Основоположники промислової системотехніки
Унікальний
"Імпульс"
В
післявоєнні роки в Радянському Союзі найважливіші науково-технічні проблеми --
оволодіння атомною енергією, розвиток ракетобудування, космонавтики та ін --
вирішувалися шляхом створення потужних науково-виробничих центрів. Так, у
Сєверодонецьку (Україна) в 1956 р. була створена філія Московського СКБ-245 --
провідної організації з обчислювальної техніки.
Вирішальним
чинником, що визначив розвиток робіт у створенні керуючої обчислювальної
техніки була наявність складного об'єкта автоматизації - величезного хімічного
комплексу - Лисичанського хімкомбінату, вивчення якого дозволило зрозуміти в
повному обсязі завдання комп'ютерної автоматизації технологічних процесів.
Швидко визначився ряд талановитих розробників, які поклали основу інженерної
школи в галузі проектування та виробництва обчислювальної техніки для
управління технологічними процесами. Актуальність роботи зумовила
подальший розвиток філії, перетворення його в Науково-дослідний
інститут керуючих обчислювальних машин (НДI КОМ), потім - у
науково-виробниче об'єднання НВО "Імпульс" у складі: НДI КОМ,
його філій і низки підприємств.
Видатну
роль у становленні НВО "Імпульс" зіграли директор філії Андрій
Олександрович Новохатній (перші три роки директором філії був В'ячеслав
Юрійович Толкачов) і його заступник Владислав Васильович Рєзанов науковий
керівник виконуваних робіт.
В
основу науково-технічної політики вони відразу ж поклали ідею створення
серійноспособних засобів керуючої обчислювальної техніки для різних (не
тільки хімічних) об'єктів автоматизації. На її основі під керівництвом
В. В. Резанова була в подальшому розроблена і реалізована концепція єдиної,
функціонально повної агрегатної (модульної) системи технічних і програмних
засобів керуючої обчислювальної техніки на базі єдиних
конструктивно-технологічних рішень. Велика увага приділялася розробці
пристроїв зв'язку з об'єктом ПЗО, що забезпечують знімання даних про процес, передачу
їх для обробки у обчислювальну машину і видачу сигналів для управління
виконавчими механізмами. Такий підхід існував протягом більше тридцяти
років і повністю себе виправдав, оскільки забезпечив створення повного комплексу
коштів системотехніки, тобто засобів побудови найрізноманітніших
інформаційно-управляючих систем для технологічних процесів і об'єктів
енергетики.
На
всім більш ніж 30-річному шляху колектив "Імпульсу" працював подібно
чудово злагодженому оркестру, провідні музиканти якого віртуозно володіють
своїми інструментами і в спільній грі створюють музичні шедеври. Саме
такою була початкова невелика група провідних фахівців, (її називали "могутньою
купкою "за аналогією з тією, що колись визначала розвиток музичного
мистецтва в Росії), що сформувалася в роки становлення "Імпульсу" і
зуміла здійснити здавалося б неможливе - зібрати і згуртувати навколо себе
багатотисячний колектив однодумців, захоплених однією метою - створенням і
постійним вдосконаленням засобів комп'ютерної автоматизації
технологічних процесів і об'єктів енергетики, в тому числі таких
відповідальних і складних, як атомні станції.
Більше
тридцяти років самовідданої і натхненної роботи Сєверодонецького
"Імпульсу" були віддані створення засобів системотехніки 1-го, 2-го,
3-го і 4-го поколінь і все це на одному подиху, працюючи не покладаючи рук.
"Могутня
купка "зуміла об'єднати особисті інтереси кожного з вхідних в неї
фахівців спільною метою, що дозволило зберегти єдність і цілеспрямованість
робіт всього колективу "Імпульсу" на всьому шляху його розвитку.
Таке
стало можливим, тому що "могутню купку" очолювали справжні
лідери, справою довели своє право на провідне становище. І тут знову
проявляється унікальна риса в розвитку "Імпульсу" - такими людьми
стали не прислані з боку керівники з високими званнями, а свої
власні фахівці, що виросли з "могутньої купки". До їх числа
ставиться директор "Імпульсу" Андрій Олександрович Новохатній і
незмінний науковий керівник Владислав Васильович Рєзанов.
За
всі роки існування "Імпульсу", який розробив чотири покоління
коштів системотехніки, його співробітниками були захищені дві кандидатські
дисертації, але це зовсім не говорить про слабку кваліфікації його фахівців.
