Historie počítačů v Československu

• O projektu
• Fotogalerie
• Časová osa
• Kontakt
• English

Střední elektronkový počítač EPOS 1

Na základě zkušeností získaných s řešením a využitím počítače SAPO se stal hlavním úkolem Výzkumného ústavu matematických strojů od roku 1958 elektronkový počítač EPOS 1 (Elektronický POčítací Stroj) střední výkonnostní kategorie. Hlavním autorem koncepce počítače EPOS 1 byl opět doc. A. Svoboda. Kromě něj se na návrhu stroje podíleli také J. Oblonský, V. Chlouba, M. Valach, Z. Korvas, V. Bubeník J. Sedlák, E. Kindler, J. Jůza a J. Imlauf [1]. Pro Antonína Svobodu znamenaly práce na modelu EPOS 1 a jeho tranzistorovém následovníkovi EPOS 2 úspěšné završení domácí vědecké činnosti před emigrací z Československa v roce 1964. Matematický stroj EPOS 1 náležel z hlediska svých konstrukčních prvků (elektronek a diodových logických obvodů) k první počítačové generaci, i když některé principy u něj použité se vyskytovaly u světových výrobců výpočetní techniky až u počítačů generace druhé, nebo dokonce i později.

Technické parametry počítače EPOS 1

EPOS 1 byl jednoadresový univerzální samočinný počítač určený ke zpracování hromadných dat, pro vědecko-technické výpočty a automatické řízení výrobních procesů. Z tohoto důvodu byl při jeho návrhu kladen hlavní důraz na maximální využití strojového času, což byl v tehdejší době neobvyklý a pokrokový požadavek. Koncepce samočinného počítače EPOS se od tehdy běžně používaných výpočetních automatů značně odlišovala, a to zejména multiprogramováním, dekadickou aritmetikou s použitím kódu zbytkových tříd, vnitřním a vnějším sdílením času, stavebnicovým řešením a zabezpečením spolehlivosti [2]. EPOS 1 byl především počítačem víceprogramovým, neboť jeho vnější sdílení času umožňovalo řešit až pět navzájem nezávislých programů. Této vynikající přednosti ale nedokázali tehdejší uživatelé většinou ani využít [3].

Základní princip při tzv. sdílení času spočíval ve využití doby čekání při operaci přídavného zařízení k počítání v aritmetické jednotce na jiném programu. Sled počítání na jednotlivých programech obstarával strojový organizátor a sdílení času bylo ovlivněno stavebnicovostí. Vnitřní sdílení času umožňovalo oproti tomu paralelní provádění jiných operací v době, kdy operační jednotka násobila nebo dělila. Konstruktéři počítače přitom vycházeli ze skutečnosti, že tyto operace zpravidla nenásledují v programu jedna za druhou, takže paralelní provádění operací může zvětšit efektivní výkon počítače [4]. Toto rozdělení operační jednotky do několika paralelně pracujících částí, lze považovat za průkopnické řešení, které se rozvinulo u ve světě vyráběných počítačů až o několik let později a právem bývá označováno za mistrovské dílo Antonína Svobody [5]. Rovněž multiprogramové řízení počítače EPOS 1 vzniklo v době, kdy samo sdílení času bylo ve světovém měřítku teprve v samých počátcích a odborná elektrotechnická literatura ze druhé poloviny 70. let je označovala ve své době ještě za velmi pokrokové [6].

Spolehlivost základních stavebních prvků v tehdejší době dostupných nebyla dostatečná, a proto logický návrh počítače zajišťoval odolnost stroje proti poruchám v hlavních obvodech. EPOS 1 byl schopen jednotlivé chyby sám opravit a více chyb indikovat, aniž by byl narušen průběh výpočtu.

Významnou charakteristikou elektronkového počítače EPOS 1 byla již zmíněná stavebnicovitost, díky které měl počítač značně široké možnosti použití.

Základní sestava počítače obsahovala: [7]

• jednotku základní s ovládacím stolem,
• aritmetickou jednotku,
• ferritovou rychlou paměť,
• bubnovou paměť,
• snímač děrných štítků Aritma a
• řádkovou tiskárnu Aritma.

Alternativně mohl být střední EPOS 1 vybaven snímačem děrné pásky, výstupem na děrnou pásku, popř. elektrickým psacím strojem. V této sestavě byl počítač vhodný pro vědecko-technické a ekonomické výpočty. Sestava pro hromadné zpracování dat a automatizaci administrativních prací měla obsahovat všechna zařízení základní sestavy a k tomu zvětšený počet bubnových pamětí a několik magnetických páskových pamětí.

