Маловідомі сторінки з життя промислових комп'ютерів

Численні публікації, присвячені промисловим комп'ютерів, вже познайомили читача з цими чудовими пристроями та їх дивовижними якостями, що дозволяють працювати там, де звичайні системи виявляються просто безсилі. І хоча навіть сьогодні на багатьох підприємствах вітчизняної промисловості і транспорту замість «індустріальних здоровані» частенько можна зустріти багатостраждальні «офісні машинки », загорнуті у тонку целофанову плівку, нібито захищає їх від пилу і вологи (у це важко повірити, але автор мав нещастя побачити це на власні очі), хочеться вірити, що вже в найближчому майбутньому хоча б у найбільш відповідальних промислових додатках будуть використовуватися сучасні спеціалізовані обчислювальні системи. Однак не будемо про сумне.

Настала пора розкрити ще декілька маловідомих сторінок з "особистою" життя промислових комп'ютерів, які, можливо, допоможуть їм зайняти належне місце і в нашій «околопромишленной» життя.

Унікальні функціональні можливості промислових комп'ютерів успішно знаходять застосування в областях, дуже далеких від виробництва і не характеризуються складними умовами експлуатації. Оскільки будь-який промисловий комп'ютер володіє більш високою надійністю в порівнянні зі своїм офісним побратимом, багато державних і приватні організації вважають за краще використовувати саме їх для вирішення найбільш відповідальних завдань. що вимагають цілодобової роботи. Наприклад, національні банки Швейцарії і Франції, а також деякі біржі в США впродовж ряду років експлуатують промислові комп'ютери Texas Microsystems (моделі 5014 і 8514). Висока надійність разом з ремонтопридатністю і невибагливістю дозволяють знижувати простої, смертельно небезпечні для банківської і фінансової діяльності,

При цьому досить тривалі терміни середньої напрацювання на відмову, закладені в протягом багатьох років, у промислові комп'ютери та технічні засоби з відновленням їхніх працездатності. Терміни відновлення промислових комп'ютерів, що визначаються їх архітектурою, істотно нижче в порівнянні із звичайними і становлять менше 30 хвилин, що також скорочує час простою інформаційної системи в разі поломок техніки. Оскільки переважна

Непоказний на вигляд сервер 5014 , що використовується в банках і біржах для обробки інформації, а також як телефонні систем, дозволяє істотно зменшити фінансові витрати.

Таблиця 1         №          Характеристика          5014          S 013 P             1.         Тип корпусу         Башта         Башта             2.         Кількість і тип слотів розширення (модель 5014 дозволяє монтувати два комп'ютери в одному корпусі)         14/ISA         13 ISA/PC!             3.         Робоча температура, С "         0-55         0-55             4.         Вологість,%         5-95         5-95             5.         Удар, Q (тривалість 10 мс)         1,0         1,0             6.         Вібрація, G (у діапазоні 5-100 Гц)         0,25         0.25     

Модель 8514 - одна з найбільш захищених комп'ютерів фірми Texas Microsystems. Використовується на біржах США завдяки своїй високій надійності.

Оскільки переважна частина комп'ютерів на процесорах ____ та істотна частина комп'ютерів на RISC-процесорах використовує архітектуру пасивної об'єднуючої плати, до речі, розроблену вже згадуваної вище фірмою Texas Microsystems, при виході з ладу, наприклад, плати ЦПУ для її заміни досить відкрити кришку і. відкрутивши всього один гвинт. витягти плату (для заміни материнської плати у звичайному офісному комп'ютері його іноді доводиться майже повністю розбирати). Те ж стосується і модернізації сучасних промислових комп'ютерів - хоча залишається спільна для всіх систем проблема сумісності з знову випускаються процесорами, процес модернізації промислових комп'ютерів зазвичай проходить менш болісно.

Високонадійні комп'ютери незамінні в космосі. але не менш важливу роль вони грають і на Землі у процесі забезпечення космічних польотів. Висока вартість, щільний, розписаний на багато років вперед, графік проведення наукових експериментів у космосі пред'являють винятково високі вимоги до всіх технічних засобів, що застосовуються в ході цих експериментів. У зв'язку з цим додаткові витрати на придбання та використання комп'ютерів, що задовольняють промисловим стандартам, виглядають не тільки обгрунтованими, але й необхідними. Так, у ході серії експериментів з вирощування рослин в умовах невагомості, що проводилися в лабораторії «Спейслеб», встановленої на борту американського космічного корабля «Шаттл». для збору та обробки на Землі даних застосовувалися комп'ютери SP5500 фірми Texas Microsystems. Комп'ютер цієї моди-ли є промисловим сервер для відповідальних додатків, призначений для роботи під керуванням основних операційних систем. Сервер має до 4 процесорів Intel Pentium, ОЗУ з корекцією помилки ємністю до 768 Мбайт і 20 слотів розширення. У зв'язку з таким призначенням комп'ютера при його розробці було реалізовано цілий ряд технічних рішень, що підвищують телеотказоустойчівость.