Кожен з "могутньої купки" цілком міг би претендувати на наукову
ступінь кандидата або доктора наук. Вони поступилися цим і вважали за краще робити
машини!
Багато
вихідці з "Імпульсу" (але не з "могутньої купки" - вона
зберігалася всі роки), що потрапили в умови роботи звичайних
науково-дослідних та інших установ, що не тільки захищали дисертації і
отримували високі наукові звання, а й стали керівниками високого
рангу. У цьому плані "Імпульс", незважаючи на відсутність у ньому докторів
наук та академіків, грав роль відмінною наукової і інженерної школи.
Важкий початок
Базовими
виробництвами на Лисичанському хімічному комбінаті були виробництво аміаку і
азотної кислоти. Дослідженням цих двох об'єктів на предмет ефективності
автоматизації та використання обчислювальної технiки (яку ще належало
створити!) і зайнялися співробітники філії СКБ-245.
Головне
увагу було приділено виробництва аміаку, який представляє ланцюжок великих
взаємопов'язаних цехів - від виробництва синтез-газу, його подальшої очищення і
синтезу з цього газу аміаку в колонах високого тиску. При цьому
продуктивність колон синтезу (400 тис. тонн на рік) сильно залежала від
складу газу на вході колони, що подається від газогенераторних установок, де
метан горів в кисні при чітко фіксованому співвідношенні, утворюючи
синтез-газ, що підлягає очищенню перш ніж вступити на синтез. Якщо врахувати, що
метан і кисень за певних співвідношеннях утворюють вибухову суміш, то
неминуче виникає завдання надійного управління та захисту від можливої аварії.
Саме для цього об'єкту було вирішено створити інформаційно-керуючу систему,
що одержала назву "Автодиспетчер".
Співробітники
філії почали дослідження основних технологічних процесів аміачного
виробництва, у тому числі їх алгоритмізацію, вибір способів управління,
визначення вимог до технічних засобів системи.
Перш
за все, був складений (у першому наближенні) алгоритм керування, що дозволило
визначити параметри керуючої машини. Ідея будувати її на електронних лампах
була відкинута відразу через ненадійність елементної бази. Напівпровідникова
техніка тільки починала свій переможний хід. Паличкою-виручалочкою стала
система трехтактних ферит-діодних елементів, створених в лабораторії
професора Л. І. Гутенмахер у Всесоюзному НДІ технічної інформації (Москва) і
удосконалених в Пензенському філії СКБ-245, звідки В. В. Рєзанов, переїжджаючи
у Сєвєродонецьк, привіз два великі ящики таких елементів і масу ідей щодо їх
розвитку та використання. "Це була примітивна техніка, - згадує
Владислав Васильович Рєзанов. - В елементах як вентеля використовувалися
селенові шайбочки через відсутність у той час напівпровідникових діодів.
Тим не менше, ці елементи були нами доопрацьовані, що дозволило почати роботу по
створення керуючої машини. Слід сказати, що саме в цей же час
народилася ідея агрегатного побудови машини. Розробники розуміли, що їм
відомий тільки стартовий комплект завдань, яких у такому великому і складному
виробництві при його розвитку може бути дуже багато. Тому машина спочатку
мала модульну структуру, що дозволяє нарощувати ресурси: пам'ять, кількість
вхідних і вихідних сигналів і ін Ці ідеї не були повністю реалізовані в
системі "Автодиспетчер", але враховані згодом. Дуже важливо було
вирішити - як взяти інформацію з об'єкта? Адже ні про які стандартних сигналах
тоді не було й мови. Половина вимірювальних приладів була поставлена з
Німеччини в комплексі з репараційні хімічним обладнанням. Тому довелося
розробляти індивідуальні перетворювачі для кожного типу вторинних
приладів. Про одержання інформації безпосередньо від первинних датчиків можна
було тільки мріяти. З 1965 року почалася її досвідчена експлуатація, в 1967 р.
система була введена в цілодобову експлуатацію і пропрацювала на комбінаті
більше 24 років.
