Устройство подготовки данных на магнитной ленте ЕС-9002

Внимание! Разыскиваются ЛЮБЫЕ материалы по этому УПДМЛ: инструкция по ремонту, схемы, осциллограммы, инструкция по эксплуатации, любая документация.

Оглавление:
Страницы раздела
Зачем нужен УПД
ЕС-9002
Ленточный накопитель
Дисплей
Клавиатура
Электроника
Текущее состояние ЕС-9002
Материалы

Устройство подготовки данных на магнитной ленте ЕС 9002 — это устройство серии ЕС ЭВМ, которое позволяло записывать, считывать данные с магнитной ленты посредством ручного ввода с клавиатуры в память устройства и дальнейшей записью на катушку с магнитной лентой, либо автоматизированный ввод данных по заранее заданной программе с последующей записью на носитель.

Кроме этих функций устройство позволяет сравнивать данные с введенными (ручной контроль), а также автоматически сравнивать данные на магнитной ленте с данными в буферной памяти устройства. В некоторых версиях также был предусмотрен порт принтер, таким образом было возможно печатать данные сразу с магнитной ленты.

Страницы раздела

Описание печатных плат с фотографиями
На странице предоставлено описание всех плат - типовых элементов замены. На странице собраны фотографии каждой платы, а также систематизирована информация о положении ТЭЗов в двух ревизиях устройства.

Исторические фото
На странице собраны фотографии устройства подготовки ЕС-9002 в историческом плане. На фотографиях показана работа операторов подготовки данных, а также некоторые варианты периферии, например, графопостроители.

Общее описание ЕС-9002 (копия с сайта)
Статья - копия с сайта www1.ecs.uni-ruse.bg В статье представлено общее описание со схематическим отображением функциональных блоков электроники ЕС-9002.

Описание УПДМЛ ЕС-9002 (из книги)
То же, только из книги "Электронные вычислительные машины" (1991) под авторством Семененко В. А., Айдинян В. М., Липовой А. Д.

Зачем нужен УПД

Зачем вообще нужно отдельное устройство для работы с магнитной лентой практически в ручном режиме?

Для начала стоит отметить, что спектр устройств подготовки данных не ограничивался устройствами на магнитной ленте (ЕС-9002, 9003, 9004 и прочие), но также существовали устройства подготовки данных, которые работали с перфокартами и перфолентами (более ранние устройства).

Главная задача устройства подготовки — разгрузить большую ЭВМ (либо просто основной компьютер) от работы с магнитной лентой. К примеру, есть у вас программа с данными для ЭВМ, допустим, для ЭВМ ЕС-1022. Если перфокарты можно было набить в ручном режиме без участия ЭВМ в принципе, то с магнитными лентами это сложнее. Магнитный носитель подразумевает сложный формат записи на ленту - запись ведется сразу на нескольких дорожках одновременно. Для записи таких лент приходилось использовать большие накопители, которые представляли собой шкафы, занимавшие достаточно много места и требовавшие сложного обслуживания. К тому же, большие накопители использовались как устройства для достаточно быстрой работы и доступа к данным - такие накопители имели мощные моторы и вакуумную систему для снижение трения магнитной ленты о развития таким образом больших скоростей перемотки ленты. Очевидно, что для работы с большим накопителем нужна ЭВМ.

Напомню, что время работы ЭВМ в те далекие времена было очень ценным, так как компьютеров было не то, чтобы много, но и растрачивать это время на такие побочные задачи, как запись программы из бумажного вида на магнитную ленту — глупо. Почти сразу придумали объект этой статьи — устройство подготовки данных. На УПД операторы могли вводить данные с помощью клавиатуры сразу на магнитный носитель, не используя большую ЭВМ, либо другие ценные ресурсы. К тому же, УПД помогало автоматизировать процесс записи - в поздних УПД был ввод данных по программе, которая на современный лад представляла собой обычную базу данных (таблицу с данными).

ЕС-9002

Вернемся к нашему аппарату — УПДМЛ ЕС-9002. В странах СЭВ производство устройств хранения данных на магнитной ленте было распределено в Болгарию. Собственно, на нашем ЕС-9002 так и написано: ИЗОТ София. ИЗОТ — это фирма, под "брендом" которой выпускались устройства, а само производство расположено на заводе в городе Пловдив. Буквы ЕС в названии аппарата, — это принадлежность к Единой Системе ЭВМ.

