TECHNO BROTHER

Я большой фанат ноутбуков и любых схожих с ними устройств. В моей небольшой коллекции есть самые разные модели: с десктопными Pentium 4, с дискретными GPU от S3 Graphics и даже парочку «отвальных» ноутбуков с MXM-видеокартами. Однако одна модель особенно выделяется — ведь Compaq M300 был не только мощным и при этом компактным ноутбуком родом из 1999 года, но ещё и игровым — благодаря дискретной графике от ATi. Как выглядел игровой ноутбук из 90-х, что у него было внутри, на что он был способен и для чего он мне нужен в 2025 году — читайте в сегодняшней статье!

❯ Предисловие

Коллекционирование ноутбуков — достаточно интересное занятие, особенно если есть понимание того, чем те или иные модели выделяются среди других. Большинство коллекционеров собирают устройства в необычных форм-факторах: например миниатюрные ноутбуки-портмоне от Sony, или же защищенные Thinkpad'ы T-серии ещё от той самой IBM. Я же в свою очередь собираю ноутбуки за интересное и по моему мнению диковинное железо, и в особенности это касается процессоров и GPU.

Думаю читатель будет со мной солидарен в том, что ноутбук за 500 рублей с VLIW-процессором, который является сводным братом «Эльбруса» — это как минимум интересно. Тоже самое касается ноутбуков с встроенной графикой Trident или десктопными 478-ыми сокетами, куда при желании можно было установить самый обычный Pentium 4. Как техногика, меня привлекает возможность не только прогонять устройства бенчмарками и сравнивать результаты, но ещё и играть в различные ретро-игры. Погонять в Half-Life с OpenGL-рендером в 20 FPS на SiS'овской «встройке»? Дайте два! Здесь удовольствие приносит не только геймплей самой игры, но и экзотическое железо, на котором ты её запускаешь!

Немудрено что в моей коллекции есть парочка «машинок» из 90-х годов, которые тоже подходят под определение «игровых». Первая — это Compaq Armada 7800: огромный, тяжелый ноутбук с встроенным блоком питания, мощным Pentium II на 366МГц, 64-мя мегабайтами SDRAM-памяти и дискретным GPU S3 ViRGE/MX. И как вы уже могли понять, именно в GPU главная изюминка Armada 7800!

Дело в том, что в 1998 году, интегрированной графики всё ещё практически не существовало как класса (кроме Cyrix MediaGX и SiS 5591). Большинство компьютеров требовало установки отдельных ISA/VLB или же PCI-видеокарт для вывода изображения, а в ноутбуках использовались специальные мобильные видеочипы, которые поддерживали вывод ещё и на ЖК-матрицу. Однако эти чипы в большинстве своём поддерживали лишь ускорение 2D-графики: копирование изображений (BitBLT), рисование примитивов, линий, а также отрисовку аппаратного курсора. Обычно они довольно хорошо себя показывали в 2D-играх (в зависимости от видеорежима, некоторые дико тормозили в Mode X), однако в трёхмерных играх нагрузка всё так же ложилась на центральный процессор. С одной стороны, Pentium II в Armada 7800 хватало с головой и для Quake 1, и для Need For Speed, с другой — всё больше и больше игр требовало дискретный GPU, и несмотря на не самую высокую производительность в 3D, ViRGE позволял играть во многие игры с приемлемым FPS.

Однако у ViRGE главная проблема была в низком филлрейте: если игра пыталась рисовать большие текстурированные треугольники в разрешении выше 320x240, картинка зачастую превращалась в настоящее слайдшоу.

Второй игровой ноутбук в моей коллекции — Compaq Armada M300, который вышел всего через год после 7800 и относился к классу топовых субноутбуков. Помимо компактных размеров, M300 предлагал Pentium II или III, всё те же 64 мегабайта SDRAM-памяти и ATi Rage LT Pro в качестве GPU — а это был уже совсем другой уровень графики и производительности...

К 1999 году, ситуация на рынке 3D-ускорителей была очень неоднозначной. Многие компании видели успех 3dfx, которая появилась буквально из ниоткуда и всего за несколько лет успела стать лидером в сегменте десктопных игровых видеокарт. На рынке стремительно появлялись новые игроки: Intel с среднебюджетной i740, SiS с бюджетной 6326 и даже PowerVR со своим революционным тайловым 3D-ускорителем. Однако среди всех компаний особенно выделялись две знакомые нам фирмы: Nvidia и ATi (ныне AMD). Nvidia прославилась выпуском достаточно мощной и при этом доступной Riva 128, а затем и последующим релизом Riva TNT с поддержкой сэмплинга двух текстур за один проход (сэмплинг управлялся комбайнерами, это ранняя альтернатива пиксельным шейдерам), а также продвинутыми техниками по типу бамп-маппинга и отражений.

А ATi — своей линейкой видеоускорителей 3D Rage, которая отличалась наличием собственного графического API CIF (ATi C Interface аналог Glide) и продвинутых мультимедийных возможностей по типу аппаратного декодирования DVD, а также ориентиром на мобильные устройства. В бенчмарках, 3D Rage первого поколения (Mach64) показывал себя весьма достойно и несмотря на отсутствующую поддержку OpenGL, в D3D играх Rage был зачастую даже лучше чем тот же самый i740. Помимо этого, ATi выпускала также энергоэффективную версию под индексом LT, которая была установлена на некоторых топовых ноутбуках тех лет, одним из которых стал наш сегодняшний гаджет!

Несмотря на солидный возраст в 26 лет (на два года старше автора статьи — на минуточку!), обилие жизненных сколов, а также вмятин в поддоне, ноутбук всё ещё продолжает исправно работать, весело жужжа стареньким, но всё ещё бодрым жёстким диском. M300 мне подарил читатель с Pikabu под ником Jildere, за что ему огромное спасибо, но перед запуском тестов и игр, устройство необходимо разобрать и обслужить. По традиции блога, мы параллельно изучим что у M300 находится «под капотом»!