Система
дозволяла контролювати роботу аміачного і спиртового виробництв, виконувала
логічний аналіз порушень технологічних процесів, вела автоматичний облік
сировинних потоків і розрахунок техніко-економічних показників кожного цеху і
виробництва в цілому, автоматичне регулювання складу синтез-газу і
продувні газу в аміачному виробництві. Пристрій зв'язку з об'єктом системи
"Автодиспетчер" представляло комбіновану телемеханічних
підсистему, що дозволяє здійснювати вимірювання 360 миттєвих значень
параметрів, 120 інтегральних значень параметрів, 360 двопозиційні сигналів
з циклом 20 сек, 200 миттєвих 2-х позиційних сигналів. Система виробляла
200 однопозиційні команд, 24 аналогових сигналу керування 0-5 ма. Збір
інформації здійснювався по радіальних каналах через 10 групових пунктів
контролю, встановлених у цехах, які збирали інформацію від первинних перетворювачів.
Групові перетворювачі радіально підключалися до обчислювальної машини.
Відстань від машини до групових перетворювачів допускалося до 1,2 км. Цикл
збору інформації 60 сек.
Обчислювальна
частина "Автодиспетчер" була побудована на ферит-діодних логічних
елементах, мала ферритові запам'ятовуючий пристрій на 1860 двадцатіразрядних
чисел, ферритові пасивне запам'ятовуючий пристрій ємністю 5632
двадцатіразрядних чисел. Арифметичне пристрій оперувало 18 розрядними
числами з фіксованою комою. Система команд одноадресна, кількість
операцій 28. Робота в цей період здійснювалася за фіксованою програмі,
написаної в машинних командах.
В
процесі роботи над системою "Автодиспетчер" виявилася ще
кілька найважливіших моментів, пов'язаних з тим, що досліджувався розроблений
на величезній території складний технологічний комплекс, що включає багато
об'єкти управління, взаємопов'язані між собою.
З'ясувалося,
що завдання управління можливо розділити на три групи: перша група завдань
пов'язувалася з проблемою первинної обробки інформації перед передачею її в
керуючу машину; другий зводилася до програмного управління об'єктами з
метою оптимізації що протікають у них технологічних процесів, а третій
полягала в координації роботи об'єктів виробничого процесу. Звідси
народилася ідея створення трирівневої системи технічних засобів для
оперативного керування складними виробництвами СОУ-1. Другий висновок, зроблений
в той час - необхідна єдина система технічних і програмних засобів від
датчика до виконавчого механізму, розроблених на основі єдиної системи
стандартів і дозволяє проектним шляхом комплектувати різні системи
управління. Винаходити технічні та програмні засоби для кожного об'єкта
управління неприпустимо. Тому СОУ-1 була задумана як трирівневий комплекс
технічних засобів для керування різними процесами ".
В
період створення системи "Автодиспетчер" паралельно виконувалася
розробка машини "автооператором" для так званого прямого цифрового
управління. Справа в тому, що при первинній обробці інформації виникають завдання
регулювання (стабілізації) процесів, які виконувалися аналоговими
регуляторами. На деяких об'єктах число автономних контурів регулювання
досягає декількох десятків. У той же час пряме цифрове регулювання за
будь-якого закону (багатоканальне, пропорційне, пов'язане і т.п.) можна
здійснити від однієї машини шляхом використання відповідних програм. Ця
ідея була реалізована в машині "автооператором" (вперше в Україні і
Радянському Союзі). В якості об'єкта керування була обрана установка
концентрування міцної азотної кислоти Чорноріченського хімзаводу
Нижегородської області, де якісне регулювання за непрямими параметрами
дозволяло значно поліпшити характеристики кінцевого продукту - ракетного
палива.
В
функції "автооператором" входило:
--
пряме цифрове регулювання технологічними процесами концентрування
азотної кислоти на рядi колон у оббігає режимі з заданим періодом Т (3-5 хв);
--
керування процесами пуску і зупинки однієї колони;
--
реєстрація основних параметрів і сигналізація про порушення технологічного
процесу.
Керуючий
обчислювальний комплекс складався з чотирьох функціональних частин.
1.
Вхідний пристрій або пристрій зв'язку з об'єктом, що забезпечує збір
інформації з об'єкта керування, перетворення прийнятих аналогових сигналів у
цифрову форму, введення цифрової інформації в машину. Датчиками вимірюваних
параметрів служили серійні прилади з уніфікованим виходом. Точність
перетворення - 8 двійкових розрядів. Вхідний пристрій забезпечувало зв'язок
процесора з регульованим об'єктом, циклічно опитуючи (за інтервал Т)
датчики, встановлені на об'єкті.
2.
Процесорна частина машини, побудована на ферит-діодних логічних елементах.
Процесор виконував 28 арифметичних, логічних операцій і управління.