Комп'ютер МСН_202 має 14 слотів розширення. Розробники постаралися оптимізувати систему охолодження основних блоків комп'ютера за рахунок управління внутрішніми потоками повітря. Корпус комп'ютера розділений на два відсіки горизонтальною перегородкою. У нижньому відсіку розміщуються блоки живлення (до двох, надлишкової потужності з автоматичним розподілом навантаження), два знімних блоку вентиляторів (по три вентилятори продуктивністю 18 куб. футів повітря в хвилину в блоці), а також накопичувачі: три розміром 5,25 "(НЖМД, оптичний накопичувач CD-ROM, магнітооптичні накопичувач, Стример і т.д.), один розміром 3,5 "(НГМД), які розміщуються горизонтально, і шість вертикально розташованих знімних НЖМД. Блоки живлення, вентилятори та жорсткі диски можуть замінюватися в гарячому режимі без виключення комп'ютера. У верхньому відсіку встановлюється пасивна об'єднавча плата, плати ЦПУ і розширення, плата контролю, індикатор стану основних підсистем і два потужних вентилятора продуктивністю 105 куб. футів повітря в хвилину. Потік зовнішнього повітря здійснюється через захищені фільтрами отвори всмоктуючих вентиляторів. що поряд з ефективним обдувом основних компонентів забезпечує підтримку надлишкового тиску всередині корпусу і виключає можливість потрапляння всередину пилу і вологи. Температура всередині корпусу, параметри роботи вентиляторів і блоків живлення комп'ютера контролюються вбудованими засобами діагностики. які і керують роботою вентиляторів, підвищуючи або знижуючи швидкість їх обертання в залежності від реальної температури.

Блоки живлення мають потужність 400 Вт кожен, а розподіл навантаження на кожен блок проводиться автоматично. У випадку виходу з ладу одного з блоків другого бере на себе все навантаження.

Дискова підсистема являє собою вбудований відсік з роз'ємами, в який можуть встановлюватися до 6 НЖМД стандарту L'SCSI або LAVSCSI місткістю до 4 Гбайт кожен, що дозволяють створювати матричну дискову підсистему типу RAID з можливою заміною окремих дисків в «гарячому» режимі.

Дані про стан комп'ютера та окремих його підсистем виводяться-дисплеєм або флуоресцентне екран на передній панелі.

Комп'ютер призначений для монтажу в стандартний 19-дюймовий шафа і спочатку створювався для використання у складі цифрових АТС та систем комп'ютерної телефонії. Дана область застосування вже давно освоєна і надійно утримується промисловими комп'ютерами. Пов'язано це в першу чергу з необхідністю встановлення в такий комп'ютер великої кількості спеціалізованих телефонних плат, що розширюють функціональні можливості цифрових АТС.

Американські фірми AT & T і Dialogic, протягом ряду років використовують комп'ютери Texas Microsystems моделі 3220 з 20 слотами розширення в складі своїх систем.

Така якість промислових комп'ютерів, як наявність великої кількості слотів розширення, робить їх незамінними в додатках, що вимагають установки в комп'ютер великої кількості функціональних плат або монтажу в одному корпусі декількох (зазвичай до 4) комп'ютерів. Випуск напівпровідників і оптичних дисків для накопичувачів CD-ROM може бути сміливо віднесено до високоточній виробництва, не допускати сильних вібрацій або коливань температур, характерних для «звичних» умови експлуатації промислових комп'ютерів. Тим не менше імен-но це виробництво є великим споживачем промислових комп'ютерів. На їх базі будуються системи управління технологічним процесом і контролю якості. Прикладом такого використання можуть бути підсистеми керування установками з виробництва напівпровідників, створені на базі обладнання, що випускається фірмою Keithley Metrabyte (США).