❯ Разбираем

Пожалуй сразу стоит сказать о том, что в те годы производители действительно думали о пользователе и возможности самостоятельного обслуживания и апгрейда своих устройств. Для замены жесткого диска достаточно было лишь потянуть замочек с левой стороны вниз и вытащить накопитель вместе с салазками, а для апгрейда оперативной памяти нужно было лишь аккуратно вытащить клавиатуру.

Особенно сильно мне понравились фирменные винтики Compaq с двойными шлицами: как под Torx, так и под плоскую отвертку.

Разбирается устройство относительно просто, особенно если сравнивать с iBook'ами тех лет: сначала необходимо открутить несколько винтиков со стороны поддона, а затем — ещё 10 винтов с обратной стороны ноутбука.

Далее необходимо вытащить клавиатуру, осторожно отклонить дисплей на максимально возможный угол, расщелкнуть пластиковую панель с кнопкой включения и светодиодами, а затем открутить винты на петлях. В целом, конструктив относительно стандартный для тех лет, хотя сейчас для разборки ноутбуков откручивать петли в большинстве случаев не нужно.

После снятия дисплея и топкейса, нас встречает материнская плата устройства. Часть периферии здесь выполнена в качестве модулей — например плата с разъёмом питания, кнопкой включения и чарджером. Справа можно найти слот под карты формата PC-Card, а под ним — Mini-PCI слот под модем (который уже утерян вместе с модемом).

И вот тут мы сразу видим главную жемчужину этого ноутбука: тот самый GPU ATi Rage LT Pro. Как я уже говорил ранее, во многих ноутбуках тех лет использовались базовые 2D-ускорители, а здесь у нас был полноценный GPU. Судите сами:

• Поддержка новейшей шины AGP 2x, работающей на частоте 133МГц. Ранее для подключения видеоконтроллера чаще использовалась шина PCI, а местами даже ISA. AGP была не только быстрее, но и поддерживала возможность «стриминга» текстур из оперативной памяти, если не хватало VRAM... чем в своё время воспользовалась и Intel i740 — правда очень неудачно.

• Возможность одновременного подключения VGA-монитора, ЖК-матрицы и телевизора через кабель S-Video. У каждого монитора мог быть свой рабочий стол и своя частота обновления.

• Аппаратный декодер видео DVD-качества с поддержкой MPEG (конкретный кодек не указан) и Motion Compensation. В те годы, далеко не на каждом компьютере можно было посмотреть видео в разрешении больше чем 240x320: даже Pentium MMX было тяжело декодировать h263 видео, не говоря уже о, например, Cyrix'ах. GPU тут брал всю нагрузку на себя, включая аппаратный скейлинг (масштабирование под размер окна) видео.

• Поддержка до 8МБ видеопамяти типа SGRAM. Сейчас объём кажется смехотворным, но тогда его хватало и для фреймбуфера, и для Z-буфер/стенсила, и даже для текстур!

• 3D-растеризатор с полной поддержкой floating-point арифметики (некоторые GPU требовали преобразования трансформированных вершин в fixed-point), возможностью рендеринга до 1млн треугольников в секунду, затенением по Гуро, трилинейной фильтрацией и внутренним 4КБ кэшем для сэмплера текстур. Кроме того, растеризатор нативно работал с 24х-битным форматом цвета (стандартный RGB, не XRGB), в то время как тот же самый 3dfx Voodoo лишь с 16-битным (RGB565).

• 2D-ускоритель с поддержкой DirectDraw и максимальным разрешением до 1600x1200 с частотой обновления 85Гц. Это почти FullHD — в 1999 году-то!

• Всё это работает на частоте шины — 133МГц и выполнено по техпроцессу 350Нм. Это очень круто для тех лет!

Впечатляет, да? Рядом с GPU можно увидеть микросхему SGRAM от NEC объёмом в 4МБ, а ещё чуть правее клок 9248DF-12 (тактовый генератор для процессора) производства компании ICS.

Чуть правее процессора расположился северный мост Intel i440 под маркировкой FW82443DX. В него входит контроллер SDRAM-памяти объёмом до 1ГБ, а также шин PCI и AGP. Интересно что процессор общается с «севером» не просто через обычную параллельную шину по типу 8080, а через специальную — GTL+. Сейчас необходимости в «севере» нет — контроллеры памяти и шин переехали в процессор.

В качестве «юга» используется Intel PIIX3 — в него входит программируемый таймер (тот самый PIT 8254, неотъемлемая часть IBM PC), контроллеры DMA, прерываний, IDE, USB, а также мост с ISA на PCI. В наше время, «югом» называется хаб.

С обратной стороны платы расположился мультиконтроллер FDC37N971, в задачи которого входят часы реального времени, управление режимами питания и сна, контроллера клавиатуры и загрузка BIOS из микросхемы EEPROM-памяти. Также мультиконтроллер реализует Gate A20 — хак IBM PC, необходимый для перехода в защищенный (32х-битный) режим и доступа к верхним страницам памяти.

Чуть левее мультиконтроллера можно обнаружить звуковой контроллер ES1978S, DC-DC преобразователь MIC2951 и свич PI5C 3384Q.

Ну что-ж, с базовой платформой разобрались, пришло время посмотреть на процессор. Pentium II уже требовал не только радиатор, но и активное охлаждение, так что система состоит из небольшого кулера и радиатора с двумя теплотрубками. Интересно что охлаждение северного и южного моста в те годы не требовалось, поэтому у них вообще нет теплоотвода.

