Очерки истории отечественной программной инженерии в 1940-е – 80-е годы - Владимир Липаев

• многозадачная однопроцессорная ОС, обеспечивавшая приоритетную организацию выполнения задач и защиту памяти;

• многозадачная мультипроцессорная операционная система для УВК СМ2, обеспечивавшая выполнение на двух процессорах двух старших по приоритету задач;

• операционные системы М-6000, адаптированные к однопроцессорным конфигурациям СМ1 и СМ2 с объемом оперативной памяти не более 32 К слов;

• библиотеки подпрограмм;

• проблемно-ориентированный пакет макроопределений, позволяющий проектировщику АСУТП компоновать системы сбора, анализа и обработки технологической информации;

• система подготовки прикладных программ на мнемокодах М-6000 и М-7000, макроязыке СМ1 и СМ2 (уровня макроассемблера), языках Фортран-IV, диалекте Алгол-60 и языке Бейсик.

Разработка этого семейства была выполнена НПО «Импульс» (г. Северодонецк) под руководством В.В. Резанова, В.М. Костелянского. Серийный выпуск освоили Северодонецкий приборостроительный завод и «Орловский завод УВМ им. К.Н. Руднева» На объекты было поставлено около 17 тыс. УВК СМ1, СМ2, СМ-1210, в том числе более 10 тыс. для систем управления процессами. Наиболее широко они использовались в системах энергетического и военного назначения.

Семейство УВК СМ3, СМ4, СМ-1420, СМ-1425 класса 16-разрядных мини-ЭВМ обладало программной совместимостью с М-400 и семейством PDP-11 фирмы Digital Equipment. В состав поставляемого программного обеспечения семейства были включены:

• дисковая и резидентная (в оперативной памяти) операционные системы);

• семейство совместимых мультипрограммных операционных систем реального времени (ОС РВ) с большим числом уровней приоритета для различных конфигураций технических средств (СМ4, СМ-1420, СМ-1425);

• дисковая диалоговая многотерминальная ОС с разделением времени ДИАМС;

• однопользовательская дисковая фоново оперативная базовая операционная система ФОБОС;

• инструментальная мобильная операционная система ИНМОС типа Unix;

• пакеты программ обработки графической информации;

• системы программирования, включающие трансляторы с языков: ассемблер, макроассемблер, Фортран-IV, Бейсик и диалоговый язык ДС СМ;

• проблемно-ориентированные пакеты прикладных программ, в том числе для управления лабораторными экспериментами, использования в медицине для обработки данных экономического характера.

Серийное производство было освоено московским заводом Энергоприбор и Киевским заводом ВУМ [27]. Семейства СМ3, СМ4, СМ-1420, СМ-1425 не были копиями зарубежных прототипов, но обеспечивали программную совместимость с семейством мини-ЭВМ, в то время наиболее распространенным на Западе. При разработке моделей Единой Системы и СМ ЭВМ была поставлена цель в максимальной мере обеспечить их совместимость с ЭВМ, разработанными в других странах. Такая цель была вполне оправданна, поскольку в противном случае отечественная вычислительная техника была бы изолирована от мировых достижений в области компьютерной технологии и, в частности, принципиально не имела бы доступа к накопленному в мире программному продукту.

Семейство 32-разрядных вычислительных комплексов СМ-1700 разрабатывалось под руководством Н.Л. Прохорова, генерального конструктора СМ ЭВМ с 1984 года. Оно обладало программной совместимостью с семейством VAX-11 фирмы Digital Equipment и односторонней совместимостью с 16-разрядными моделями семейства СМ3, СМ4, СМ-1420, СМ-1425. Архитектура СМ-1700 поддерживала организацию виртуальной памяти, реализуемую с помощью контроллера управления памятью.

Семейство УВК СМ-1800 на базе микро-ЭВМ представляло собой 8-разрядные микро-ЭВМ на базе микропроцессора КР580, построенные по магистрально-модульному принципу с системным интерфейсом И41 (Multibus), принятым в качестве стандарта СМ ЭВМ. Модель СМ-1804 представляла собой вариант СМ-1800 в промышленном исполнении для использования на предприятиях с ограниченным доступом обслуживающего персонала [11].

В 1981-е – 90-е годы было выпущено более 11 тыс. УВК СМ-1800, СМ-1803, СМ-1804, а в 1987 – 90-е годы – более 18 тыс. УВК СМ-1810, СМ-1814, СМ-1820. Принципы технологии и стандарты СМ ЭВМ охватывали все аспекты унификации элементов, устройств моделей ЭВМ и комплексов на их основе, а также технологических программных средств.