Останнім часом все більш широке поширення одержують так звані smart-карти, які служать засобом електронних платежів, забезпечують доступ в приміщення або до комп'ютерних систем, використовуються як носії інформації і допомагають вирішувати багато інших завдань. Наприклад, в ході виконання програми модернізації телефонної мережі Тайваню було прийнято рішення про випуск smart-карт для оплати населенням країни всіх телефонних переговорів. При цьому на кожній картці записується її унікальний номер і пароль доступу. Процес випуску таких карток пов'язаний з необхідністю організації введення і виведення численних потоків даних. Задача була вирішена за рахунок використання промислового комп'ютера МСН-202 виробництва фірми Mitac (Тайвань). Ус-тановленние в комп'ютер, що має 14 слотів розширення, плати збору і обробки даних забезпечили випуск smart-карт з темпом 3000 одиниць на годину.

І вже цілковитою несподіванкою стало застосування промислових комп'ютерів в індустрії розваг. Ті, хто бував у кегельбанах Японії, напевно, звернули увагу на встановлені там комп'ютерні монітори, на яких можна «поспостерігати зі сторони» за власним кидком або точніше дізнатися про хід гри, а на широкоформатному моніторі отримати відеопоздоровлення після вдалого кидка (жодного однакового протягом дня!) або «слова втіхи» у разі невдачі. Управління всіма моніторами (по одному малому і одному широкоформатному на кожні дві доріжки) проводиться за допомогою комп'ютерів MSC-242 виробництва фірми Mitac (по одному комп'ютеру на кожні чотири монітори). При цьому комп'ютера доводиться щодня витримувати вібрацію, що виникає при кожному кидку, що є не таким вже й простим випробуванням навіть для промислового комп'ютера (хоча японські гравці будуть, мабуть, «дрібніші» наших). У загальній складності в японських кегельбанах таким чином обладнані 450 записів, на яких щодня пробують свої сили не одна тисяча гравців.

Знайомство з представленої вище інформацією дозволяє сміливо стверджувати, що промисловий комп'ютер є засобом застосування в різних галузях науки, техніки і повсякденному житті землян.

Індустріальні комп'ютери Advantech

Фірма Advantech є одним з найбільших виробників індустріальних комп'ютерів. У даній статті розглянуті паперові шасі (корпус системного блоку з крос-платою і джерелом живлення), а також системні плати і відеомонітори.

Користувач володіє широким вибором базових варіантів виробів і їх модифікацій. У табл. 2 зазначені основні технічні характеристики шасі індустріальних комп'ютерів IPC-622, IPC-620, IPC-615, IPC-614, IPC-610, IPC-6806, MBPC-641, IPC-6006, що виробляються фірмою Advantech. Розглянемо особливості конкретних технічних засобів детальніше.

Шасі IPC-620 (Industrial PC Chassis) спеціально розроблено для додатків, вимагають більшої кількості слотів розширення і накопичувачів на магнітних дисках або для інтеграції безлічі обчислювальних систем в одному корпусі, На його передній панелі розташована що закривається на ключ пилонепроникні дверцята. Вона запобігає несанкціонований доступ до розташованих за нею вимикача харчування, блоку накопичувачів на магнітних дисках і чотирма розділами органів управління (кнопок скидання, індикаторами живлення). Крім того, на перед-ній панелі корпусу розміщуються чотири 5-піновий роз'єму типу DIN для підключення декількох (до чотирьох) клавіатур і легко вбираються ручки. Шас-сі також включає крос-плату РСА-6120М (розміри 418х 200 мм) з індикаторами живлення (2 набору світлодіодів для +5 В,-5В, 12 В,-12В), що містить 20 слотів шини ISA для розміщення повнорозмірних плат (338 мм х 122 мм). Крос-плата має 4 шару з окремими шарами для живлення та землі. Дана крос-плата допускає гнучку модернізацію з можливістю конфігурації однієї обчислювальної системи (що має 20 слотів), двох систем (по 10 слотів е кожній), трьох (5, 5 і 10 слотів) або чотирьох незалежних обчислювальних? систем (по 5 слотів в кожній). Розміщається усередині корпусу блок НМД може включати до восьми накопичувачі! на гнучких або жорстких дисках розміром 3х »(НЖМД або НПМД), доступ якими здійснюється після відкриття дверцят на передній панелі. До складу IPC-620 також входять:

• джерело живлення потужністю 350 В

• 4 високошвидкісних охолоджуючих вентилятора 86 CFM;

• два замінних повітряних фільтра, що розміщуються за передній панель! Можливо комплектування шасі IPC-620 двома крос платами з 8 слотами ISA/PCI і двома джерелами харчування, кожен з яких має потужне '250Вт.

