одновременно учился очно)
                                                    Штука суровая но компактная довольно. Корпус крашенный молотковой эмалью.
                                                    Серия АВК тогда казалась, а впрочем и была чем то сверхсовременным.
                                                      0
                                                      Ребят, может кто немного помочь мне с АВК-31, если работал с ней, то думаю проблем быть не должно. Я выполняю диплом и мне понадобилась АВК-31 для моделирования нескольких динамических звеньев, например, дифференцирующего. Для этого мне явно нужно будет использовать усилители из блока БИС-31, есть вероятность, что АВК-шка сама уже не работает исправно, но мы с преподавателем так и не смогли просто пропустить сигнал через усилитель и снять его. Кто-нибудь может помочь, идеальный вариант показать схему коммутации, или на фотографии отметить входы/выходы усилителей (выходы по логике должны быть на нижней панели в соответствующей матрице выводов усилителей). Нормальной документации так и не смог найти на авк-31. Спасибо.

                                                      Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                      Самое читаемое