Blocco logico di un computer Argon-10M (URSS)
In questa foto si vede un assemblaggio di schede (o "blocco logico") proveniente da un computer Argon-10M fabbricato in URSS (circa 1982). L'Argon-10M apparteneva alla seconda generazione di computer della serie Argon, prodotta tra il 1964 e la fine degli anni Ottanta. Questa tipologia di macchine era denominata ufficialmente "Calcolatore Digitale di Bordo" (Бортовая цифровая вычислительная машина, abbreviato БЦВМ) e trovava impiego come calcolatori di controllo e guida in applicazioni aerospaziali e militari, ad esempio razzi vettori, veicoli spaziali, missili balistici ed apparecchiature di terra (radar, apparati di comunicazione). I vari modelli di computer Argon sono stati progettati dall'Istituto di Ricerca per le Macchine Elettroniche (NIEM), il quale nel corso degli anni ha sviluppato più di 30 diversi modelli di computer digitali, una parte dei quali è rimasta allo stadio di prototipo senza mai essere prodotta in serie. Non è questo il caso dell'Argon 10/10M che venne al contrario fabbricato in numerosi esemplari, probabilmente più di 500, tra il 1975 (anno di entrata in servizio) ed il 1982. Una caratteristica delle macchine Argon è che si tratta di veri e propri computer digitali programmabili con un'architettura simile a quella degli ordinari computer "general purpose" e non di apparecchiature specializzate dedicate ad un singolo compito. Ciò rappresentava un notevole passo in avanti rispetto, ad esempio, all'equipaggiamento di bordo dei primi satelliti e veicoli spaziali sovietici che non erano dotati di veri e propri "calcolatori" quanto piuttosto di semplici dispositivi di controllo elettromeccanici a sequenza preimpostata. Allo stesso tempo la loro natura di veri e propri computer poneva delle importanti problematiche tecnologiche in termini di scelta dei componenti da utilizzare, di architettura del sistema e di affidabilità dello stesso tenendo conto del particolare settore al quale erano destinati. Benché sia diffusa la convinzione (in certi casi, a dire il vero, giustificata) che l'elettronica sovietica fosse antiquata e soggetta a guasti di ogni tipo, questo non è vero per i computer Argon che in quasi trent'anni di attività si sono dimostrati affidabili quanto le loro controparti occidentali, sebbene più lenti di queste a motivo dell'impiego di tecnologie non all'avanguardia.
L'Argon 10M è una versione migliorata del modello "10". Come quest'ultimo è stato progettato nel 1969 da un gruppo di ingegneri guidato da A. Solovyov ed è stato fabbricato negli stabilimenti "Progress" di Astrakhan. La sua più importante applicazione si è avuta nel sistema automatico di controllo del traffico aereo "Start". Da un punto di vista tecnico si tratta di un computer digitale a virgola fissa a 16 e a 31 bit (double word). La capacità di memoria è di 4.096 parole a 16 bit per la RAM, di 32.768 parole per la ROM di programma. La velocità operativa è ridotta: 6,67 microsecondi per eseguire un'addizione e 37 microsecondi per una moltiplicazione. La tecnica di implementazione hardware è "mista" in quanto mescola componenti discreti (transistor, diodi), elementi magnetici quali celle transistor-nucleo magnetico ed unità di memoria a nuclei magnetici (nella foto, in basso a destra, sono visibili alcuni elementi di memoria di questo tipo) e circuiti integrati ibridi in package di Alluminio/resina che somigliano a prima vista ai moduli SLT della IBM. Tali circuiti ibridi appartengono ad una famiglia di componenti logici (presumibilmente DTL, stando alle poche informazioni disponibili) denominata "Tropa" che in russo significa "sentiero". Nell'Argon-10 sono presenti soprattutto moduli della serie Tropa-1 contenenti circuiti standard a 2 o più ingressi, caratterizzati da un ritardo di propagazione per porta di 60 ns, da un assorbimento medio di energia di circa 5,5 milliwatt ed un peso unitario