В это время на Северодонецком приборостроительном заводе начался промышленный выпуск средств системотехники для управления технологическими процессами. В отличие от вычислительных машин общего назначения, выпускаемых в то время, управляющие машины имели структурные и архитектурные особенности, повышающие надежность их работы, включали в себя обширный комплекс устройств связи с объектом, оператором и др., которые в то время никем не разрабатывались и не выпускались. Создатели СОУ-1 были вынуждены осуществить разработку электромеханических устройств ввода-вывода самостоятельно. Для машины УМ-1 были разработаны ленточный перфоратор ПЛ-80, двухцветное печатающее устройство на бесконечном бланке, считыватель с перфоленты СП-3 и др. Эти изделия были освоены промышленностью и стали жить самостоятельной жизнью. Перфораторы ПЛ-80 и ПЛ-150 оказались единственными в СССР устройствами вывода высокого класса и выпускались массово до начала 90-х годов.
Вынужденное решение
В середине 60-х годов перед разработчиками компьютерной техники в СССР возникла проблема выбора перспективной структуры и архитектуры средств обработки информации третьего поколения. Именно в это время в Советском Союзе было принято решение, лишившее собственного пути развития отечественную вычислительную технику - в качестве основы для разработки в странах Совета экономической взаимопомощи (СЭВ) единой системы электронных вычислительных машин ЕС ЭВМ была принята структура и архитектура системы IBM 360. Это волевое решение, не учитывающее мнение специалистов, привело к огромным неоправданным затратам и созданию серии вычислительных машин (ЕС ЭВМ), которые устарели, не выработав своего ресурса. Использование структуры и архитектуры системы IBM 360 в управляющей технике, превращало ее в обычную вычислительную технику, что доказали дальнейшие события.
НИИ УВМ приступил к разработке комплекса технических средств третьего поколения, аналогичного по структуре СОУ-1, применив в процессорах базовую систему инструкций и интерфейсы периферийных устройств системы IBM 360. Разработчики понимали, что на тот момент они не могут рассчитывать на отечественную микроэлектронику, поэтому разработка делилась на две очереди. Первая реализовалась на технологической базе вычислительных систем второго поколения и включала три модели вычислительных комплексов - М1000, М2000 и М3000. При этом модель М1000 предназначалась для решения задач первого (низшего) уровня управления и не требовала мощной архитектурной поддержки, заложенной в системе IBM 360. Поэтому в ней была предложена собственная упрощенная система инструкций процессора и, следовательно, оригинальное программное обеспечение. Модели М2000 и М3000 имели структуру и архитектуру системы IBM 360 с определенными отклонениями, исходя из возможностей элементно-технологической базы, доступной отечественной промышленности. При этом все модели оснащались общим спектром периферийных устройств, среди которых значительное место занимали средства связи с объектом. Второй очередью развития этой системы впоследствии явились более совершенные комплексы М6000, М4030. По изначальному замыслу ЭВМ М1000, М2000 и М3000 рассматривались как агрегатная система средств вычислительной техники АСВТ и являлись частью формируемой в те годы государственной системы приборов (ГСП), предназначенной для решения прежде всего задач управления в народном хозяйстве. Речь шла о создании и производстве широчайшего спектра взаимокомплектуемого оборудования: датчиков, измерительных устройств, исполнительных механизмов, агрегатных средств вычислительной техники и т.д., позволяющих проектным путем создавать любые системы для управления народнохозяйственными объектами, что формировало гигантский рынок продукции приборостроения.