Počítač EPOS 1 dosahoval v závislosti na svojí konfiguraci operační rychlosti 5 000 až 20 000 operací za sekundu a obsahoval přibližně 8 000 elektronek. Feritová paměť měla kapacitu 1 024 slov po 65 bitech a stroj zpracovával 12 místná dekadická čísla [8]. Dekadický kód usnadňoval komunikaci programátorů a techniků s počítačem, a to při čtení výsledků, adres i instrukcí. Stroj byl vybaven úplnou českou a slovenskou klávesnicí. Pro vyjádření čísel mohl počítač používat buď systému s pevnou řádovou čárkou nebo systému s pohyblivou řádovou čárkou. Hlavní programové vybavení počítače tvořila soustava podprogramů základních goniometrických funkcí, odmocnin, náhodných čísel a programů pro čtení a zápis dat z přídavných zařízení a do přídavných zařízení a vnější paměti. Z programovacích jazyků byl navržen pro tento stroj autokód EPOS 1 a vypracován též překladač algoritmického jazyka ALGOL 60 [9].

Výzkum, vývoj a výroba počítače EPOS 1

Obdobně jako u počítače SAPO se ani realizace matematického stroje EPOS 1 neobešla bez potíží, a to opět zejména v oblasti výroby součástkové základny, kterou nedokázaly československé elektrotechnické podniky včas zajistit. Podle státního plánu měly probíhat práce na tomto počítači v následujícím pořadí: výzkum první pololetí roku 1959 až první pololetí roku 1960, vývoj první pololetí roku 1961 až druhé pololetí roku 1962 a výroba měla být zahájena v druhém pololetí roku 1962. Plán výzkumu EPOS 1 podle ČSAV byl splněn v řádném termínu, ale stavba funkčního modelu byla oproti plánu opožděna zhruba o šest měsíců. V průběhu roku 1960 byly úspěšně odzkoušeny základní funkce algoritmů a vhodnost užitých prvků a modulů na zjednodušeném funkčním vzoru zvaném Eposek. V řádném termínu v roce 1961 nebyly však hotovy mechanické části snímače děrných štítků, tiskárny a napájecí zdroje a sházela magnetická pásková paměť. Oživování základní jednotky se muselo započít s nouzovými zdroji, přičemž bylo v polovině tohoto roku zprovozněno 65 % obvodů [10].

Příčiny zpoždění ve stavbě funkčního vzoru EPOS 1 spočívaly především v nedostatečných výrobních a vývojových kapacitách Výzkumného ústavu matematických strojů a n. p. Aritma, který byl navíc ještě značně vytížen vývojem abecedně číselných děrnoštítkových strojů, určených pro zpracování výsledků sčítání lidu. Vývoj a výroba prvního prototypu a rozpracovanost druhé prototypu EPOS 1 v n. p. Aritma byl nepříznivě ovlivněn též nevyhovující jakostí diod, nedostatkem ferritů pro paměťový blok a nedostatkem měřicí techniky [ 11].

Pozměněný plán oživení celé sestavy pro vědecko-technické výpočty byl stanoven proto na první polovinu roku 1962 a oživení celé sestavy EPOS 1 pro hromadné zpracování dat bylo odsunuto až do první poloviny roku 1963. Sestava pro zpracování dat byla navíc vybavena magnetickou páskovou pamětí, jejíž výzkum a vývoj představoval pro československý elektrotechnický průmysl vážný problém. Pomoc při jejím vývoji se nepodařilo získat ani ze Sovětského svazu nebo jiné země RVHP a z tohoto důvodu byly vedoucí orgány ministerstva všeobecného strojírenství nuceny přistoupit k jejímu dovezení z některého z kapitalistických států. Vláda a ÚV KSČ považovaly dokončení středního samočinného počítače EPOS 1 za jednu z priorit při zavádění samočinných počítačů do národního hospodářství a po projednání zprávy ministra všeobecného strojírenství Karla Poláčka o zabezpečení vývoje a výroby samočinných počítačů z února 1961, rozhodly o přidělení mimořádné dotace ve výši 1,7 mil. Kčs pro rok 1962 a 0,4 mil. Kčs pro rok 1963 (v paritě) k zajištění komplementace funkčního vzoru počítače EPOS 1 páskovými paměťmi [12]. Tento úkol nebyl však realizován, neboť se nepodařilo uvolnit potřebné devizové prostředky na nákup čtyř magnetických páskových pamětí z kapitalistických států pro zprovoznění prvního středního počítače v rámci limitu ministerstva všeobecného strojírenství na dovoz strojů. Příčiny proč se tomu tak nestalo, shrnula kontrolní zpráva MVS o plnění usnesení vlády č. 935/61 a usnesení vlády č. 645/63 v oblasti výpočetní techniky v tomto smyslu:

„Magnetické páskové jednotky měly být dovezeny pro komplementaci funkčního vzoru a prototypu počítače EPOS I. Kontrolou bylo zjištěno, že dovoz těchto jednotek nebyl na rok 1963 vůbec zajištěn. Administrativní jednání mezi n. p. Kancelářské stroje, VÚMS, PZO KOVO a zásobovacím útvarem MVS bylo vedeno po celý rok 1962 tak, že byly promeškány lhůty pro objednávku u zahraničního dodavatele na rok 1963.“

„Teprve během letošního Mezinárodního brněnského veletrhu se podařilo operativní jednáním Státní komise pro rozvoj a koordinaci vědy a techniky a Státní komise pro řízení a organizaci zajistit dovoz páskových pamětí, současně s počítačem ZUSE 23 a předběžnou lhůtou dodání v prvé polovině roku 1964.“ [13]

Další vážnou překážkou pro dovoz magnetických páskových pamětí se stalo hospodářské embargo, které se podařilo překonat teprve v roce 1963 při jednání s anglickou firmou Decca, která projevila ochotu dodat páskové paměti v roce 1964 [14].

Ministru všeobecného strojírenství bylo na základě těchto událostí uděleno zajistit dodávky samočinného počítače EPOS 1 v tomto pořadí:

• V roce 1963 - jedna souprava
• V roce 1964 - dvě soupravy
• V roce 1965 - čtyři soupravy

Ani přes vládní urgence a mimořádné finanční dotace se nepodařilo ministerstvu všeobecného strojírenství zajistit ve VHJ ZJŠ Brno, kde měla být výroba počítačů realizována, potřebné výrobní kapacity a nemohly být tudíž splněny závazky ohledně středního samočinného počítače EPOS 1. V roce 1963 byly rozpracovány pouze tři jeho prototypy. V tomto roce se uskutečnily též úspěšné zkoušky prvního funkčního vzoru částečné sestavy a podle dokumentu ČSAV Kritický rozbor k otázkám výroby a využití samočinných počítačů v ČSSR se předpokládalo, že EPOS 1 bude svými parametry vyhovovat běžným potřebám národního hospodářství zhruba až do roku 1970 [15]. Tento předpoklad se nenaplnil, neboť i v dalších letech přetrvávaly problémy při zajišťování součástkové základny a mnohé domácí podniky, které měly o EPOS 1 zájem, se raději začaly orientovat na počítače dovážené z ciziny. Skutečnost, že domácí průmysl nedokáže uspokojivě vyřešit výrobu součástkové základny pro obor výpočetní techniky si uvědomovaly i nejvyšší státní orgány. V usnesení č. 335/64 schválila vláda krytí většiny potřeb dovozem samočinných počítačů z ciziny a na tento účel bylo vyčleněno v letech 1966–1970 1,1 mld. Kčs. V návaznosti na toto usnesení bylo uloženo ministru všeobecného strojírenství zajistit v letech 1966–1970 již pouze dvě soupravy středního elektronkového počítače typu EPOS 1 [16].

V dnech od 13. února do 7. května 1965 proběhly pod vedením SKVT a za přítomnosti sovětských expertů úspěšné státní zkoušky výpočetního automatu EPOS 1, na kterých byla obzvlášť vysoko hodnocena jeho logická struktura, vyhovující světové úrovni. Zkoušky prokázaly, že ve výzkumu a vývoji středního elektronkového počítače EPOS 1 byly ověřeny a zvládnuty základní problémy samočinných počítačů, a že tento matematický stroj nemá ve své kategorii v rámci RVHP podobný ekvivalent [17].