Інший тип шасі - IPC-622 - одна з останніх розробок фірми Advantech. Так само як IPC-620, дане шасі призначене для додатків, що вимагають більшої кількості слотів розширення з можливістю розміщення повнорозмірних плат. Основними особливостями шасі даного типу є підвищена надійність, засоби виявлення несправностей і аварійної сигналізації. Для ис-користування спільно з IPC-622 розроблені чотири варіанти крос-плат. Крос-плата РСА-6120 призначена для створення обчислювальної системи з 20 слотами розширення з шиною ISA. Інший варіант крос-плати - РСА-6120D - дозволяє утворити два незалежні обчислювальні системи в одному корпусі (по 10 слотів ISA в кожній). Крос-плата РСА-6120Q утворює 4 системи по 5 слотів, а РСА-6120Р4 - одну з п'ятнадцятьма слотами ISA. чотирма PCI і одним слотом для системної плати. У корпусі може розміщуватися до шести НМД, в тому числі чотири доступних з передньої панелі накопичувача розміром до 5.25 »половинній висоти, а також дві НЖМД 3,5 ».

Таблиця 2        Технічні   хара1яврй      1РС-В22         tPC-620         (PC-615         IPC-614         IPC-S10         IPC-6806         MBPC-641         »РОв006             Число слотів ISA          20          20          15          14          14          6          4          6             Потужність джерела живлення, Вт          300          350          300          250          250          150          65          -             Число НМД (3S ")          2          8          3          1          1          2          -          -             Число НМД (5) ")          4          -          -          3          3          -          -          -             Розміри (ширина, висота, довжина), мм          482х267х457          482х177х610          482х177х478          482х177х448          482х177х452          166х170х393          114х197х245          368х186х1             Вага, кг          30          25          20          20          19          5,6          2,8          2,2             Монтаж          стійка 19 "          стійка 19 "          стійка 19 "          стійка 19 "          стійка 19 "          поверхню          поверхню          поверхню     

Шасі IPC-622 має велику висоту в порівнянні з IPC-620, але значно меншу довжину, що досягнуто за рахунок розміщення конструктивних елементів на двох рівнях: на нижньому - НМД і джерела харчування, на верхньому - відсік для розміщення плат. Корпус обладнаний чотирма високошвидкісними охолоджуючими вентиляторами 49CFM з повітряними фільтрами. Роз'єми для підключення клавіатур розташовуються на передній і задній панелях (по 4 на кожній). За дверцятами знаходиться вимикач харчування, кнопка скидання аварійної сигналізації, чотири НМД, чотири кнопки викиду системних плат і роз'єми підключення клавіатури. На самій кришці розміщуються світлодіодні індикатори напря?? еній живлення +5 В, 12 В,-5В,-12В, індикатори роботи НМД та аварійного стану джерела живлення, вентилятора, підвищеної температури. Система виявлення несправностей постійно контролює працездатність шасі. Якщо вийде з ладу джерело живлення або один з вентиляторів, або температура повітря всередині шасі перевищить 65 ° С, то відповідний світлодіодний індикатор змінить колір із зеленого на червоний і включиться звуковий сигнал. Після натискання на кнопку скидання аварійної сигналізації звуковий сигнал припиниться, але відповідний світлодіод залишиться червоним до усунення несправності.

Джерело живлення шасі IPC-622 потужністю 300 Вт має надмірністю, що підвищує надійність системи і що продовжує її життя. Він складається з двох однакових 300-ватних незалежних модулів, які під час нормальної роботи системи спільно несуть все навантаження. Якщо один з модулів вийде з ладу, другий автоматично почне працювати з повним навантаженням без зупинки системи. Звуковий сигнал та індикатор аварійного стану джерела живлення сповістять користувача про аварію. Після цього несправний модуль може бути виймуть з боку задньої панелі корпусу і замінений справним без вимикання системи.

Для додатків, що вимагають менші габаритні розміри і вагу системного блоку і допускають менше число вільних слотів крос-плати та НМД, розроблено шасі IPC-614. На передній панелі його сталевого корпусу розташовані роз'єм для підключення клавіатури і захисна дверцята, що закриває вимикач харчування й НМД. а також 2 високошвидкісних охолоджуючих вентилятора 86 CFM зі змінними повітряними фільтрами. Повітряний потік створює додатковий тиск усередині корпусу, не допускає проникнення в нього пилу і бруду. IPC-614 має крос-плату РСА-6114 або РСА-6114D з 14 слотами шини ISA з можливістю розміщення в корпусі 10 повнорозмірних і 4 плат половинного розміру. Крос-плата має розміри 315х 1 "'5 мм, містить світлодіодні індикатори живлення (5 В,-5В. +12 В.-12В). Крос-плата РСА-6114D відрізняється від РСА-6114 тим, що вона призначена для підтримки двох незалежних обчислювальних систем в одному корпусі з 8 і 6 слотами. Для розміщення НМД в корпусі є металева коробка з ударо-поглинаючої гумовою підкладкою, що вміщає до 3 доступних з передньої панелі 5-дюймових накопичувачів на змінних магнітних дисках і одна постійна НЖМД розміром ЗУ, ». Шасі включає також джерело живлення потужністю 250 Вт і динамік.