Продуктивність - 900 операцій додавання, 80 множення, 70 поділу за
секунду. Оперативне запам'ятовуючий пристрій на феритових сердечниках
діаметром 1 мм, ємністю 256 18-розрядних двійкових слів.
3.
Для зберігання програм управління, констант і уставок використовувалося постійне
запам'ятовуючий пристрій на феритових сердечниках діаметром 4 мм. Інформація в
нього заносилася шляхом прошивки феритових кілець. Для завдання змінної частини
уставки малося набірне поле, комутоване штекерами.
4.
Вихідна пристрій, що служить для перетворення розрахованих цифрових
керуючих впливів у пропорційні пневматичні сигнали від 0 до 1
атмосфери з точністю 7 двійкових розрядів. Сигнали передавалися на
пневматичні виконавчі механізми (пневматичні клапани), які
забезпечували регулювання технологічного процесу. Воно ж формувало
дискретні сигнали для включення і виключення різних виконавчих
пристроїв.
Автоматичне
управління здійснювалося за певним законом. Пуск і зупинка колони
вироблялися за фіксованою програмі. Алгоритм керування у цих режимах
був складений на основі аналізу технологічних процесів. Реалізує його
програма складалася з двох частин:
--
формує програма, що представляє послідовність виконання етапів
пуску (зупинки) в часі і послідовність виконання окремих операцій
на кожному етапі;
--
набір програмних операторів, що реалізують окремі операції.
На
кожному циклі обробки iнформацiї визначалося, яким етапом пуску (зупинки)
необхідно керувати, потім управління передавалося певної частини
формує програми, де вказувалися дії та адреси операндів. Після цього
"Автооператором" виконував сформовану програму.
Метод
операторного програмування дозволив значно скоротити довжину програми
управління і забезпечував простий перехід до складання програм для управління
іншими процесами.
Випробування
"Автооператором" робилися на одній колоні, оснащеної
необхідними датчиками і виконавчими механізмами. Була забезпечена робота
декількох контурів регулювання, пуск і зупинка колони.
Випробування
показали, що система керування з обчислювальним комплексом як
центрального регулятора забезпечує необхідну якість регулювання
основних параметрів процесу і успішно справляється з завданням пуску і зупинки
колони концентрування. Однак, регулярної експлуатації заважали недостатньо
надійні виконавчі механізми. Майже половина всіх несправностей
припадала на їх частку. Надалі протягом тривалого часу "автооператором"
використовувався для проведення дослідних і дослідних робіт на колоні.
Перший успіх
Ще
до завершення робіт над "Автодиспетчер" у філії почали розробку
трирівневої багатомашинної системи для оперативного керування процесами в
промисловості СОУ-1, що претендує нашироке впровадження і розрахованої на
серійне виробництво. Структура та архітектура системи випереджали свій час.
Вони були визначені на основі аналізу завдань з управління таким складним
територіально розосередженим великотоннажним виробництвом, як виробництво
аміаку. Згадані вище три рівні управління вимагали створення
багатомашинного комплексу. До складу системи увійшли три машини. Машина первинної
переробки інформації (МППІ) призначалася для збору, нормалізації і
первинної переробки інформації, видачі та реєстрації миттєвих і розрахункових
значень параметрів керованого процесу, а також тенденцій їх зміни
місцевому оперативному персоналу. По суті це був в сучасній термінології
промисловий контролер.
Для
другого рівня управління призначалася керуюча машина УМ-1.
В
її складу входили модульні пристрої зв'язку з об'єктом ПЗО, орієнтовані на
прийом і видачу стандартних сигналів Державної системи приладів. Машина
впливала на об'єкт через системи місцевої пневмоавтоматики і
безпосередньо на пневматичні виконавчі механізми, маючи для цього в
складі ПЗО електропневматичні перетворювачі. ПЗО машини УМ-1 могло
прийняти до 352 аналогових струмових сигналів модулями по 16; сигналів термопар і
термоопору до 256, модулями по 16 сигналів; сигналів від пневматичних
датчиків до 256; позиційних сигналів до 600; до 60 число-імпульсних сигналів.