Откручиваем винтики на бэкплейте, снимаем радиатор и... видим заводскую каплю термопасты! Ни сколов, ни пылинки на кристалле — на такой процессор смотреть одно удовольствие. Интересно что хоть термопасте уже 26 лет, откровенно задубевшей я её назвать не могу, а значит термоинтерфейс сюда наносили нормальный, пусть и неравномерно.

В качестве процессора используется Intel Pentium 2 Mobile под маркировкой SL32S. Это весьма мощный для 1999 года чип, работающий на частоте 333МГц с частотой шины в 66МГц. Процессор имеет 16КБ L1 и 256КБ L2-кэша, и произведен по техпроцессу 250нм.

В качестве термопасты, я решил нанести сюда Arctic Cooling MX-4. По правде сказать, с TDP второго пентиума он избыточен, но в хорошие ноутбуки я мажу только лучшие расходники.

После замены термоинтерфейса, я собрал ноутбук обратно. В процессе сборки местами отлетали мелкие кусочки пластика, однако все клипсы, крепления и резьба сохранились как ни в чем не бывало... Учитывая что некоторые современные модели буквально в руках рассыпаются, 26-летний «батька» показал себя просто отлично.

Пришло время проверить, выжил ли наш ноутбук после обслуживания...

❯ Включаем

Ну, кто-бы сомневался что выжил :) Единственный момент: у клавиатуры отказала одна единственная кнопка — Esc. Скорее всего повлияли водные процедуры или долгое нахождение в сыром помещении: характерные разводы на металлической части топкейса намекали на возможное залитие.

После загрузки Windows XP, я решил запустить CPU-Z от марта 2025 года. Процессор набрал всего 0.3 и 0.2 очка в бенчмарках однопоточных и многопоточных вычислений... Ну, не шибко конечно, но здесь попугаи считаются относительно куда более современных процессоров.

При 100%'ной нагрузке, процессор нагревается максимум до 54-57 градусов. Это прекрасный результат!

В Windows XP есть встроенный драйвер для ATi Rage на архитектуре Mach64, однако он слишком старый и у него плохая совместимость с OpenGL-приложениями. ATi выпустила последний драйвер для Rage LT Pro в 2002 году, в который входит полноценный OpenGL ICD — его мы как раз и установим.

❯ Играем

Пришло время проверить мощь ATi Rage LT Pro на практике. Играть мы будем в самые разные релизы: начиная от тайтлов из середины 90-х, заканчивая играми начала 2000-х годов. Однако важно понимать, что с драйверами у ATi в те годы всё ещё были проблемы (от чего и пошёл соответствующий мем, который приписывают AMD даже спустя 20+ лет) и некоторые игры будут выглядеть примерно так:

Кроме того не стоит забывать, что в ноутбуке установлено всего 128МБ SDRAM-памяти и XP для него... немного тяжеловата. Но без привода и флопповода установить сюда Win9x может быть проблематично.

Начинаем с классики: первого Quake. Игра хорошо идёт в разрешении 640x480 при глубине цвета в 16-бит и в зависимости от локации, мы получаем от 15 до 55 FPS. Тяжелее всего даются сцены с большим числом противников на экране и взрывами — как например комната с клеткой из первой демки:

В 320x240 ситуация становится ещё лучше и игра практически везде идёт в 60 FPS. Но я думаю вы согласитесь, что 240p гейминг — это для ребят с S3 Trio и Pentium MMX :)

А вот 24х-битный цвет оценить не получилось. При попытке создания контекста с 24-битным пиксельформатом и разрешением 320x240, wgl переключает нас на референсный OpenGL от Microsoft. Грустно.

Переходим к Quake 2 — и здесь OpenGL драйвер снова даёт о себе знать. Во первых, игра не запускается в режимах выше чем 400x320, а во вторых она почему-то всегда рисует самые дальние мипы в геометрии уровня, из-за чего всё выглядит очень размытым. Кроме того, некорректно клипается некоторая геометрия и вместо скайбокса мы видим так называемый эффект зеркальной комнаты. Но FPS зато — почти 60 :)

Далее у нас идёт ещё одна Quake-подобная игра: Half-Life. В отличии от оригинальной «кваки», у HL есть поддержка Direct3D и поэтому мы сможем раскрыть наш GPU на все сто. Однако даже оригинальная HL несколько тяжеловата для Rage Pro LT и мы получаем в среднем 15-25 FPS в разрешении 640x480. Однако стоит снизить его до 400x200 — и мы получаем вполне приемлимый FPS. Учтите что я не тестировал Зен — там результаты могут быть куда хуже!

Дальше идёт 2D игра, использующая DirectDraw — Stronghold Crusader. Однако я использовал стимовскую HD-версию, что может накладывать свои опечатки на результат тестов, но в целом я получил примерно 20 FPS. Скорее всего игра просто очень сильно свопалась, т.к загружает все необходимые ресурсы при старте.

Далее идёт довольно забавная игра под названием AxySnake. Это трёхмерный клон змейки родом из 2001 года, классическая Shareware игра, которую выпускал Alawar под названием «большая змея». Игра идёт плавно, около 30 FPS, однако игра сильно мерцает. Скорее всего в VRAM банально не хватает места для бэкбуфера...

Ну а последней игрой на тестах стала NFS 5: Porsche Unleashed. И вот здесь начинаются реальные проблемы: сама игра идет плавно, но в неё невозможно играть из-за того что дисплей мерцает ошметками прошлых экранов. Скорее всего это что-то связанное с софтварными пост-эффектами или рисованием UI, но факт остаётся фактом - играть невозможно несмотря на предположительные 25-30 FPS!