Технічні характеристики шасі IPC-610 близькі відповідним параметрам IPC-614, але в їх конструкціях є невеликі відмінності. На передній панелі шасі IPC-610 розміщується що закривається на ключ дверцята, яка захищає НМД і перемикачі від несанкціонованого доступу та потрапляння сторонніх часток. Під нею знаходиться вимикач живлення, кнопка скидання і кнопка, що дозволяє блокувати клавіатуру, а також світлодіодні індикатори харчування, роботи НЖМД та блокування клавіатури. Роз'єми типу DIN для підключення клавіатури розташовані на передній і задній панелях корпусу. Крос-плата РСА-6114, що встановлюється в дане шасі, містить 14 слотів ISA. це дозволяє розмістити в корпусі IPC-610 10 повнорозмірних плат і 4 плати половинного розміру.

Шасі наступного типу IPC-615. також як і IPC-622, є однією з останніх розробок фірми Advantech і відрізняється підвищеною надійністю і наявністю засобів контролю несправностей і аварійної сигналізації. Шасі дозволяє розміщувати до 15 повнорозмірних плат. Його габаритні розміри близькі відповідним розмірами шасі IPC-614 іIPC-610. Шасі IPC-615 обладнується крос-платою РСА-6115, що має 15 слотів з шиною ISA. або крос-платою РСА-6114Р4, що містить 9 слотів ISA, 4 слоти PCI і один слот для розміщення системної плати (PICMG). У корпусі можуть бути встановлені два НМД половинній висоти і один розміром 3.5 ". До всіх НМД забезпечується доступ з передньої панелі.

Корпус обладнаний закриваються на ключ дверцятами, що закриває доступ до НМД, вимикача харчування, кнопок скидання процесора, скидання аварійної сигналізації, блокування клавіатури і контролю динаміка. На самій дверцятах розміщуються світлодіодні індикатори живлення (5 В, 12 В.-5В,-12В).

Системні плати Advantech

Можливості індустріальних комп'ютерів, побудованих на базі розглянутих вище шасі, багато в чому визначаються використовуваними системними платами. Існує безліч різновидів основних варіантів системних плат, які здійснює фірма Advantech, і в табл. 2 і 3 наведено їхні основні характеристики. Розглянемо характерні риси індустріальних системних плат на прикладі плати РСА-615 ".

В основних рисах системна плата РСА-6157 ідентична системним платам звичайних побутових персональних комп'ютерів, за винятком того. що вона не містить слотів для розміщення в них додаткових плат, а сама вставляється в слот крос-плати індустріального комп'ютера (що дозволяє її швидко замінити в разі виходу з ладу), має менші розміри, вагу, більш стійка до несприятливих факторів зовнішнього середовища (температура, вологість. механічні дії і т.д.).

Системна плата РСА-6157 є повнорозмірної і містить процесор Intel Pentium з тактовою частотою 75, 90, 100, 120, 133, 150 або 166 МГц. РСА-6157 вставляється у вільний слот крос-плати індустріального комп'ютера зі стандартною шиною ISA чи ISA/PCI. Крім внутрішньої кеш-пам'яті процесора Pentium (16 Кбайт) плата РСА-6157 може додатково містити 256 або 512 Кбайт кеш-пам'яті другого рівня. На ній розміщується від 8 до 128 Мбайт ОЗУ на декількох (до чотирьох) 72-піновий модулях типу SIMM (Single In-line Memory Module), кожен з яких може містити 4. 8, 16 або 32 'Мбайт пам'яті.