НИИ УВМ был назначен головной организацией по созданию и производству АСВТ. Это совпало по времени с принятием другого решения, касающегося создания системы резервирования пассажирских мест в московском авиаузле Аэрофлота. Поэтому первой областью применения вычислительных комплексов М2000, М3000 системы АСВТ стали не технологические объекты, а система резервирования мест на авиалиниях Аэрофлота "Сирена". С 1973 по 1998 год "Сирена" "перевезла" более 100 млн. пассажиров. По существу "Сирена" стала первой в СССР системой массового обслуживания глобального характера, включающей сотни терминальных станций (рабочих мест кассиров), десятки центров обработки и коммутации сообщений, разбросанных по всему Советскому Союзу и взаимодействующих с Московским центром резервирования мест на авиалиниях Аэрофлота. Разработчики системы столкнулись с большими трудностями: сравнительно скромными вычислительными мощностями, неудовлетворительными по помехам линиями связи, транзисторной элементной базой второго поколения, смутными представлениями о требуемых функциональных параметрах системы. При этом необходимо было в сжатые сроки создать и ввести в эксплуатацию гигантский аппаратный монстр (число только аппаратурных шкафов в системе превышало 1000 шт.) с высокой надежностью функционирования. "Иногда казалось, что эта задача не решается в принципе, - вспоминал В.В.Резанов. - Лишь благодаря энтузиазму разработчиков Института проблем управления (ИПУ, Москва), НИИ УВМ и др. она все же была успешно решена". Главным конструктором системы "Сирена" был В.А.Жожикашвили (ИПУ).
Система "Сирена" включала:
- вычислительный комплекс для Московского центра резервирования;
- средства связи с абонентами по стандартным, в то время еще слабо развитым и низкокачественным каналам для передачи цифровой информации;
- большую архивную быстродействующую память с гарантией сохранности информации в аварийных режимах;
- средства диалового общения системы с потребителем - пульты кассиров для формирования запросов клиентов и выдачи билета, справки, массовой информации на табло, индивидуальной справки и т.п.
- систему программного обеспечения, рассчитанного на надежное функционирование системы в интересах клиента и Аэрофлота в целом.
В вычислительном центре системы был использован дуплексный комплекс М3000, что существенно повысило надежность вычислительного центра. Комплекс обеспечивал продажу до семи билетов в секунду по спонтанным запросам кассиров, разбросанных по всей территории СССР.
В качестве основных каналов связи были использованы телефонные и телеграфные выделенные и коммутируемые каналы городских АТС. Все каналы связи подключались к системе посредством специально разработанной аппаратуры передачи данных, обеспечивающей пересылку цифровой информации на скоростях 600 или 1200 бод.
Для центра сбора запросов по 256 каналам связи и обмена данными с локальными вычислительными центрами был разработан специальный модуль распределительно-преобразующего устройства. Каждый из них обеспечивал связь по 32 телефонным выделенным каналам, 32 телеграфным коммутируемым или выделенным каналам городских телефонных станций. Распределительно-преобразующее устройство имело в своем составе адаптеры для подключения к машинным интерфейсам двух комплексов М3000. Таким образом, обеспечивалась возможность организации разветвленной двухсторонней сети связи центра с терминалами на расстоянии до 8 тыс.км со скоростью 600-1200 бод. При этом осуществлялась удовлетворительная защита информации от сбоев и помех. Абонентами такой сети могли быть любые аппараты телеграфной связи того времени, пульты кассиров и региональные центры переработки информации, формируемые впоследствии из комплексов М6000 и М7000. Такая организация системы связи позволила впоследствии, заменяя компоненты, осуществлять поэтапную модернизацию и развитие системы "Сирена", обеспечивая ее жизнеспособность до настоящего времени. Экзотической частью системы в составе вычислительного комплекса был магнитный барабан, используемый для создания архивной памяти большого объема и быстродействия как ключевой элемент защиты информации о пассажирах в аварийных режимах. Интересным элементом системы "Сирена" был пульт кассира, представляющий классический видеотерминал, позволивший осуществлять полный диалог пассажир-кассир-система при формировании запроса и подготовки билета или справки. Это было серийное оборудование, которым оснащались сотни касс. Следует помнить, что в то время в стране не было опыта разработки собственных операционных систем, программного обеспечения систем массового обслуживания, сетевых программных пакетов и т.п. Все это создавалось впервые и наново в режиме величайшей ответственности и сжатых сроков. Для "Импульса" работа над системой "Сирена" была серьезнейшей школой для каждого сотрудника и для коллектива в целом.