ЕС-9002 сконструирован в форме моноблока, который включает в себя сразу все компоненты: клавиатуру, ленточный накопитель, транспарантный дисплей, панель управления и всю электронику. Для сравнения, в следующей версии, в ЕС-9004 устройство было раздельным: отдельный монитор вместо транспарантов, отдельная клавиатура на проводе, отдельный блок накопителя. ЕС-9004 похож на обычный компьютерный терминал, к которому подключили ленточный накопитель.

Технические характеристики ЕС-9002 (из справочника АСУ)

Рассмотрим подробнее компоновку устройства подготовки данных.

Ленточный накопитель

Ленточный накопитель встроенный в устройство, он позволяет работать со стандартными "мелкими" катушками с магнитной лентой шириной 12,6 мм длинной около километра (для сравнения, в большие накопители можно поставить катушки с лентой длиной 2 километра). По своей конструкции, лентопротяжный механизм (ЛПМ) почти идентичен ЛПМ в накопителе СМ-5300, за разницей в виде электроники и отсутствием автономной работы вне УПДМЛ.

Конфигурация ЛПМ — трехмоторная, пассиков нет. Два электромотора постоянного тока приводят в движение подающую и приемную катушки, а третий электромотор приводит в движение подобие тонвала. Натяжение магнитной ленты осуществляется электронно, в натяжителях установлены датчики угла поворота, а сами они задемпфированы пружинами. Датчик угла поворота построен на основе фотоэлемента и лампочки, свет от которой перекрывается лепестком. По мере увеличения или уменьшения угла поворота натяжителя, изменяется ток в цепи фотоэлемента.

Кроме всего прочего в данном лентопротяжном механизме нет классической системы ролик-тонвал: так как данные записываются дискретно, им не страшна детонация и другие нестабильности движения магнитной ленты. Вместо этого в устройстве применен прорезиненный ролик, приводимый в движение одним из двигателей. Этого достаточно, чтобы аппарат держал нужную скорость.

Управление лентопротяжным механизмом осуществляется электронно с кнопок на передней панели: за это отвечают три платы, так называемых Типовых Элемента Замены, но об этом позже. Оператор может загружать ленту, продвигать её медленно вперед или же сматывать обратно в катушку.

Так как магнитная лента заправляется вручную, то предполагается, что первые полметра ленты не используются для хранения данных. Потому что, лента может повредиться (помяться, например) и данные соответственно тоже. Для того, чтобы устройство знало, где начинается рабочая область, сделана метка.

Метка — это полоска из фольги, которая наклеена на магнитную ленту в самом её начале, примерно на 30 см от начала. Это должно быть и есть на каждой катушке с магнитной ленте, даже на новой. Когда метка проходит мимо фотодатчика, ЛПМ останавливает движение.

Когда производится перемотка магнитной ленты в автоматическом режиме, устройство сначала мотает до метки, а, как только её обнаруживает, то начинает тормозить, останавливаясь недалеко у самого начала. Повторное нажатие кнопки "перемотка" сматывает магнитную ленту с лентопротяжного механизма.

Дисплей

Посмотрев на фотографии устройства, не сразу станет ясно, где находится дисплей. А ведь дисплей нужен такому устройству: необходимо знать, что данные вводятся правильно, что нет ошибок в их вводе/считывании/записи. Так вот дисплей реализован в виде транспарантов. Что такое транспарант? Простейшим транспарантом можно назвать бумажку с надписью, за которой расположена обычная лампочка. Лампа загорелась - загорелась надпись, значит режим включен. По такому принципу построен весь дисплей: для каждого символа своя лампочка (или группа ламп).

Для осознания масштаба следует учесть, что дисплей отображает все вводимые символы: латиницу и кириллицу, цифры, знаки, все управляющие команды, состояния и режимы. Дисплей поделен на четыре группы: адрес программы, данные, собственно программа и индикация режимов.

Честно сказать, когда аппарат включен, то ощущения присутствия на космическом корабле: мигающие надписи, символы... Однажды даже загорелась надпись СБОЙ, в процессе ремонта устройства...

Существовала незаводская "модификация" устройства, которая позволяла подключать газоразрядный дисплей МС6205 к УПД. Доподлинно не известно подробностей, но дисплей подключался напрямую в устройство через порт принтера (которого не было).

Однако, мы нашли аппарат, в который была добавлена самодельная плата, которая напрямую подключается к порту принтера. Возможно, это одна из реализаций дисплея либо интерфейс ввода/вывода. ТЭЗ сделан из заводского ТЭЗа от ЕС-2420, с которого были удалены все дорожки на плате, были запаяны новые компоненты, соединенные отдельными проводами. В будущем планируется реализовать реверс-инжиниринг этой платы, и станет известно её назначение.