Таблиця 3        Технічні характеристики         РСА-6153         РСА-6151         РСА-6145         PCA-6144V         РСА-6143Р             Шина         ISA         ISA         ISA         ISA         ISA             Тип процесора         Pentium         Pentium         80486 DX/DX2/DX4         80486 SX/DX/DX2/DX4         80486 SX/DX/DX2/DX4             Тактова частота процесора, МГц         75 .. 200         75 .. 200         33/50/66/100         25/33/50/66/75/100/120         25/33/50/66/100             Кеш-пам'ять         256/512 Кбайт         256/512 Кбайт         128Кбайт (доп)         128 Кбайт         Ні             ОЗУ         1 .. 64Мбайт         1 .. 64 Мбайт         1 .. 32 Мбайт         1 .. 64 Мбайт         1 .. 32 Мбайт             BIOS         Award         Award         Award         Award         AMI             Таймер Watchdog         Є         Є         Є         Є         Є             Співпроцесор         Вбудований         Вбудований         Вбудований         Вбудований         Вбудований             Послідовний порт СОМ1         RS-232         RS-232         RS-232         RS-232         RS-232             Послідовний порт COM2         RS-232 або RS-422/485         RS-232 або RS-422/485         RS-232 або RS-422/485         RS-232 або RS-422/485         RS-232 або RS-422/485             Паралельний порт         SPP/EPP/ECP         Spp/EPP/ECP         ЕСР/ЕРР         SPP/EPP/ECP         ЕСР/ЕРР             Контролер НЖМД         2xEIDE         2xBDE         2xEIDE         2xEIDE         2xlDE             Контролер НГМД         2         2         2         2         2             Контроллер SCSI         Ні         Ні         Ні         Ні         Ні             Діагностичні світлодіоди         Ні         Ні         Ні         Ні         Ні             Напруга живлення         +5 В         5 В. ± 12В         +5 В         +5 В         +5 В             Інтерфейс РС/104         Є         Є         Є         Є         Є             Контролер VGA         Є (з можливістю роботи з панельними дисплеями)         Є         Є (з можливістю роботи з панельними дисплеями)         Є         Ні             Flash-диск         Ні         Ні         512Кбайт         Ні         до 1,44 Мбайт             Контролер Ethernet         Ні         Ні         Є         Ні         Ні     

Промислові монітори

Для роботи в складі індустріальних комп'ютері розробляються спеціальні відеомонітори. Вони, як правило, відрізняються від традиційні офісних моніторів високою надійністю, малими розмірами, легким вагою і низьким енергоспоживанням. Для використання з індустріальним ПК фірма Advantech пропонує серію плоских панельних моніторів FPM-30 (Flat Panel Monitors), володіють усіма перерахованими вище властивостями. Дані технічні засоби виконуються в міцних корпусах, зроблених з алюмінію і сталі.

FPM-30 мають товщину всього 58 мм що виправдовує слово «плоский» в їх назві. Важить такий мо-1тор 3,5 кг. Комплект FMP включає стандартну відеокарту і плоский панельний рідкокристалічний парному або монохромний дисплей, що з'єднуються з допомогою досить довгого кабелю (1,8 м). Малі розміри FPM-30, його конструктивні особливості і довгий кабель дозволяють легко монтувати його в стенд, панель або на стіну. Додатково може бути реалізована функція сенсорного екрану (touchscreen), що надає широкі можливості по створенню дружніх ін-терфейсов.

Комп'ютери в Космосі

Словосполучення «космічні технології» цілком заслужено є синонімом найбільш передових і високоякісних рішень. Не випадково багато комп'ютерних компанії використовують у своїй рекламі образи розправившись сонячні батареї станції або що рветься увись «Спейс Шаттла». На жаль. останнім часом російські ЗМІ приділяють увагу космічної тематики в основному у зв'язку з сумними подіями на борту, пов'язаними з технічними неполадками. Саме словосполучення «бортовий комп'ютер» стало сприйматися як назва джерела непоясненої загрози. Дійсно, за останній час він відмовляв не менше восьми разів. Часом здається, що починають виправдовуватися невеселі прогнози, зроблені великим футурологів Артуром Кларком. Але не можна забувати, що, нагнітаючи обстановку навколо вітчизняних космічних програм, ми рубаємо гілку, на якій сидимо: знижуємо конкурентоспроможність та інвестиційну привабливість галузі, яка має реальні шанси стати локомотивом нашої економіки.

Саме тому моїм завданням стало опис точки зору фахівців, безпосередньо що працюють над «комп'ютерними питаннями» в російській космічної індустрії: О. Волкова, спеціаліста Центру управління польотами, який займається колом питань, пов'язаних з персональними комп'ютерами для космічних станцій, і В. бранець, керівника відділення систем управління, орієнтації та навігації ракетно-космічної корпорації «Енергія». Ось що вони розповіли.