По виходу ПЗО мали до 10 електричних струмових сигналів; до 128 аналогових
пневматичних, до 400 позиційних електричних сигналів. Кожен користувач
міг підібрати потрібний склад пристроїв зв'язку з об'єктом. Обчислювальна частина
машини УМ-1 була побудована на ферит-діодних елементах, мала ферритові
модульні оперативні і постійні запам'ятовувальні пристрої (відповідно 1024
слова х 4 і 2048 слова х 3), виконувала 30 арифметичних і логічних операцій
над 21 розрядними двійковими числами з фіксованою комою зі швидкістю 900
опер/сек. Відмінною рисою машини була наявнiсть системи переривання,
забезпечує виконання 16 різних, не пов'язаних між собою програм з
автоматичним вибором найбільш важливого і складного запиту по заданому
пріоритету. Мабуть, це був перший практичний промисловий приклад
мультипрограмній машини (у той час були опубліковані роботи з розділення
часу розв'язання задач на машинах загального призначення). Завдяки цій властивості
вдалося створити програмне забезпечення, що виконує крім функціональних завдань
ще й діалог оператора з машиною та оперативну тестово-діагностичну
процедуру, що включає виправлення помилок і т.п. Мультипрограмному режим
дозволив включити до складу машини пульт оператора системи управління об'єктом,
давши йому можливість контролювати і керувати процесом. Машина УМ-1 мала на
своєму складі всі функціональні компоненти сучасних керуючих
обчислювальних систем. Вона могла працювати як в комплексі з машинами МППІ-1,
так і самостійно.
Координуюча
машина КВМ-1 системи СОУ-1 мала на той час дуже високими технічними
характеристиками. Вона була задумана, як машина, взаємодіє в реальному
часу з 65-ю абонентами типу УМ-1 і МППІ-1 на відстані до 12 км, пов'язаними
з КВМ-1 радіальними каналами зв'язку. Це був суттєвий крок до створення мережевої
структури обчислювальних машин для управління складними технологічними
об'єктами, тільки тоді це так не називалося. КВМ-1 могла працювати також з
власними пристроями зв'язку з об'єктом при вирішенні завдань управління,
вимагають великих обчислювальних потужностей.
Обчислювальний
комплекс КВМ-1 міг виконувати 256 різних операцій зі швидкістю 100
тис.операцій в секунду. Операції виконувалися як з фіксованою так і з
плаваючою комою над 25 і 50 розрядними словами. Машина мала модульну
оперативну пам'ять до 126976 слів модулі з 4096, довгострокову пам'ять на
магнітній стрічці об'ємом 20 млн.слов. Система мультипрограмування,
що реагували на 80 асинхронних запитів, дозволяла створювати операційну
систему реального часу, що включає в себе потужні засоби діагностики. Для
КВМ-1 були розроблені транслятори для декількох підмножин мови АЛГОЛ-60.
Машина була оснащена пультом взаємодії оператора з процесом у діалоговому
режимі з двокольоровою друком тексту діалогу. Цікавою особливістю КВМ-1 було
те, що для неї був розроблений спеціальний набір логічних елементів на
тунельних діодах і транзисторах, що дозволяє отримати високу
продуктивність машини.
Створення
машини КВМ-1 співпало за часом з появою в Інституті кібернетики машини Дніпро-2
та інформації про систему IBM 360. Тому роботи з КВМ-1 не отримали належного
розвитку. Але основною причиною зупинки робіт над КВМ-1 було те, що
промислові підприємства не були готові до використання потужних керуючих
машин. Система СОУ-1 в цілому випередила свій час. Сєверодонецьким
приладобудівним заводом було випущено кілька сотень машин МППІ-1 і УМ-1,
які були використані в системах управління різними об'єктами і успішно
працювали протягом двох десятиліть.
В
цей час на Сєвєродонецькому приладобудівному заводі розпочався промисловий
випуск засобів системотехніки для керування технологічними процесами. У
відміну від обчислювальних машин загального призначення, що випускаються в той час,
керуючі машини мали структурні та архітектурні особливості, що підвищують
надійність їх роботи, включали в себе великий комплекс пристроїв зв'язку з
об'єктом, оператором та інші, які в той час ніким не розроблялися і не
випускалися. Творці СОУ-1 були змушені здійснити розробку
електромеханічних пристроїв введення-виведення самостійно. Для машини УМ-1 були
розроблені стрічковий перфоратор ПЛ-80, двокольорове друкуючий пристрій на
нескінченному бланку, зчитувач з перфострічки СП-3 та ін Ці вироби були
освоєні промисловістю і стали жити самостійним життям. Перфоратори ПЛ-80
та ПЛ-150 виявилися єдиними в СРСР пристроями виведення високого класу і
випускалися масово до початку 90-х років.