Самодельный ТЭЗ неизвестного назначения

Клавиатура

Клавиатура здесь обычная — мембранного типа. На ней расположены клавиши алфавита, цифр и знаков, а также клавиши программ и управления. Раскладка клавиатуры ЙЦУКЕН на кириллицу и JCYKEN на латинице. Это стандартное решение для тех лет, многие клавиатуры у компьютеров были с соответствующей раскладкой.

Кроме клавиш ввода данных, есть клавиши управления устройством, как правило они переводят его в какой-либо режим, либо заставляют выполнить действие. К примеру, кнопка "ДБК" — снимает блокировку клавиатуры, кнопки "КИР" и "ЛАТ" — меняют раскладку, а клавиша "ОСВ" — освобождает данные из внутренней памяти (аппарат начинает работу с магнитной лентой). Подробнее почитать о назначении клавиш клавиатуры ЕС 9002 можно узнать из методички, которая предложена в конце страницы.

Клавиатура ЕС 9002

Электроника

Электроника устройства построена на микросхемах серии К155, она расположена на отдельных платах, которые разграничены по функционалу: каждая плата выполняет определенную функцию. Платы называются ТЭЗы, что расшифровывается как Типовой Элемент Замены. Конструктивно, все платы собраны в корзину, которая может открываться из устройства для доступа к платам. Соединения между разъемами, в которые вставляются платы, выполнено методом накрутки. Информация о электронике ЕС 9002 выделена в отдельную страницу.

Краткое видео, в котором показана электроника устройства подготовки

Блок питания

Блок питания внутри устройства расположен слева от корзины с платами. БП формирует необходимые напряжения при работе устройства, такие как +5 и +12 вольт. Технически блок питания построен по линейной топологии, имеет мощные транзисторы, трансформатор и огромные радиаторы. Над блоком питания закреплен вентилятор, который прокачивает 280 кубических метров в час. Таким образом, у БП нет шансов на нагрев.

Электроника стабилизатора выполнена в виде ТЭЗа, который расположен сбоку БП. Снизу блока имеются клеммные колодки, для подключения к сети питания. Данное устройство подготовки может работать как от трехфазного напряжения 380 вольт так и от однофазного 220 вольт.

Текущее состояние ЕС-9002

Конкретный экземпляр был спасен мною от утилизации в металлолом. Изначально на объекте было два устройства подготовки, но второе не получалось забрать по некоторым обстоятельствам, в результате второй аппарат пошел на донорство: я снял с него основные части механики, электродвигатели, блины лентопротяжного механизма, а также всю корзину с печатными платами. Как следствие, кроме самого аппарата у меня осталось также множество запчастей для ремонта.

Сейчас устройство, которое осталось у меня, находится в ремонте. Оно включается, функции лентопротяжного механизма работают. Можно заправить ленту, загрузить с помощью кнопки "загрузка", совершать движение вперед, а также автоматически перематывать ленту до метки.

Процесс заправки ленты в ленточный накопитель и работа с ним показаны в видео:

Основной функционал устройства по прежнему недоступен. При включении нужно снять блокировку клавиатуры нажатием специальной клавиши "ДБК", и устройство должно снять блокировку и начать обрабатывать команды получаемые от оператора. Мне удалось починить данный функционал переборкой клавиатуры. Клавиатура была разобрана, протерта от пыли, почищены коннекторы, с помощью которых клавиатура подключается к корзине с платами.

Сейчас проблема заключается по прежнему в блокировке клавиатуры. Кнопка "ДБК" снимает блокировку, но один раз, и блокировка возвращается при нажатии любой клавиши, кроме клавиши "Е". Стоит отметить, что после снятия блокировки, клавиша "Е" горит на дисплее постоянно и на эту клавишу нет реакции у устройство. То есть можно снять блокировку, перейти в какой-либо режим, и нажатие кнопки "Е" не введет устройство в блокировку.

У меня есть подозрения, что кнопка "Е" на клавиатуре залипла. Либо не кнопка причина неисправности, а диодный дешифратор, либо электроника клавиатуры (которая построена исключительно на микросхемах К155ЛА3). В любом случае, ремонт устройства будет в отдельной статье, в которой я постараюсь описать процесс ремонта.

Материалы

 (13,9Mb) И.В. Баскаков, К.С. Хомяков "Исследование работы устройства подготовки данных на магнитной ленте"
 (973Kb) ГОСТ 20731-86. Ленты магнитные шириной 12,7 мм с 9-дорожечной записью плотностью 63 бит/мм способом фазового кодирования
 (230Kb) Совместимость по носителю информации устройств подготовки, средств сбора
 (77Kb) Количество произведенных машин в год (из справочника ИЗОТ)