Комплексы М1000, М2000 и М3000 создавались несколькими организациями Минприбора. М1000 разрабатывалась Тбилисским институтом средств автоматизации ТИСА, М2000 и М3000 - совместными усилиями НИИ УВМ, ИНЭУМ и СКБ Киевского завода ВУМ. Освоение этих моделей шло параллельно на Северодонецком приборостроительном заводе и Киевском заводе управляющих вычислительных машин.
НИИ УВМ выполнял функции головного института по проектированию системы и был держателем всех системных и технологических стандартов, обеспечивающих единство технических и технологических решений. На примере разработки "Сирены" формировался опыт управления крупными промышленными проектами, что впоследствии сыграло большую роль и стало для НИИ УВМ трамплином для прыжка в большую компьютерную промышленность. Несколько сотен крупных вычислительных комплексов были внедрены на ряде оборонных и народно-хозяйственных объектов.
Возвращение в системотехнику
Результатом выхода на всесоюзный уровень в процессе работы над "Сиреной" стало образование (1972г.) Научно-производственного объединения НПО "Импульс" в составе НИИ УВМ и Северодонецкого приборостроительного завода.
Перед объединением встала задача создания более совершенных средств системотехники на базе мини-ЭВМ, обширного комплекса средств связи с объектами и программного обеспечения, ориентированного на задачи управления. Предыдущий опыт позволил разработчикам наметить основные параметры технических средств. Для новой мини-ЭВМ "Параметр" был разработан стандарт на интерфейс связи процессора с периферией, который должен был эффективно решать проблему комплексирования устройств связи с объектом и связь с другими внешними устройствами.
Следует сказать, что при разработке ЭВМ "Параметра" сложилась благоприятная ситуация с элементной базой. В стране завершалось освоение 155 серии микросхем, предназначенной прежде всего, для производства моделей ЕС ЭВМ. Разработка этих моделей опаздывала и первым потребителем отечественных микросхем оказался НИИУВМ.
После ЭВМ "Параметр" была разработана ЭВМ М6000, составлены отраслевые системные и технологические стандарты, позволявшие вести одновременно разработку и подготовку производства ЭВМ. Были срочно разработаны типовые конструкции для компоновки модульных управляющих систем, ставшие ведомственным конструкторским стандартом.
Разработка М6000 была выполнена очень быстро. Параллельно разрабатывалось несколько сотен модульных компонент центрального процессора, пассивной и оперативной памяти, средств внутрисистемных коммуникаций, устройств ввода-вывода и устройств связи с объектом, методы комплексирования программно-технических комплексов по требованиям конкретных потребителей. К этому периоду относится возникновение идеи создания агрегатной системы программного обеспечения. Известные операционные системы реального времени мини-ЭВМ того времени ограничивались управлением вычислительными ресурсами только самой мини-ЭВМ. Предстояло создать операционную среду, управляющую ресурсами распределенной системы сбора информации, ее переработки и диалога с оператором, наблюдающим за процессом. Разнообразие структурных конфигураций систем управления требовало модульной структуры построения операционной среды и мощных средств сервисной поддержки как в процессе комплексирования, так и при функционировании системы. Ядро такой операционной среды для моделей М6000 было создано уже к моменту госиспытаний и в своем развитии вылилось в мощную операционную систему АСПО, много лет служившую основой создания и использования последующих комплексов СМ-1, СМ-2, СМ1210, ПС1001 и других. Это положительный пример создания своими силами мощных операционных систем.