Комп'ютери, які використовуються в космосі, поділяються на два типи: службові і персональні. До першого відносяться спеціалізовані ЕОМ, відповідальні за системи орієнтації і керування рухом. На борту є два таких комп'ютера. «Салют-ЗБ безпосередньо управляє гіродінамі. Ці пристрої, які по суті є наборами гіроскопа забезпечують оптимальне позиціювання станції. наприклад по відношенню до Сонця. Це важливо для ефективного функціонування сонячні;

батарей. Гіродіни, у свою чергу, приводяться в рух електрикою, що дозволяє не витрачати дефіцитний паливо. Другий комп'ютер, "Аргон" використовується як резервний і управляє орієнтацією на двигунах, якщо виходить з ладу перша машина. Власне, «Аргон» і керував базовим блоком станції «Мир», коли вона була запущена в 1986 році, після того як до неї пристикувався модуль дооснащення, з'явилися гіродіни, і був інтегрований новий комп'ютер системи управління рухом. Природно, що бортовий комп'ютер «Салют-5Б» не має ніякої схожості з сучасними комп'ютерами: це важка троірованная машина зі своєю мовою і кодами. Він був виготовлений в 70-х роках спеціально для станції «Світ». «Салют» проводився згідно безкорпусні технології (тобто напівпровідники в буквальному сенсі не оснащувалися корпусами, ніжками, що дозволяло домогтися більш «щільного їх розташування). За словами В. бранець, він проводить операцію складання за два мікросекунди (що звичайно, дуже багато), але в нього дуже швидкі операції обміну. Другий, більш приземленою групою машин, що використовуються на орбіті, є п'ять блокнотних ПК: два Hewlett-Packan, OmniBook, два Toshiba, Tecra і один IBM ThinkPac. Вони, за словами О. Волкова, виконують функції інформаційної та сервісної підтримки екіпажу: на два пости управління, інтегровані з «космічними» IBM ThinkPad.

Троірованние відмовостійкі контрольний і термінальний комп'ютери .

Наприклад, задіюють балістики-навігаційні програми, використовуючи які екіпаж може визначити, в якій точці він перебуває, може робити грансфокацію, дивитися укрупнений масштаб карти тієї точки, над якою він пролітає в даний момент, або визначити точку, над якою він знаходитиметься за годину. Три з п'яти комп'ютерів, розташованих в різних модулях станції, об'єднані в одно-рангову локальну мережу під управлінням операційної системи Windows 95. Космонавти пишуть звіти, використовуючи милі серцю програми Word і Excel. З «екзотики» на борту присутній мультимедійний ноутбук Toshiba Tecra (Pentium 133 МГц, 32 RAM, HDD 2 Гбайт), що дозволяє насолоджуватися музикою і фільмами. До речі, поки це найпотужніший ПК на борту. На персональних комп'ютерах встановлені також і тренажерні програми. Інтеграція ноутбуків з наукової апаратурою дає новий підхід до проведення експериментів та досліджень (на дисплеї, наприклад, можна спостерігати процес росту кристалів). За допомогою ноутбуків космонавти отримують радіограми, працюють з електронною поштою. Отримані з Землі інструкції та інші матеріали роздруковуються на струминному принтері Hewlett-Packard DeskJet 340. Примітно, що через інфрачервоний порт цього принтера працювати не можна (спрацьовують різні чутливі датчики), тому він залишається заклеєним. Варто відзначити, що всі блокнотние ПК - це звичайні комерційні машини, які не адаптувалися спеціально для роботи в космосі. Іншими словами, на борту є комп'ютери для роботи, освіти та розваг - такий собі невеликий затишний домашній офіс.

Чи є на борту Internet? За отриманими мною відомостями, про повноцінний Internet'e на борту «Світу» говорити ще рано, але такий проект є. «За допомогою електронної пошти ми і зараз спілкуємося. - Розповідає О. Волков. - Hewlett-Packard OmniBook приєднаний через пакетний контролер до аматорської радіостанції, і через нього здійснюється поштовий обмін. Ноутбук також приєднаний до штатного каналу зв'язку ». Електронна зв'язок з «Миром» є не постійно: лише коли станція пролітає над Росією (сеанс зв'язку відбувається кожні півтори години протягом 15-20 хвилин) або при роботі через супутник-ретранслятор, тобто тоді, коли є канал, До речі, американці на «Шаттл» працюють через мережу супутників. зв'язок є постійно, і такого поняття, як сеанс зв'язку, у них немає. У майбутньому на Міжнародній космічній станції (МКС) зв'язок буде, мабуть, здійснюватися через американський супутник. У Росії теж є супутник-ретранслятор. «Але у нас інша логіка:

не потрібно постійно бути на зв'язку з екіпажем, це відволікає його від роботи, - пояснює О. Волков.

