Причем, с наращиванием объема выпуска операционников принципы построения схем изменялись. Так, если поначалу народ старался сэкономить количество использующихся в схемах операционников и пытался реализовать нужные передаточные функции на одном операционнике с помощью хитроумной обвязки — сложной схемы из резисторов, конденсаторов, диодов, то чем дальше, тем все больше люди переставали заморачиваться над оптимизацией и поиском хитрых решений, а тупо добавляли еще операционников. "Старики", которые начинали все эти работы чуть менее года назад, порой ворчали на "молодых" — вот мол, не используют всех возможностей. Но в итоге получалось, что быстрее напихать новых операционников с относительно простой, фактически стандартной, обвязкой, чем пытаться составить хитрую схему — хитрые схемы могли составлять далеко не все, а по мере того, как конструктора входили во вкус, моделей требовалось все больше и больше, и составить реализующие их схемы из кубиков получалось у гораздо большего количества людей. И как-то эта тенденция уж больно напоминала мне ситуацию с программированием в мое время. Естественно, я помалкивал — если аппаратуру мы худо-бедно сделаем в нужном количестве, то вот сделать опытных проектировщиков уже не получится — они должны расти сами, мы лишь можем помочь — организацией труда и обмена опытом. К тому же второй подход обычно позволял отлаживать модели по частям, тогда как в первом сложные взаимосвязи требовали очень кропотливой отладки, которую никак было не распараллелить.
Но у меня была надежда на относительно скорую победу цифры — тогда как аналоговая техника требовала использования электронных ламп, цифровая у нас работала уже на интегральных схемах. Пусть каждый корпус содержал два-три логических вентиля или сумматор, но эта рассыпуха позволяла создавать уже довольно плотную компоновку. С применением же транзисторов в аналоговой технике все было не так гладко — мы пока не смогли получить стабильных характеристик даже в дискретных транзисторах, не говоря уж о микросхемах — большие шумы, нестабильность рабочих точек, индивидуальность параметров каждого транзистора — все это мешали массовому применению полупроводников в аналоговой технике — что для связи, что для моделирования — даже если удавалось настроить какую-то схему, то через некоторое время рабочие точки транзисторов начинали плыть и приходилось делать донастройку. Транзисторы же, работающие в режиме ключа, функционировали достаточно стабильно — запас по запирающим напряжениям позволял перекрыть разброс параметров каждого конкретного транзистора, присутствовавшего на пластине.
Правда, пока все-таки были и сомнения — кто кого. Эти гадские энтузиасты разрабатывали схемы не только под конкретные модели, но уже запускали в производство второй вариант перенастраиваемого устройства, которое можно было считать относительно универсальной аналоговой вычислительной машиной. Первый вариант имел двадцать операционников, два блока перемножения двух переменных, шесть нелинейных диодных блоков для линейно-кусочной апроксимации одной функции, тридцать потенциометров для задания переменных, и четыре гнезда для подключения блоков расширения, а последовательное либо параллельное включение других таких же машин позволяло настраивать модели буквально неограниченных размеров. Причем интегрирование с погрешностью в один процент выполнялось всего за сто секунд, а если настроить деление, то за это же время оно даст максимальную погрешность в семь процентов. С панелью для настройки проводами на штекерах, рукоятками задания переменных, лампочками, дополнительными стойками для самописцев, эта конструкция была похожа на вполне нормальную малую ЭВМ шестидесятых годов. Правда, мы ее назвали Интеграционной Машиной — ИМ-1 — может, кого и обманем, вдруг подумают, что она механическая, да и заранее наводить на вычислительные машины не хотелось.
Вторая версия ИМ имела уже тридцать операционников и позволяла проводить одновременно шесть операций интегрирования с одновременным суммированием, шесть сложений или вычитаний, две операции перемножения переменных или возведения в квадрат или деления или извлечения квадратного корня, десять логических операций, а задавать позволяла уже две кусочно-апроксимированные функции, пятьдесят переменных, ну и подключаемые внешние блоки еще больше расширяли ее возможности — в зависимости от их возможностей по генерации и обработке сигналов. А а подключение нескольких машин превращало их в настоящую Звезду Смерти. Улучшенная схемотехника операционных усилителей обеспечивала максимальное время интегрирования в миллион секунд — то есть аппарат мог интегрировать сигнал в течение почти двух лет. Минимальное время интегрирования составляло сорок микросекунд при ошибке в пять процентов, а ошибку в один процент, то есть приемлемый результат, она выдавала за сто микросекунд, то есть в секунду она могла проводить десять операций интегрирования с точностью, достаточной почти для любых применений. Природа говорила на языке дифференциальных уравнений, и мы создавали механических помощников, чтобы сказать ей, чего мы от нее хотим.
А энтузиасты готовили уже третью версию, где сменные панели позволяли набирать "программу" отдельно, пока аппарат обрабатывает другую программу, а наличие переключающих блоков позволяло выполнять даже условные переходы. Интересно, сколько я еще будут терпеть такое аналоговое непотребство? Наверное, столько, сколько придется — аналоговики уже "отработали" все свои увлечения на сто лет вперед. Одна схема автоматической запайки стеклянных колб экономила нам ежедневно две тысячи человеко-часов. Ведь колбу от стеклянной трубки, ведущей к вакуумному насосу, надо отпаивать по нелинейному закону — сначала прогреть место соединения, затем — усилить нагрев, и когда стекло начнет плавиться и сдавливаться атмосферным давлением, снова уменьшить нагрев. И все это — еще в зависимости от марки стекла, температуры окружающего воздуха, температуры и плотности газа. Вот разработка такого аппарата, а также аппарата припайки колбы к трубкам вакуумого насоса, обновление самих трубок — все это позволило разработать и роторную линию по откачке электронных ламп. Пока мы сделали только две таких роторно-конвейерных линии, но, кажется, скоро мы сможем есть лампы чем только захотим.
Глава 8
А ламп в скором времени потребуется все больше и больше — мы ведь и в других областях также постепенно вводили автоматическое управление, оставляя человеку только функции контроля и наладки. Так, в производстве нитроглицерина сначала ввели единый операторский щит, на который вывели показатели скорости потоков исходных и конечных веществ в контрольных сечениях, температуру в контрольных точках, а также управляющие потенциометры, чтобы с этого же рабочего места можно было управлять насосами и задвижками, которые увеличивают или уменьшают подачу реагентов и охлаждающей жидкости. Затем, по уравнениям массо- и теплообмена составили математическую модель работы нитроглицеринового реактора, конструктора собрали и наладили соответствующую ей схему и мы запараллелили ее работу с работой оператора — оператор крутил рукоятки управления вручную, а электронная модель на операционниках крутила электромоторчиками свои рукоятки на соседнем щите, не подключенном к исполнительным механизмам — отлаживали ее работу, сравнивая положения рукояток на рабочем и тестовом щитах.