В результате была разработана система модульных технических и программных средств, позволявшая проектным путем создавать широчайший диапазон систем управления и обработки информации - от простейших до многомашинных, распределенных территориально программно-технических комплексов для управления процессами. Этой системе и было присвоено наименование М6000 АСВТ-М. Минприбор подключил к производству комплексов М6000 еще два завода - Киевский ВУМ и Тбилисский завод УВМ. В течение двух лет производство комплексов было доведено до нескольких тысяч заказных конфигураций в год. Наличие модульного процессора наряду с развитыми устройствами связи с объектом, позволявшими работать со всем спектром стандартных сигналов Государственной системы приборов, средства общения оператор-система в сочетании с предложенной пользователю технологией проектирования и комплексирования конкретных систем управления, поставили комплексы М6000 вне конкуренции.
Комплекс технических средств типа М-6000 АСВТ-М представлял собой набор агрегатных модулей, выполненных на элементах микроэлектронной техники, и был предназначен для компоновки проектным путем автономных информационных и управляющих вычислительных систем, работающих в реальном масштабе времени.
Вычислительная часть комплексов М6000 имела:
- развитую систему ввода-вывода;
- развитую систему команд, обеспечивающую удобство программирования;
- удобную систему приоритетного прерывания, позволяющую совмещать выполнение операций ввода-вывода со счетом;
- высокую для того времени производительность (до 2000000 адресных операций и до 1800000 безадресных микроопераций в секунду);
- диапазон наращивания памяти от 8192 до 65736 байт;
- возможность подключения быстродействующих каналов прямого доступа в память, выполняющих операции ввода-вывода без прерываний процессора, а также инкрементных каналов для получения гистограмм;
- высокую надежность;
- простоту и удобство в обслуживании;
- современное эстетическое оформление.
Достаточно высокие характеристики, относительно небольшая стоимость, малые габариты и развитое математическое обеспечение открыли широкие перспективы применения этого комплекса в различных отраслях народного хозяйства.
Главный конструктор комплекса М-6000 В.В.Резанов стал заместителем генерального конструктора СМ ЭВМ по этому направлению, а НИИУВМ (уже НПО "Импульс") стал одним из участников программы создания СМ ЭВМ, введя своих представителей во все технические органы Совета главных конструкторов. С этого момента всем последующим разработкам линии М6000 присваивалось наименование СМ (СМ-1, СМ-2, СМ-1210, СМ-1634).
"Но с этого момента "Импульс" работал в режиме жесткой конкуренции в СЭВе, - продолжает В.В.Резанов, - и, не проиграл ни одного раунда. Кстати, такая конкуренция здорово нас стимулировала, что шло на пользу делу. Жизнь расставила все на свои места. То, что было наработано в те годы - огромный фронт внедренных систем, базировавшихся на нашей технике, и сейчас является основой нашего существования в эти нелегкие годы. Мы и сейчас работаем в жестких конкурентных условиях, но уже не внутри страны и не в СЭВе, а в режиме конкуренции на украинском рынке с ведущими мировыми фирмами, и пока это получается".
Нет худа без добра!