- Досить того, що ми кожні півтори години спілкуємося з ними 10-15 хвилин, обговорюємо всі питання, і космонавти продовжують працювати ». У разі екстра-ної ситуації можна скористатися УКХ-зв'язком з мережею наземних станцій. Але це, за словами фахівців. не дуже хороший канал.

Якість каналу поки є серйозним стримуючим чинником. Але очікуються зміни. Для забезпечення нормальної двомегабітні зв'язку (зараз реалізований цифровий канал лише на 1200 bps) планується задіяти бортову телевізійну систему. У Нині на станції «Мир» встановлена вузькоспрямована антена; геостаціонарній супутник-ретранслятор «Луч» приймає сигнал і передає його на Землю. Скоро на борт буде доставлена спеціальна відеокарта, що встановлюється в комп'ютер, що дозволить інтегрувати комп'ютерний сигнал у смугу телевізійного сигналу і далі здійснювати зв'язок через звичайний TCP/IP-протокол.

Тоді знову виникне питання про Internet, який «потрібен хоча б для того, щоб спускати на Землю дані не на дискетах, а за нормальним цифровому каналу ». Сам по собі цей проект досить дорогий. Точніше, дорого обходиться не апаратна частина, а залучення коштів (виведення на орбіту та обслуговування супутників). Зараз россійская сторона шукає партнера для здійснення такого проекту. Можна припустити, що ним стане Microsoft, яка проявляє явний інтерес до вітчизняних космічних технологій. Здавалося б, навіщо на «Світі», де всього п'ять модулів і три члени екіпажу, створювати локальну мережу, забезпечувати доступ в Internet? Можливо, варто сконцентри-ровать всі зусилля на з-будівлі МКС? Виявляється, «Світ» оцінюється фахівцями аж ніяк не як «тупикова гілка», а розглядається як полігон для відпрацювання технологій для Міжнародної космічної станції. Адже на ній буде працювати набагато більше представників різних країн, і потрібні будуть сучасні комунікації. «Замовники експериментів, які будуть проводитися на МКС, - розповідає О. Волков. - Можуть перебувати в будь-яких країнах і повинні мати можливість посилати керуючі команди знаходиться на борту обладнання, сидячи у себе в офісі ». З іншого боку, після встановлення цифрового каналу можна буде знаходити замовника експериментів на борту того ж «Світу». Грубо кажучи, россійская сторона може доставляти «чорний ящик» з обладнанням замовника, з ним буде інтегрований цифровий канал, а далі замовник зі свого офісу зможе керувати апаратурою та отримувати з неї інформацію.

Таким чином, перспективи подальшої комп'ютеризації космічних станцій наступні: створення високопродуктивного цифрового каналу, здійснення Internet-проекту та інтеграція ПК з науковим обладнанням, що дозволить «наземним» замовникам надавати керуючий вплив на свою апаратуру.

Якими ж комп'ютерами буде оснащуватися міжнародна космічна станція «Альфа», яку почнуть «збирати» у космосі через півроку? Перш за все, Європейське космічне агентство (ЄКА) на замовлення російської сторони розробив Систему обробки даних, до складу якої входять два стійких до відмов комп'ютера (контрольний і термінальний) і два поста управління. У його створення при-нялі участь Німеччина (74%), Франція, Бельгія та Нідерланди. Головним підрядником виступив концерн Daimler-Benz Aerospace, а субпідрядниками - Matra Marconi Space, Alcatel Bell Telecom і RST. Зокрема, Matra зробила процесорну плату і унікальний радіаційно-стійкий SPARC-процесор. Цей 32-розрядний процесор володіє середньою швидкістю 10 мільйонів операцій в секунду ». Радіаційна стійкість цих процесорів важлива для використання, наприклад, в геостаціонарних супутниках, що зазнають жорсткі променеві впливу. До речі, запуск та обслуговування геостаціонарних супутників - це одне з небагатьох напрямків, які окуповують себе і приносять прибуток. Сам комп'ютер містить три шари:

шар авіоніки, програмного відновлення і голосування, а також плату прикладної математики. При цьому вся функціональна математика цієї плати розробляється російською стороною.

Нововведення торкнулися і персональних комп'ютерів (які нерідко давали збої не борту). Американська сторона замовила ноутбуки IBM ThinkPad755, які будуть спеціально атестовані для роботи в космосі.

На борту станції «Альфа» буде розташована американська бортова система. При цьому наш і американський комп'ютери будуть працювати паралельно в системі masterslave, резервуючи один одного, що забезпечить більш високу надійність і дозволить, наприклад, вивести будь-яку з цих ЕОМ на профілактику. Унікальність ситуа