Вимушене рішення
В
середині 60-х років перед розробниками комп'ютерної технiки в СРСР виникла
проблема вибору перспективної структури та архітектури засобів обробки
інформації третього покоління. Саме в цей час в Радянському Союзі було
прийнято рішення, що позбавило власного шляху розвитку вітчизняну
обчислювальну техніку - як основу для розробки в країнах Ради
Економічної Взаємодопомоги (РЕВ) єдиної системи електронних обчислювальних
машин ЄС ЕОМ була прийнята структура та архітектура системи IBM 360. Це вольове
рішення, не враховує думку фахівців, привело до величезних невиправданих
витрат і створення серії обчислювальних машин (ЄС ЕОМ), які застаріли, не
виробивши свого ресурсу. Використання структури й архітектури системи IBM 360
в керуючої техніки, перетворювала її у звичайну обчислювальну техніку, що
довели подальші події.
НДІ
КОМ приступив до розробки комплексу технічних засобів третього покоління,
аналогічного за структурою СОУ-1, застосувавши у процесорах базову систему
інструкцій і інтерфейси периферійних пристроїв системи IBM 360. Розробники
розуміли, що на той момент вони не можуть розраховувати на вітчизняну
мікроелектроніку, тому розробка ділилася на дві черги. Перша
реалізувалася на технологічній базі обчислювальних систем другого покоління і
включала три моделі обчислювальних комплексів - М1000, М2000 і М3000. При цьому
модель М1000 призначалася для вирішення завдань першого (нижчого) рівня
управління і не вимагала потужної архітектурної підтримки, закладеної в системі
IBM 360. Тому в ній була запропонована власна спрощена система
інструкцій процесора і, отже, оригінальне програмне забезпечення.
Моделі М2000 і М3000 мали структуру і архітектуру системи IBM 360 с
певними відхиленнями, виходячи з можливостей елементно-технологічної
бази, доступної вітчизняної промисловості. При цьому всі моделі оснащувалися
загальним спектром периферійних пристроїв, серед яких значне місце
займали засоби зв'язку з об'єктом. Другою чергою розвитку цієї системи
згодом з'явилися більш досконалі комплекси М6000, М4030. На початковому
задумом ЕОМ М1000, М2000 і М3000 розглядалися як агрегатна система засобів
обчислювальної техніки АСОТ і були частиною формованої в ті роки
державної системи приладів (ГСП), призначеної для вирішення перш
всього задач управління в народному господарстві. Йшлося про створення та виробництві
найширшого спектру взаімокомплектуемого обладнання: датчиків, вимірювальних
пристроїв, виконавчих механізмів, агрегатних засобiв обчислювальної техніки
і т.д., що дозволяють проектним шляхом створювати будь-які системи для управління
народногосподарськими об'єктами, що формувало гігантський ринок продукції
приладобудування.
НДІ
КОМ був призначений головною організацією щодо створення і виробництва АСОТ. Це
співпало в часі з прийняттям іншого рішення, що стосується створення системи
резервування пасажирських місць в московському авіавузлів Аерофлоту. Тому
першою галуззю застосування обчислювальних комплексів М2000, М3000 системи АСОТ
стали не технологічні об'єкти, а система резервування місць на авіалініях
Аерофлоту "Сирена". З 1973 по 1998 рік "Сирена"
"перевезла" понад 100 млн. пасажирів. Власне кажучи "Сирена"
стала перша в СРСР системою масового обслуговування глобального характеру,
що включає сотні термінальних станцій (робочих місць касирів), десятки центрів
обробки та комутації повідомлень, розкиданих по всьому Радянському Союзу і
взаємодіючих з Московським центром резервування місць на авіалініях
Аерофлоту. Розробники системи зіткнулися з великими труднощами:
порівняно скромними обчислювальними потужностями, незадовільними по
перешкод лініями зв'язку, транзисторної елементної базою другого покоління,
неясними уявленнями про необхідні функціональних параметрів системи. При
це необхідно було в стислі терміни створити і ввести в експлуатацію гігантський
апаратний монстр (число тільки апаратурних шаф в системі перевищувало 1000
шт.) з високою надійністю функціонування. "Іноді здавалося, що ця
завдання не вирішується в принципі, - згадував В. В. Рєзанов. - Лише завдяки
ентузіазму розробників Інституту проблем управління (ИПУ, Москва), НДІ КОМ i
ін вона все ж була успішно вирішена ". Головним конструктором системи
"Сирена" був В. А. Жожікашвілі (ІПП).