Сложившаяся ситуация породила в "Импульсе" новое направление работ. Дело в том, что еще в шестидесятые годы по линии развития ГСП и особенно в работе над системой "Сирена" НПО "Импульс" тесно сотрудничало с московским Институтом проблем управления. В середине семидесятых годов ИПУ стал участником решения крупной народнохозяйственной проблемы, связанной с расширением поиска природных ресурсов на территории СССР. При этом возникла необходимость скоростной обработки результатов поиска месторождений газа и нефти, путем сейсморазведки и снимков Земли из космоса, что без вычислительной техники сверхвысокой производительности сделать было невозможно. Действующее в те годы эмбарго на продажу в СССР западной компьютерной техники исключало возможность покупки ЭВМ производительностью от 200 миллионов до одного миллиарда операций в секунду. Имевшиеся в ИПУ заделы по принципам параллельных вычислений и построению компьютерных систем параллельной обработки информации, а также традиционное сотрудничество ИПУ и НПО "Импульс" предопределило, что разработку сверхпроизводительных вычислительных комплексов специальным постановлением правительства поручили НПО "Импульс". Работа была выполнена в сжатые сроки - всего за четыре года, при полном отсутствии в "Импульсе" практических заделов по этому направлению. Так было положено начало работам по созданию вычислительных программно-перестраиваемых структур ПС. Такое название соответствовало внутренней организации мультипроцессорных вычислительных средств сверхвысокой производительности. Далее это понятие было распространено на программно-технические комплексы для управления процессами, но здесь уже имелась ввиду автоматическая перестройка структуры программно-технических комплексов в зависимости от требований, предъявляемых к системам, в том числе при возникновении аварийных ситуаций. Для крупносерийного производства новой суперпроизводительной техники в Северодонецке стала срочно строиться третья очередь Северодонецкого приборостроительного завода (СПЗ). НПО "Импульс" стал активным участником по настоящему большой программы работ. Было сделано все, чтобы техника управления процессами не стала жертвой еще одного направления развития института.
Новое поколение средств системотехники.
Одной из основных особенностей технической политики в НПО "Импульс" было правило - каждое последующее поколение управляющих комплексов имело "изюминку", привлекающую внимание пользователя. Так, при разработке комплекса М7000, наследовавшего область применений М6000, с целью повышения надежности его работы была реализована идея двухпроцессорной организации центрального вычислителя. Идея мультипроцессорности родилась в НИИУВМ в начале семидесятых годов и была реализована во всех последующих разработках НПО "Импульс". Высокая надежность таких программно- технических комплексов позволяла использовать их для прямого управления даже такими важными и опасными объектами, как атомные энергоблоки (за высокие надежностные параметры комплекс М7000 был удостоен золотой медали Лейпцигской международной ярмарки). Успешное внедрение комплексов М7000 в народном хозяйстве вывели "Импульс" в первые ряды претендентов на участие в работах по созданию электронной системы судейства Олимпийских игр "Олимпиада-80" в Москве. Проектирование, поставка оборудования, монтаж и наладка выполнялись в высоком темпе. В результате к началу олимпиады была построена многомашинная распределенная система судейства соревнованиями, эффективно работавшая в период Олимпийских игр с удовлетворительной надежностью.
В этот период создаются модели СМ-1, СМ-2, СМ1634, СМ1210 для первичной переработки информации. СМ-2, использованные в системе судейства Олимпиады-80, стали преемниками машин М6000 и М7000. Таким образом, была достигнута преемственность в проектах развития и реконструкции народно хозяйственных и оборонных объектов, ориентирующихся на продукцию НПО "Импульс. Наиболее широко эта техника была внедрена в системах энергетического и военного назначения. Достаточно сказать, что только на космодроме Байконур использовалось более 100 упомянутых комплексов. К этому времени относится широкий фронт работ по развитию и совершенствованию номенклатуры модулей связи с объектом, дисплейной техники, средств ввода-вывода информации. Устройства связи с объектом стали аттестоваться, как средство измерения, что означало переход программно-технических комплексов в новое качество. Были разработаны и освоены промышленностью алфавитно-цифровые дисплеи СИД-1000 и станция обработки графических данных СИГДа. Эти разработки, как и предыдущие, рождались внутри системных разработок. Так рабочая станция обработки графических данных родилась внутри создаваемой в "Импульсе" системы автоматизированного проектирования многослойных печатных плат и гибридных микросхем с пропускной способностью до 100 типов блоков в месяц. Разработка получилась удачной и была запущена в серию на СПЗ. Необходимо было решать вопросы унификации и стандартизации, как основы системотехнических, конструкторско-технологических и организационных решений. Это заставило разработать и внедрить в "Импульсе" ряд систем автоматического проектирования и комплексную систему управления качеством.
На вершине.
Возвращаясь к созданию высокопроизводительных
29-04-2015, 02:13