В 1957 году директор Радиотехнического института АН СССР академик А. Л. Минц обратился к И. С. Бруку с предложением разработать электронную управляющую машину (ЭУМ) для управления новым экспериментальным радиолокационным комплексом. Если быть точным, то подтолкнул его на это Брук. Случайно встретившись с Минцем на Кисловодском курорте он рассказал ему о работах своей лаборатории и заинтересовал возможностью использования ЭВМ в составе радиолокационных комплексов. Предложение было принято, и в декабре 1957 года Брук и Минц утвердили техническое задание на ЭУМ М-4. Руководителем работы по созданию машины был назначен М. А. Карцев. Этим было положено начало его деятельности в области создания средств вычислительной техники, ориентированных на использование в системах раннего предупреждения о ракетном нападении и наблюдения за космическим пространством. На то время это были наиболее сложные задачи по количеству информации, подлежащей обработке, по требованиям к скорости вычислений, объемам памяти и надежности технических средств.
К 1957 году электронной промышленностью были освоены и серийно выпускались первые отечественные транзисторы. Поэтому М-4 решено было проектировать на полупроводниковых приборах.
Для проведения работ по созданию ЭУМ, в только что организованном Институте электронных управляющих машин АН СССР была создана специальная лаборатория № 2 под руководством Карцева. В марте 1958 года состоялась защита эскизного проекта машины М-4, а в апреле того же года вышло постановление Совета Министров СССР об изготовлении электронной управляющей машины М-4. Был определен и завод-изготовитель, уже имевший опыт изготовления вычислительных машин; главным инженером этого завода работал А. Г. Шишилов, руководителем конструкторского бюро — B. C. Семенихин (впоследствии академик, директор Научно-исследовательского института автоматической аппаратуры, Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской и Государственных премий). В апреле 1958 года полный комплект конструкторской документации был передан на завод-изготовитель, и началась подготовка производства. Разработчики М-4 активно участвовали в ней на всех этапах изготовления и настройки. Этот опыт позволил коллективу во всех последующих разработках обеспечивать высокую технологичность разрабатываемых ЭВМ и особенно их отладки.
В 1959 году заводом были изготовлены и поставлены под комплексную настройку два комплекта М-4. В конце 1960 года первый комплект заработал и был передан Радиотехническому институту.
Для решения задач управления и обработки радиолокационной информации в реальном времени потребовалось устройство сопряжения станции с машиной М-4. В январе 1961 года директором ИНЭУМ И. С. Бруком было утверждено согласованное с представителями Радиотехнического института АН СССР техническое задание на быстродействующее устройство первичной обработки информации УПО, совместимое с машиной М-4. Руководство работами было поручено Ю. В. Рогачеву, тогда старшему инженеру.
Полный комплект конструкторской документации на УПО летом 1961 года был передан на завод-изготовитель (это был тот же завод, который выпускал машину М-4), а в марте 1962 года это устройство и изготовленный ранее второй комплект ЭУМ М-4 были поставлены под комплексную настройку и стыковку. В разработке устройства первичной обработки принимал участие инженер В. М. Емелин. Вели производство на заводе старший инженер Ю. В. Рогачев, инженеры В. И. Никитин и В. Я. Рожавский. В настройке участвовал старший инженер Е. А. Братальский.
В июле 1962 года совместные испытания ЭУМ М-4 с УПО и экспериментального комплекса были завершены, и началась опытная эксплуатация разрабатываемой системы[64]
.В ноябре 1962 года вышло постановление о запуске ее в серийное производство. Однако Карцев, поддержанный коллективом, предложил разработать и запустить в серийное производство новую машину, устранив в ней недостатки, имевшиеся в М-4, сделав ее более технологичной по изготовлению и настройке. Кроме того, к этому времени была отработана новая система логических элементов с применением высокочастотных транзисторов, способная обеспечить значительно большее быстродействие. Появились и мощные транзисторы, что позволило полностью исключить из машины радиолампы.
Разработка и выпуск конструкторской документации новой машины М-4М (см. приложение «ЭВМ М-4М» в конце этого очерка) были проведены в исключительно короткие сроки: в марте 1963 года на завод-изготовитель была передана документация на первый шкаф — арифметическое устройство, а в августе того же года — полный комплект документации на всю машину.