Система
"Сирена" включала:
--
обчислювальний комплекс для Московського центру резервування;
--
засоби зв'язку з абонентами по стандартним, у той час ще слабко розвиненим і
низькоякісним каналах для передачі цифрової інформації;
--
велику архівну швидкодіючу пам'ять з гарантією збереження інформації в
аварійних режимах;
--
кошти діалового спілкування системи зі споживачем - пульти для касирів
формування запитів клієнтів і видачі квитка, довідки, масової інформації на
табло, індивідуальної довідки і т.п.
--
систему програмного забезпечення, розрахованого на надійне функціонування
системи в інтересах клієнта та Аерофлоту в цілому.
В
обчислювальному центрі системи був використаний дуплексний комплекс М3000, що
істотно підвищило надійність обчислювального центру. Комплекс забезпечував
продаж до семи квитків в секунду за спонтанним запитам касирів, розкиданих
по всій території СРСР.
В
Як основні каналів зв'язку були використані телефонні та телеграфні
виділені та комутовані канали міських АТС. Всі канали зв'язку підключалися
до системи за допомогою спеціально розробленої апаратури передачі даних,
забезпечує пересилання цифрової iнформацiї на швидкостях 600 або 1200 бод.
Для
центру збору запитів по 256 каналам зв'язку і обміну даними з локальними
обчислювальними центрами був розроблений спеціальний модуль
розпродільчо-перетворюючого пристрою. Кожен з них забезпечував зв'язок по
32 телефонних виділених каналах, 32 телеграфним комутованих або виділеним
каналах міських телефонних станцій. Рзподільчо-перетворює пристрій
мало в своєму складі адаптери для підключення до машинних інтерфейсів двох
комплексів М3000. Таким чином, забезпечувалася можливість організації
розгалуженої двосторонньої мережi зв'язку центру з терміналами на відстані до 8
тис.км зі швидкістю 600-1200 бод. При цьому здійснювалася задовільна
захист інформації від збоїв і перешкод. Абонентами такої мережі могли бути будь-які
апарати телеграфного зв'язку того часу, пульти касирів і регіональні центри
переробки інформації, що формуються згодом з комплексів М6000 i М7000.
Така організація системи зв'язку дозволила згодом, замінюючи компоненти,
здійснювати поетапну модернізацію і розвиток системи "Сирена",
забезпечуючи її життєздатність до теперішнього часу. Екзотичною частиною
системи у складі обчислювального комплексу був магнітний барабан, який використовується
для створення архівної пам'яті великого об'єму і швидкодії як ключовий елемент
захисту інформації про пасажирів в аварійних режимах. Цікавим елементом
системи "Сирена" був пульт касира, що представляє класичний
відеотермінал, що дозволив здійснювати повний діалог пасажир-касир-система
при формуванні запиту та підготовки квитка або довідки. Це було серійне
обладнання, яким оснащувалися сотні кас. Слід пам'ятати, що в той час в
країні не було досвіду розробки власних операційних систем, програмного
забезпечення систем масового обслуговування, мережних програмних пакетів і т.п.
Все це створювалося вперше і наново в режимі найбільшої відповідальності і
стислих термінів. Для "Імпульсу" робота над системою "Сирена"
була серйозною школою для кожного співробітника і для колективу в цілому.
Комплекси
М1000, М2000 і М3000 створювалися декількома організаціями Мінпрібора. М1000
розроблялася Тбіліським інститутом засобів автоматизації ТИСА, М2000 і М3000
- Спільними зусиллями НДI КОМ, ІНЕУМ і СКБ Київського заводу ОКМ. Освоєння цих
моделей йшло паралельно на Сєверодонецький приладобудівний завод та Київському
заводі керуючих обчислювальних машин.
НДІ
КОМ виконував функції головного інституту з проектування системи і був
власником усіх системних і технологічних стандартів, що забезпечують єдність
технічних і технологічних рішень. На прикладі розробки "Сирени"
формувався досвід управління великими промисловими проектами, що згодом
відіграла велику роль і стало для НДI КОМ трампліном для стрибка у велику
комп'ютерну промисловість. Кілька сотень великих обчислювальних комплексів
були впроваджені на ряді оборонних і народно-господарських об'єктів.
Повернення в системотехнік
Результатом
виходу на всесоюзний рівень у процесі роботи над "Сиреною" стало
освіта (1972р.) Науково-виробничого об'єднання НВО
"Імпульс" у складі НДI КОМ і Сєвєродонецького приладобудівного
заводу.