А секрет прост: D3D9 при создании контекста сообщает нам о том, что доступен всего 1МБ видеопамяти для текстур (остальная память уходит на фреймбуфер для всей системы и отдельный фреймбуфер + Z-буфер для игры). При этом неизвестно как поступает драйвер, когда система начинает активно свопаться и VRAM заполнена вместе с системной памятью. Вот если бы сюда 8МБ поставили...

Заключение

Вот такими были игровые ноутбуки в конце 90-х годов. С одной стороны может показаться что результаты в 3D-играх слишком плохие по сравнению с гейминг-машинами, в которых стояли 3dfx Voodoo, однако если вспомнить что даже Riva TNT Vanta зачастую была пределом мечтаний в те годы — это очень хороший результат по меркам ноутбука. Сейчас же всё проще: даже бюджетный ноутбук с Intel N150 за пару сотен долларов способен запускать относительно современные игры в 30-60 FPS и 1080p...

Ну а касательно давно обещанного контента про написание игры под компьютеры 90-х — просто дайте мне немного времени и вас ждёт возможно одна из лучших статей за всю историю моего блога... И да, ноутбук из статьи как раз станет одной из машин, на которой мы с вами её будем отлаживать!

А если вам интересна тематика ремонта, моддинга и программирования для гаджетов прошлых лет — подписывайтесь на мой Telegram-канал «Клуб фанатов балдежа», куда я выкладываю бэкстейджи статей, ссылки на новые статьи и видео, а также иногда выкладываю полезные посты и щитпостю. А ролики (не всегда дублирующие статьи) можно найти на моём YouTube канале.

Если вам понравилась статья и вы хотите меня поддержать, у меня есть Boosty, а также виджет на Пикабу ниже. Всем огромное спасибо!

Статья подготовлена при поддержке @Timeweb.Cloud

В детстве портовый кран представлялся мне исполинским жирафом. Длинные ноги его портала стояли на пирсе. А под ними сновали, невероятным образом ставшие крохотными, железнодорожные вагоны. Свою вытянутую желтую шею-стрелу, покрытую темными пятнами ферм, неспешно склонял он над раскрывшейся пастью трюма рыболовного судна-кашалота, отнимая его богатый улов. Жилы стальных канатов звенели от напряжения, настолько тяжела была его работа. Жираф издавал электрический вой, сражаясь за свою добычу.

И вот, спустя многие годы меня продолжают восхищать конструкции советских машин. Но вижу теперь я за ними не те фантазии из детства, а гений человеческой инженерной мысли. И в этой статье я предлагаю вам насладиться технической эстетикой архивных чертежей и конструкторских решений инженеров прошлого.

Герой нашей сегодняшней истории — кран портальный монтажный КПМ-32/16-10,5В-К, сошедший со стапелей завода подъёмно-транспортного оборудования им. С. М. Кирова в Ленинграде. Предназначен он для монтажных и сварочных работ в портах и на судостроительных предприятиях. При вылете стрелы от 8 до 17 метров он способен поднимать груз 32 т, а при максимальном вылете до 30 метров – 16 т. Дополнительно имеется вспомогательный подъём на 5 т. Передвигается наш двухсот тридцати трех тонный колосс по рельсовому пути со скоростью до 30 м/мин.

«Завод ПТО им. С.М. Кирова» – некогда ведущее предприятие машиностроительной отрасли СССР, был перепрофилирован в 1930 году из петербургских ремонтных мастерских при Варшавской железной дороге (не путать с Кировским заводом). Завод обеспечивал металлургические предприятия, атомные, гидро- и тепловые электростанции и другие объекты народного хозяйства высокопроизводительными грузоподъемными кранами тяжелых режимов работы. За время своего существования заводом было изготовлено более 15 000 единиц крановой продукции. А сегодня о нем напоминает только эмблема на одной из стальных оград вдоль набережной Обводного канала.

Создать такой кран в 1970-е годы было задачей, мягко говоря, нетривиальной. Никаких AutoCAD, Компаса, SolidWorks или MATLAB тогда не существовало. Зато были высокие нагрузки, невысокое качество прокатных материалов, жёсткие условия эксплуатации и… кульман с логарифмической линейкой. Плавность подъёма и точность позиционирования приходилось обеспечивать, не имея современных частотных приводов и даже электронных систем управления, — только хитроумная механика, релейные схемы управления с реостатными ступенями пуска.

На одном из сохранившихся сборочных чертежей крана в основной надписи выведены фамилии инженеров, работавших над ним: Михайлова, Николаева, Марутов, Мазовер, Сушанский. Эти строки, написанные тушью, напоминают, что подобные машины создавались не абстрактной «советской инженерной школой», а конкретными людьми, вложившими в них знания, мастерство и часть своей жизни. И сколько еще фамилий ушло вместе с той эпохой…

Чтобы понять масштаб инженерной задачи, достаточно взглянуть на конструкцию самого крана. КПМ-32/16 — это сложная пространственная система, в которой каждая деталь работает на устойчивость и безопасность. Высокий четырёхопорный портал позволяет крану перемещаться вдоль причала, оставляя под собой просвет для проезда техники. На портале установлена поворотная платформа с кабиной управления и машинной кабиной, в которой скрываются лебедки, а сверху — длинная коробчатая стрела, уравновешенная массивным противовесом. Вся кинематика — от изменения вылета до подъёма груза — приводится в движение электродвигателями с реостатными схемами пуска.

Механизм подъема монтажного крана состоит из механизма главного подъема грузоподъемностью 32 т и вспомогательного – грузоподъемностью 5 т.