Počítač EPOS 1 se stal přesto v letech 1965 až 1966 terčem neoprávněné kritiky ze strany některých odborníků na výpočetní techniku, kteří snažili prosadit dovoz zahraničních samočinných počítačů záměrným podáváním zkreslených informací o počítačích vyvinutých VÚMS. Na jaře v roce 1966 proběhla v sérii článků v Rudém právu diskuse o smyslu domácí produkce výpočetní techniky. V článku Vyrábět, nebo dovážet samočinné počítače? předseda Slovenské komise pro automatizaci ing. Jaroslav Michalica posuzoval situaci kolem počítače EPOS 1 takto:

„Jaká je nyní situace v oboru samočinných počítačů, s jejichž vývojem a výrobou se v ČSSR počítalo, tj. Epos I a Epos II? Kromě prototypů nebyl dosud v běžné výrobě v ČSSR vyroben ani jeden samočinný počítač. Přitom z hlediska světového vývoje je technická úroveň našich počítačů velmi nízká. Např. u Eposu I je příkon elektrické energie velmi vysoký a činí 160–230 kW. Další nevýhodou tohoto počítače je, že má programové vybavení jenom ve strojovém kódu a není vybaven potřebným množství programů. Řešení klimatizace, odrušení, jakož i jiné úpravy si vyžadují příliš velké náklady a navíc celková konstrukce počítače si vyžaduje velmi mnoho stavebních a strojních investic při instalaci u uživatele. Kromě toho nemáme u tohoto počítače plně zajištěn dovoz magnetických páskových pamětí z ciziny, bez kterých je Epos I vůbec nepoužitelný na hromadné zpracování dat.“ [18]

Některé nepravdivé a záměrně zkreslené informace, které předložil ve svém článku veřejnosti o počítači EPOS 1 ing. Michalica, uvedl na pravou míru v Rudém právu o několik týdnů později ředitel Výzkumného ústavu matematických strojů ing. Vratislav Gregor:

„Vrcholem a naší chloubou v číslicové technice je počítač EPOS na hromadné zpracování dat. Nejprve byl vyřešen v elektronkovém provedení jako EPOS 1, i když název elektronkový není výstižný. EPOS 1 má například v jedné velké sestavě 7 200 elektronek, 15 100 tranzistorů a 56 100 germaniových diod. Proto má také v porovnání s jinými elektronkovými počítači poměrně malý příkon a vysokou provozní spolehlivost. Střední bezporuchová doba zajištěná při státní zkoušce prototypu činila 48 hodin.“

„Prvý kus EPOS 1 běží již 4 rok v nevhodném prostředí Dlouhé třídy (přesně v domě č. 37) v třísměnném provozu bez klimatizace, posledního půl roku zkušebně s magnetickou páskovou pamětí. Na tomto prvním kusu elektronkového počítače jsou řešeny úkoly určitého druhu, pro jiné počítače v ČSSR stěží zvládnutelné. Byly to např. výpočty související s tzv. projektem republiky, sledováním kriminality mládeže, analýza fonetických podkladů, pražské nájemné, statistika rodinných účtů, kromě menších úloh z oblasti vědeckotechnických a ekonomických výpočtů s výrazným praktickým využitím. Pokud se týká programovacích prostředků, je EPOS 1 vybaven soustavo ALGOL, která je odzkoušena. Dále autokódem, který byl vypracován, dokončen a bude předán zákazníkovi. Pro třetí kus EPOS 1 bylo vypracováno asi 500 programů vstupních, výstupních, standardních, testovacích a podobně. V takovém časovém předstihu a takovém množství dosud žádný uživatel dováženého počítače u nás k dispozici programy neměl.“ [19]

Na nepříznivé situaci kolem zavádění EPOS 1 do sériové výroby se nedalo již nic zvrátit a je též pravdou, že elektronkové elementy v počítači použité byly v polovině 60. let značně překonané a rychle zastarávaly. VÚMS se začal tedy soustředit na tranzistorovou modifikaci počítače EPOS 1, kterou pod označením EPOS 2 rozpracovával kolektiv doc. Svobody od roku 1962. Střední samočinný počítač EPOS 2 vycházel přímo z logického návrhu svého elektronkového předchůdce a v dalších letech byl sériově vyráběn pod označením ZPA 600 nebo později ve zdokonalené verzi ZPA 601 [20].

Závěr

Přestože se počítač EPOS 1 nepodařilo prosadit do sériové výroby a byly ho vyrobeny jen tři kusy, můžeme tento projekt doc. Svobody a kolektivu pracovníků VÚMS hodnotit v mnohých ohledech jako velmi úspěšný. Samočinný počítač EPOS 1 byl jedním z prvních počítačů na světě, ve kterém bylo použito číselné soustavy zbytkových tříd a koncepce mikroprogramů pro řízení operací. Byl také první počítač, v němž bylo logickým návrhem a nikoliv zvláštním programem dosaženo schopnosti vnitřního a vnějšího sdílení času [21]. Díky těmto vlastnostem a parametrům předčil matematický stroj EPOS 1 ve své době mnohé modely předních světových počítačových výrobců a lze ho právem pokládat za vrchol československých počítačů první generace.