Перед
об'єднанням постало завдання створення більш досконалих засобів системотехніки на
базі міні-ЕОМ, великого комплексу засобiв зв'язку з об'єктами і програмного
забезпечення, орієнтованого на завдання управління. Попередній досвід дозволив
розробникам намітити основні параметри технічних засобів. Для нової
міні-ЕОМ "Параметр" був розроблений стандарт на інтерфейс зв'язку
процесора з периферією, який повинен був ефективно вирішувати проблему
комплексування пристроїв зв'язку з об'єктом і зв'язок з іншими зовнішніми
пристроями.
Слід
сказати, що при розробці ЕОМ "Параметр" склалася сприятлива
ситуація з елементної базою. У країні завершувалося освоєння 155 серії мікросхем,
призначеної перш за все, для виробництва моделей ЄС ЕОМ. Розробка цих
моделей спізнювалася і першим споживачем вітчизняних мікросхем виявився
НІІУВМ.
Після
ЕОМ "Параметр" була розроблена ЕОМ М6000, складені галузеві
системні й технологічні стандарти, що дозволяли вести одночасно
розробку і підготовку виробництва ЕОМ. Були терміново розроблені типові
конструкції для компонування модульних керуючих систем, які стали відомчим
конструкторським стандартом.
Розробка
М6000 "була виконана дуже швидко. Паралельно розроблялося кілька сотень
модульних компонент центрального процесора, пасивної та оперативної пам'яті,
засобдств внутрішньосистемних комунікацій, пристроїв введення-виведення та пристроїв зв'язку
з об'єктом, методи комплексування програмно-технічних комплексів по
вимогам конкретних споживачів. До цього періоду відноситься виникнення
ідеї створення агрегатної системи програмного забезпечення. Відомі
операційні системи реального часу мiнi-ЕОМ того часу обмежувалися
керуванням обчислювальними ресурсами лише самої міні-ЕОМ. Треба було створити
операційне середовище, що управляє ресурсами розподіленої системи збору
інформації, її переробки та діалогу з оператором, спостерігає за процесом.
Різноманітність структурних конфігурацій систем управління вимагало модульної
структури побудови операційного середовища і потужних засобів сервісної підтримки
як в процесі комплексування, так і при функціонуванні системи. Ядро такий
операційного середовища для моделей "М6000" було створено вже до моменту держвипробувань і
у своєму розвитку вилилося у потужну операційну систему АСПО, багато років
слугувала основою створення i використання наступних комплексiв "СМ-1, СМ-2,
СМ1210, ПС1001 та інших. Це позитивний приклад створення своїми силами потужних
операційних систем.
В
результаті була розроблена система модульних технічних і програмних
коштів, що дозволяла проектним шляхом створювати найширший діапазон систем
управління і обробки інформації - від найпростіших до багатомашинних,
розподілених територіально програмно-технічних комплексів для управління
процесами. Цій системі і було присвоєно найменування "М6000 АСОТ-М. Мінпрібор
підключив до виробництва комплексів М6000 ще два заводи - Київський ОКМ і
Тбіліський завод КОМ. Протягом двох років виробництво комплексів було доведено
до декількох тисяч замовлених конфігурацій на рік. Наявність модульного процесора
поряд з розвинутими пристроями зв'язку з об'єктом, що дозволяли працювати з усім
спектром стандартних сигналів Державної системи приладів, засоби
спілкування оператор-система у поєднанні із запропонованою користувачу технологією
проектування і комплексування конкретних систем керування, поставили
комплекси "М6000" поза конкуренцією.
Комплекс
технічних засобів типу М-6000 АСОТ-М являв собою набір агрегатних
модулів, виконаних на елементах мікроелектронної техніки, і був призначений
для компонування проектним шляхом автономних інформаційних і керуючих
обчислювальних систем, що працюють в реальному масштабі часу.
Обчислювальна
частину комплексів М6000 мала:
--
розвинену систему введення-виводу;
--
розвинену систему команд, що забезпечує зручність програмування;
--
зручну систему пріоритетного переривання, що дозволяє поєднувати виконання
операцій вводу-виводу з рахунком;
--
високу для того часу продуктивність (до 2000000 адресних операцій і до
1800000 безадресних мікрооперацій в секунду);
--
діапазон нарощування пам'яті від 8192 до 65736 байт;
--
можливість підключення швидкодіючих каналів прямого доступу в пам'ять,
виконують операції вводу-у