Для того чтобы с ювелирной точностью ворочать огромными агрегатами в тесных трюмах строящихся судов, лебедку основного подъема оснастили двумя приводами. Главный привод мощностью 75 кВт обеспечивает скорость основного подъема 17 метров в минуту, а установочная скорость 0,5 метра в минуту обеспечивается дополнительным микропроводом мощностью 5 кВт. Сопряжение двух двигателей с редуктором лебедки обеспечивается планетарной муфтой за счет разной комбинации блокируемых тормозов. Лебедка вспомогательного подъема имеет скорость 37 метров в минуту и мощность 37 кВт.

За безопасность работы механизма подъема отвечают центробежные выключатели, установленные на электродвигателях, которые отключают их питание при двукратном увеличении оборотов при отказе тормозов.

Отличительной особенностью портального крана КПМ-32/16 является конструкция механизма изменения вылета. Его шарнирно-сочлененная укосина состоит из стрелы, выполненной в виде жесткой коробчатой семнадцатитонной балки, прямолинейного восьмитонного хобота и гибкой оттяжки. Гибкая оттяжка представляет собой два стальных каната, верхние концы которых через балансир присоединяются к заднему плечу хобота, а нижние — через натяжное устройство закрепляются на каркасе.

Соотношение длины элементов шарнирно-сочлененной укосины, положение блоков грузовых канатов и точек крепления этих механизмов на каркасе выбрано так, что при подъеме стрелы от минимального до максимального вылета концевой узел хобота перемещается вверх, а груз при этом движется по траектории, близкой к горизонтальной, отклонения в крайних положениях не превышают 0,8 метра.

Стрела с помощью стреловой тяги соединена с качающимся тридцатитонным коромыслом, на заднем плече которого находится подвижный бетонно-металлический противовес массой примерно 48 т. Конструкция позволяет обеспечить три точки равновесия системы без груза и две точки равновесия с номинальным грузом, который составляет от 32 т до 16 т в зависимости от положения вылета стрелы. Это значительно снижает нагрузку на тормозные механизмы и лебедку механизма изменения вылета.

Лебедка механизма изменения вылета установлена непосредственно на каркасе в отдельном защитном кожухе. Благодаря слаженной работе стрелы и противовеса, для изменения вылета достаточно электродвигателя мощностью всего 11 кВт. Чтобы движение начиналось плавно, в составе редуктора лебёдки установлен массивный маховик, сглаживающий рывки при пуске. Плавность остановки дополнительно обеспечивается наличием двух тормозных механизмов, которые включаются по очереди с задержкой чуть больше секунды, благодаря чему тяжёлая стрела не останавливается рывком.

Выходной вал редуктора лебедки сообщает возвратно-поступательное движение рейке механизма изменения вылета, представляющей собой сварную коробку с двумя зубчатыми рейками. По мере износа зубчатые рейки можно переставлять местами или разворачивать, тем самым увеличивая их срок службы. Крепление рейки к стреле выполнено через демпфер, снижающий динамические нагрузки при пуске и торможении. В совокупности эти чисто механические решения позволяют, без использования сложной электроники, добиться плавности движения стрелы, что так необходимо монтажному крану.

Для предохранения от перегрузки и опрокидывания крана в верхней части его каркаса установлен ограничитель грузового момента (ОГМ). Его механизм состоит из системы блоков и рычагов, сопряженных с канатами главного подъема. Результирующее усилие от веса груза, возникающее при огибании канатом подвижного блока на рычаге ОГМ происходит смещение системы рычагов, уравновешиваемой специальным грузом. Если момент от давления каната на блок превысит момент от веса регулировочного груза, то палец на рычаге через концевые выключатели разомкнет электрическую цепь механизма главного подъема и цепь увеличения вылета.

В зависимости от угла наклона стрелы угол обхвата блоков канатами меняется. За счет этого ОГМ обеспечивает постоянство предельно допустимой грузоподъемности на вылетах от 17 до 8 м и переменную грузоподъемность на вылетах от 30 до 17 м. По сути, перед нами огромный рычажный динамометр, знакомый нам со школьных уроков физики. В современных кранах эту функцию уже реализуют программно за счет датчика угла наклона стрелы и тензодатчика в системе блоков грузовых канатов, но здесь снова удалось обойтись без сложной электроники.

Вспомогательный подъём снабжён аналогичным ограничителем грузоподъёмности. Но его конструкция проще, чем у ОГМ, так как предельный момент не зависит от вылета стрелы, а допустимая грузоподъёмность вспомогательного подъёма не должна превышать 5 т во всех режимах.

Все описанные выше узлы — стрела с хоботом и коромысло с подвижным противовесом, закреплённые на силовом каркасе, а также лебёдки подъёма и изменения вылета — смонтированы на поворотной платформе и вместе образуют поворотную часть крана.

Еще одним крупным элементом поворотной части крана являются кабина управления и машинная кабина. В машинной кабине скрыты подъёмные лебёдки, редукторы и шкафы управления, а в кабине управления размещено рабочее место крановщика. Вы только представьте, какой вид может открываться перед оператором крана с высоты четырнадцати метров на морской порт... Если бы этот вид не сопровождался лязганьем металла, воем электрических машин и изнуряющим жаром от их работы.

Поворотная часть нашего портального крана имеет неограниченный угол поворота. Ее поддержание и центрирование осуществляется опорно-поворотным устройством. Два концентрических круговых швеллера диаметром почти 6 метров образуют сепаратор, в котором крепятся 36 цилиндрических катков. Только оцените его масштаб.

Механизм поворота имеет мощность 45 кВт. Передаточное отношение в нем в сочетании с большим диаметром опоры и высокой инертностью системы оказывает огромные нагрузки на механизмы редукторов. Даже если кажется, что поворотная часть уже остановилась, на деле может оказаться, что в редукторе еще продолжается вращение. Чтобы исключить повреждение редуктора, согласно инструкциям, перед тем как начать поворот в противоположенную сторону, необходимо удерживать поворотную часть на тормозе не менее трех секунд.