approssimativo di 1,5 grammi. Tra i moduli più utilizzati c'è il 201LB4 (201ЛБ4) che integra 2 elementi NOT e 2 elementi OR-NOT per un totale di 18 transistor. Questi moduli logici sopportano accelerazioni ed urti fino a 40 g e possono operare tra -60 e 70 °C. La famiglia Tropa-1 venne sviluppata dal NIEM in collaborazione con l'istituto NITT (una branca del Ministero dell'Industria dell'URSS) nell'ambito di un vasto piano di miniaturizzazione della tecnologia elettronica. Nel corso degli anni essa si è evoluta nelle serie Tropa-3 e Tropa-5 che potevano operare a frequenze più elevate e consentivano la realizzazione di computer più veloci, fino a 200.000 operazioni al secondo. Nell'Argon-10 è presente anche un certo numero di moduli Tropa-5. Le schede logiche del calcolatore sono interconnesse non tramite un normale backplane ma mediante una soluzione apparentemente meno raffinata ma più resistente alle sollecitazioni, ovvero una serie di connessioni punto-a-punto ottenute con fili saldati tra i punti di contatto delle schede (questi ultimi rivestiti in metallo nobile anticorrosione) ed uniti in fasci di conduttori. Tale tecnica di interconnessione consente all'assemblaggio di sopportare vibrazioni ed urti fino a circa 10 g ed è comune a più modelli di computer Argon. L'intera parte elettronica del computer è abbondantemente rivestita di resina epossidica protettiva che conferisce alle schede un odore caratteristico e pungente. I modelli di computer Argon più recenti fanno invece uso di circuiti integrati monolitici appartenenti alle serie RTL e DTL 106, 133 e 134. Nella scheda a destra si vedono 32 elementi di memoria a nucleo magnetico; a sinistra si nota invece un oscillatore a quarzo.
Un calcolatore Argon-10M aperto (da http://www.computer-museum.ru/english/argon.htm). Non ho trovato altre immagini dell'interno di questa macchina.
Vista del retro del blocco con in evidenza le connessioni realizzate con fili saldati e raggruppati in fasci. Notare le giunzioni articolate metalliche che permettono di "aprire" il blocco come fosse un libro.
Vista laterale che mostra una delle schede "ribaltabili" per facilitare la manutenzione. Ciascuna scheda è fissata con viti e dadi.
Le schede dell'Argon-10/10M possono ospitare fino a 24 circuiti logici "Tropa". Quelli visibili nell'immagine sono datati 1981. Il circuito stampato è a doppia faccia e, in alcuni casi, a 4 strati ottenuti pressando assieme due schede.
I tre componenti rettangolari in basso a destra sono probabilmente linee di ritardo. Nella parte alta si nota che i moduli logici hanno 12 piedini. L'Argon-10M è rimasto in produzione fino al 1982 ed è stato tra i computer militari di maggior successo nella storia dell'URSS. Per l'impiego nel sistema di controllo del traffico aereo Start i suoi progettisti hanno ricevuto nel 1978 un importante premio dal Ministero dell'Industria. Il blocco logico visibile in queste foto pesa nel suo complesso circa 2,7 Kg; esso rappresenta approssimativamente 1/10 dell'intera elettronica dell'Argon-10. Le dimensioni del blocco sono di circa 28 x 13 x 11 centimetri.
Vedi: http://www.computer-museum.ru/english/argon.htm. ("Designers of A-10M computer paid special attention to obtaining the highest possible hardware performance using hybrid ICs with diode-transistor logic. An ingenious device for synchronizing the operation of flip-flops was developed, giving 30 percent increase in the computer performance in comparison with formerly known synchronization devices. The power supply unit was equipped with pulse (switch) voltage stabilizers.")
Argon
computers and the Soviet Space Program: https://www.youtube.com/watch?v=GtxDD7sx7uE.
Computers
in the Soviet Space Program: https://authors.library.caltech.edu/5456/1/hrst.mit.edu/hrs/apollo/soviet/introduction.htm.
Russian
Airborne Computers: http://www.aviationtoday.com/2001/09/01/russian-airborne-computers/.