2.6. История мобильных и бортовых специализированных ЭВМ в 1960-е – 80-е годы

Во многих организациях оборонной промышленности в конце 50-х годов начали разрабатываться многочисленные оригинальные специализированные ЭВМ, в которых отсутствовало копирование зарубежных аналогов. При создании требований к таким объектным ЭВМ военного назначения для эффективного использования их ограниченных вычислительных ресурсов необходим был детальный анализ алгоритмов и программ, подлежащих реализации. Относительно узкая ориентировка каждого типа ЭВМ на совершенно определенные задачи открывала возможность значительной экономии оборудования и улучшения характеристик по памяти и производительности на имеющейся элементной базе низкого качества. С другой стороны, в то время от программистов требовалась максимальная эффективность использования ограниченных доступных ресурсов и знаний тонкостей архитектуры объектных ЭВМ при реализации алгоритмов, что, в частности, определило широкое применение машинно-ориентированных языков программирования – автокодов.

В 1950-е – 60-е годы развитие в стране технологии производства и элементной базы специализированных ЭВМ не поспевало за ростом требований к их ресурсам по памяти и производительности, необходимым для реализации новых расширяющихся задач заказчиков систем в оборонной промышленности. Очень быстро увеличивалась сложность и ответственность задач обработки информации и управления, возлагаемых на ЭВМ, что вызывало рост требований к качеству, надежности функционирования и безопасности применения комплексов программ для военных систем реального времени. Для обеспечения решения этих сложных задач в очень ограниченных вычислительных ресурсах, архитектура и системы команд, специализированных ЭВМ должны были тщательно адаптироваться к характеристикам прикладных задач и сфер применения систем военного назначения [3, 16].

Одновременно и независимо многие подобные проблемы решались на ряде оборонных предприятий при создании мобильных вычислительных средств и комплексов программ для авиационных, морских, космических и других систем военного назначения. Особенности функциональных задач и требований сфер применения, а также жесткие межведомственные барьеры и ограничения по секретности привели к тому, что обмен информацией о методах, свойствах и достижениях при разработках, специализированных ЭВМ и крупных программных продуктов между специалистами разных оборонных отраслей, и предприятий в 60-е годы в стране был резко ограничен. Также почти отсутствовала информация о технических характеристиках и принципиальных особенностях вы числительных машин этого класса и программных средств за рубежом.

Во второй половине 50-х годов в Ленинграде коллективом, руководимым Ф.Г. Старосом и И.В. Бергом, начали разрабатываться первые в стране мобильные, управляющие, полупроводниковые ЭВМ [3,11]. Особенностью этих в то время особо секретных работ была изначальная ориентация на микроэлектронные технологии. Это позволило получить первые в СССР крупные результаты в создании и внедрении образцов микроэлектронной управляющей вычислительной техники. В 1956-м году была организована специальная (секретная) лаборатория СЛ-11. Уже в первые годы ее существования были достигнуты серьезные результаты по созданию экспериментальных образцов пленочных микросхем, интегральных, ферритовых пластин для запоминающих устройств и логических узлов ЭВМ с малым потреблением энергии. В 1961-м году правительством было принято решение об организации самостоятельного КБ-2 электронной техники для оборонных систем под руководством Ф.Г. Староса [11].

Первым крупным результатом этой организации, выполненным в два года, явилась разработка бортовой, управляющей ЭВМ УМ1-НХ. В 1962-м году она была принята Государственной комиссией под председательством академика А.А. Дородницына и рекомендована к серийному производству. ЭВМ УМ1-НХ стала предвестницей появления нового класса вычислительной техники мобильных, микроэлектронных управляющих ЭВМ. Существенными отличительными характеристиками УМ1-НХ явились низкая для того времени стоимость и высокая надежность работы машины в производственных условиях. По постановлению правительства в 1963-м году началось освоение и серийное производство УМ1-НХ на Ленинградском электромеханическом заводе (ЛЭМЗ). В последующие годы ЛЭМЗом было освоено производство новых устройств для УМ1-НХ, расширяющих её возможности. Используя их вместе с базовым конструктивом УМ1-НХ, завод выполнял заказы промышленности на управляющие комплексы для конкретных оборонных систем. В 1964-м году в КБ-2 под руководством Ф.Г. Староса была разработана микроминиатюрная ЭВМ УМ-2, ориентированная на применение в аэрокосмических и авиационных системах. Кроме достаточно развитой архитектуры, УМ-2 имела оригинальные конструктивные и технологические решения, которые оказали большое влияние на развитие бортовой вычислительной техники в последующие годы.