Обратите внимание на колонну в центре машинной кабины. Она скрывает в себе токосъемный узел из медных кольцевых токоприемников с подпружиненными графитовыми щетками, который обеспечивает электрическую связь портала с поворотной частью. Такая система проста, но удивительно надёжна. Несмотря на постоянные вибрации, пыль и морскую влажность, токосъёмники уверенно питают лебёдки, приводы и аппаратуру управления поворотной части на протяжении десятилетий.

Поворотная часть крана крепится на массивном сорока трех тонном портале, обеспечивая стабильное вращение верхней части крана под нагрузкой. Такое решение обеспечивает впечатляющую устойчивость машины. Жёсткие коробчатые ноги портала, широкая колея ходовых тележек, позволяющая свободно пропускать под собой два железнодорожных вагона, и массивная поворотная часть образуют пространственную конструкцию с большим запасом прочности. Она сохраняет устойчивость даже при значительных ветровых нагрузках и динамических рывках, а портал уверенно воспринимает наклоняющие моменты при работе стрелы на вылете до 30 метров.

Масса самого крана во много раз превышает массу поднимаемого груза, и это сделано не случайно. При полной массе конструкции в 233 тонны номинальный груз 32 т составляет всего около 14% от веса машины. Во время приёмочных испытаний кран кратковременно проверяют повышенной нагрузкой — 40 т (перегрузка 25%), что всё равно не превышает 18% его собственной массы. На этой фундаментальной устойчивости построена вся механика крана — от поворотного механизма до уравновешивающей системы стрелы.

Вся эта стальная махина способна передвигаться по рельсовому пути со скоростью до 30 метров в минуту на четырёх ходовых тележках, каждая из которых оснащена индивидуальным 11 кВт приводом. Такое решение позволяет порталу компенсировать неровности рельсового пути и исключает перекос конструкции при движении. При работе крана нагрузки на отдельные ходовые тележки могут превышать сотню тонн.

Портальный кран имеет большую подветренную площадь. Несмотря на его огромную массу, давление морского ветра может достигнуть такой величины, при которой кран легко сдвигается с места. Чтобы избежать подобных случаев, ходовые тележки оснащены противоугонными захватами для крепления к рельсам. А в кабине управления имеется сигнализация от анемометра, непрерывно измеряющего скорость ветра.

Общее питание крана осуществляется от сети переменного трехфазного тока через специальные штепсельные колонки, расположенные вдоль подкранового пути. Напряжение подается при помощи гибкого шлангового кабеля, укладываемого в кабельный барабан с грузовым приводом. Свободное вращение барабана при наматывании кабеля возможно благодаря кольцевому токоприемнику на его оси. Во время движения крана кабель разматывается с барабана, поднимая противовес через тросовый привод. Чтобы при переключении к следующей штепсельной колонке намотать кабель обратно на барабан, достаточно ослабить ленточный тормоз, удерживающий груз.

Механизмы крана приводятся в движение электродвигателями с фазным ротором типа MTB, MTF и MTH. Управление двигателями осуществляется с помощью командоконтроллеров, представляющих собой многопозиционные кулачковые механические переключатели. Оператор крана поворачивает рукоятку командоконтроллера в нужное положение, приводя в движение кулачковые шайбы. Гребни на кулачковых шайбах способны размыкать контактные группы, формируя определенные комбинации управляющих напряжений для силовых цепей.

Плавность пуска электродвигателей достигается за счет регулирования активного сопротивления в цепи их роторов. Концы трехфазной обмотки ротора через контактные кольца и щетки подключены к блоку пусковых и регулировочных сопротивлений. Эти сопротивления больше похожи на приличных размеров электрический обогреватель.

Включение добавочного сопротивления в цепь ротора на низкой скорости увеличивает пусковой момент и ограничивает пусковой ток. Постепенное шунтирование этого сопротивления по мере разгона позволяет регулировать частоту вращения. Добавляя сопротивление во время вращения, можно осуществлять торможение двигателя.

Платой за простоту такого способа управления является низкое КПД. Очень много энергии превращается в тепло регулировочными сопротивлениями.

Несмотря на возраст и архаичность технических решений, такие краны до сих пор можно встретить в портах и на верфях по всей нашей стране. Некоторые из них отправляются на металлолом, уступая дорогу «молодым» машинам, другие проходят глубокую модернизацию и получают вторую жизнь. Нашему крану повезло, можете не волноваться за него.

Портальный монтажный кран «Кировец» — стальной двухсоттридцатитрехтонный красавец, наследие былой высокоразвитой цивилизации. Громоздкий, шумный, мощный — он воплощает инженерную философию СССР, когда надёжность и функциональность достигались хитроумной механикой и простыми релейными схемами. Построенный в середине 70-х годов прошлого века, десятилетиями без устали трудится, прославляя своих великих создателей, он останется памятником ушедшей эпохи советской индустриальной мощи.

И, может быть, когда в следующий раз вы будете любоваться пейзажем портового города и среди множества мачт и грузовых стрел узнаете силуэт нашего старого знакомого — портального крана КПМ-32/16, помашите ему рукой, передавайте привет...

Автор: OldFashionedEngineer

Написано при поддержке Timeweb Cloud.

Больше интересных статей и новостей в нашем блоге на Хабре и телеграм-канале.

Приветствую всех! Буквально неделю назад прошло сорок лет с момента выхода первой релизной версии Windows. Именно в тот день в 1985 году началась история ныне повсеместно распространённой ОС.

И вот, узнав об этом, я подумал: а что, если попробовать запустить эту ОС и узнать, как предполагалось писать софт для неё? Именно этим мы сейчас и займёмся. Заодно и узнаем, насколько это было проще или сложнее, нежели сейчас.

❯ Суть такова

Уверен, если вы интересуетесь историей ОС, то хорошо знаете, что вообще такое Windows 1.0 и что она собой представляла. Хотя Windows 1.X были не полноценными ОС, а графическими оболочками под DOS, для них существовал SDK, позволяющий писать оконные приложения. Тем не менее, из-за высокой по меркам тех лет сложности разработки самих приложений было не так уж и много.
Особой популярности система тоже не заполучила, поскольку имела значительные системные требования и малое количество софта. Очень многие из тех, у кого в те годы был ПК, про этот продукт вообще ни разу не слышали. В общем, это самая подходящая платформа, под которую сейчас стоит попробовать что-то написать. Этим-то мы и займёмся.

❯ Обзор оборудования

Как известно, я пишу про железо, а не только про софт, поэтому запускать то, что получится, будем на настоящем ПК.

Намного более аутентичного для такой системы PC XT у меня нет, поэтому для запуска был вытащен вот такой промышленный одноплатник. Конечно, можно было бы взять и просто плату на 286 или 386, но этот девайс лежал у меня уже больше полугода и всё ждал, когда я сделаю с ним что-то интересное. Так что сейчас будем пробовать с ним.

Это ROCKY-328E-M4. На борту процессор 386SX-40 (точнее, SoC Ali M6117C, объединяющая процессорное ядро и чипсет Ali M1217), четыре мегабайта памяти, IDE, флоппи-контроллер, в данный момент ненужный Ethernet, панелька под DiskOnChip и стандартные для любого ПК интерфейсы. Когда-то давно он работал на одном неназванном предприятии и управлял какими-то устройствами при помощи плат дискретного ввода-вывода и платы последовательных портов. Впрочем, про эти модули поговорим как-нибудь в другой раз, а сейчас будем рассматривать его просто как обычный ПК.

Вообще, такие промышленные ПК — отличный вариант для того, кто хочет заполучить себе ретрокомпьютер, но у кого поставить дома обычную «тройку» или «четвёрку» возможности нет. Эта плата позволит заиметь полноценный 386 без всяких эмуляторов, а места такая машина будет занимать не больше, чем обычный бесперебойник.

Встроенного видео на плате нет, поэтому для запуска понадобится ещё и видеокарта.

Это довольно популярная в своё время плата на чипе Realtek RTG3105i. Особых причин выбрать именно её у меня нет: просто когда-то она досталась мне вместе с этим промПК.

Всё вместе втыкается в кросс-плату.

У меня она вот такая, от Advantech. Конкретно эта сделана под размер обычной материнки типа AT. Даже предусмотрен разъём DIN-5 для клавиатуры с отводом от него для подключения к процессорной карте.

❯ Что нужно, чтобы начать писать софт под Windows 1.X?

Вообще, по опыту работы со старым софтом, я ещё перед началом догадывался, что там наверняка будет куча каких-то косяков, которые не удастся сходу решить. На обычном компьютере всё это делать забавно, но только один раз. Поэтому сборкой самого приложения я занимался в эмуляторе.
Итак, определимся с тем, что нам вообще понадобится:

• Образ MS-DOS 3.0.

• Дистрибутив Windows 1.X.

• Компилятор. В моём случае Microsoft C 4.0.

• Windows SDK. Тут я решил использовать версию 1.03.

Изначально я хотел использовать SDK 1.01 и Microsoft C 3.0, но...

...во всяком случае, я пытался.

То ли ему чего-то не хватает, то ли устанавливается он не так просто, как мне думалось, но ни одна программа им не собралась. Поэтому выбор был сделан в пользу того, на что имелась документация. Никаких PDF, никакой онлайн-справки в те годы не было, все мануалы были бумажными. Так уж вышло, что на Microsoft C 4.0 и Windows SDK 1.03 их сканы имелись в наличии.

Ну что, приступим?

❯ Эмулятор

Как я уже упомянул, собирать всё будем в эмуляторе. Им стал 86box (пришедший на смену почившему PCem). Как его поставить, описывается тут.

Создал виртуалку с процессором 386SX и чипсетом как у моей платы (дабы, если что, заранее обнаружить, что что-то пошло не так, и это решить).

Далее добавляем винт, а в разделе контроллеров выбираем «PC/AT Floppy Drive Controller» и «[ISA16] PC/AT IDE Controller (Dual-channel)».

В BIOS указываем параметры жёсткого диска. Загружаем в дисковод образ DOS и перезагружаемся.

Далее выполняем стандартные действия для установки DOS: размечаем диск при помощи fdisk, форматируем при помощи format, делаем его загрузочным при помощи sys и копируем остальные файлы. На этом загрузочная дискета нам больше не понадобится. Компьютер теперь будет запускаться с винта.

Процесс установки Windows 1.0 особых сложностей тоже не вызывает, так что показывать его я тут не буду. При установке надо указать следующие параметры: мышь — Microsoft Mouse (Bus/Serial), видеокарта — EGA with Enhanced Color Display or Personal Computer Color Display, принтер — не используется.

Запускаем ОС командой win и убеждаемся, что картинка цветная, мышь шевелится, а стандартные приложения нормально открываются.

❯ Компилятор

Теперь очередь компилятора.
Установочной программы у него нет. Поэтому всё придётся копировать самому. На системном диске создаём папки BIN, INCLUDE, TEMP, LIB. В BIN копируем всё содержимое первой дискеты, ещё несколько экзешников со второй и link.exe с третьей, в INCLUDE — всё с расширением *.H и *.INC, в LIB — всё с расширением *.OBJ и *.LIB, TEMP оставляем пустой. В INCLUDE создаём папку SYS и копируем туда содержимое одноимённого каталога на третьем диске. Дискеты 6, 7 и 8 для первого запуска можно пока не трогать.

Казалось бы, на этом всё. Но на самом деле нет, ведь если теперь мы попробуем что-либо собрать, то компилятор выдаст вот такую ошибку.

Поэтому продолжим установку, для чего создадим в корне системного диска ещё два файла.

Первый, AUTOEXEC.BAT, следующего содержания:

Вообще, в этом батнике указаны команды, которые выполняются автоматически при запуске DOS. В данном случае мы здесь указываем глобальные переменные, чтобы не вводить их каждый раз вручную.

Второй, CONFIG.SYS, вот такой:

Это файл конфигурирования системы. Здесь мы задали число максимально возможных открытых файлов и число максимально возможных дисковых буферов.

Если у вас не чистая установка DOS, то прописываем эти параметры и имена переменных в соответствующих файлах.

После этого тестовая программа (из комплекта компилятора) должна будет собраться и запуститься. Отлично.

❯ SDK

Теперь нужно установить Windows SDK. Поставляется он опять таки на нескольких дискетах.

Вставляем диск номер два и выполняем следующие команды:

После этого начнётся установка.

Тут всё просто, вставляем очередную дискету и ждём, пока скопируются файлы.
На этом установку SDK можно считать законченной.

❯ Ставим Windows

А пока что отвлечёмся от установки инструментария и произведём ещё одну установку Windows.

На этот раз создадим загрузочную дискету с Windows 1.03, установив систему на чистый образ и добавив на оставшееся место DOS. Туда же чуть позже закинем собранные приложения.

Собираем тестовый стенд.

В кросс-плату втыкаем одноплатник и видеокарту, подключаем клавиатуру, мышь, монитор, блок питания и дисковод. В дисковод втыкаем записанную нами дискету. Всё, девайс готов к запуску.

❯ Пишем первую программу

Ну что же, время попробовать что-нибудь собрать. В составе SDK есть и какие-то примеры кода. С них-то и начнём.

Находим папку HELLO и копируем её на жёсткий диск. Теперь заходим в неё и выполняем команду:

После этого через примерно пару минут приложение должно будет собраться. Если не собралось — проверяем, правильно ли установили компилятор и SDK.

Можно даже попробовать запустить свежесобранный экзешник и убедиться, что приложение действительно требует для работы Windows.

Поэтому заходим в Windows, запускаем, и, если всё получилось, на экране должно будет появиться примерно следующее:

Отлично!

❯ Что же тут происходит?

Взглянем на исходник этого приложения.

Файл достаточно внушительной длины (больше полутора сотен строк). Тем не менее, там можно встретить много того, что есть и в куда более свежих программах для Windows на Си.

Вообще, первые версии Windows были просто оболочками, не имели никакой многозадачности, а целью их создания было не выпустить полноценную ОС, а облегчить работу с DOS. Несмотря на это, кое-что из появившегося в них либо претерпело значительное развитие и используется и до сих пор (например, GDI, много позже ставший GDI++ и использующийся и сейчас, появился с самых первых сборок Windows), либо ушло в историю, но оставило свой след (например, параметр hPrevInstance, использовавшийся в Win16 и всегда равный NULL в Win32).

Но всё же отличий Win16 от Win32 намного больше, чем может показаться неподготовленному пользователю. В Win32 очень многие операции стали значительно удобнее, а случайно уронить всю систему, запороть память другого приложения или заставить все остальные программы разом перестать работать теперь куда сложнее.

❯ Тесты на ПК

Теперь попробуем запустить тестовый стенд.

Насаживаем перемычку между контактами PS_ON и землёй на кросс-плате, запуская тем самым блок питания. Через несколько секунд компьютер проходит POST и начинает загружаться. Можно набирать WIN и пробовать запускать софт.

Всё успешно работает!

И ещё одно приложение — показ фигуры заданного мышкой размера.

❯ Утилиты

Помимо инструментария для сборки в комплекте с SDK идёт несколько графических приложений. Само собой, никаких интерактивных редакторов кода с ним не поставлялось: для написания программы надо было открыть текстовый редактор, набрать там код, закрыть редактор, попробовать собрать приложение, затем при необходимости снова открыть редактор и исправить ошибки. И так очень много раз. Но всё же несколько интересных утилит тут имеется.

Первая из них — это редактор шрифтов.

Следом идёт редактор иконок.

В Windows 1.0 нет ни рабочего стола, ни панели задач. Единственное место, где видны эти иконки, так это при сворачивании приложения. Снизу видны открытые HELLO.EXE, MS-DOS Executive и калькулятор.

Вот так выглядит процесс редактирования.

И, наконец, самое важное. Это редактор диалогов.

Весь интерфейс программы создаётся в нём и сохраняется в виде двух файлов — ресурсов и заголовков.

❯ Что же в итоге?

Несмотря на то, что программирование под Win16 по сути умерло, некоторые порой всё же пробуют что-то написать. Кому-то это надо из любви к ретрокомпьютерам, кому-то — ради того, чтобы оживить какой-то древний, но очень нужный и приносящий очень много денег софт.
Но всё же если вдруг вас так и тянет попробовать что-то написать под древнюю ОС, то рекомендую начать опыты с Windows 95 или 98. Под них куда больше документации и примеров кода, а инструментарий намного более удобен.
Такие дела.

❯ Ссылки

• Win16 for Fun and (Probably No) Profit

• Building Win16 GUI applications in C

• Win16 Retro Development

• Win16 Programming Resources

• Готовая установка Microsoft C для разработки софта под Windows 1.X

Написано при поддержке Timeweb Cloud.

Больше интересных статей и новостей в нашем блоге на Хабре и телеграм-канале.