Основоположники промышленной системотехники Уникальный "Импульс"

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 геофизических комплексов, получивших название ПС2000 и ПС3000, следует отметить, что в этой разработке "Импульс" вплотную подошел к созданию собственной элементной базы, что диктовалось необходимостью достижения скорости в один миллиард операций в секунду. Эта задача была реализована в комплексе ПС2100, производительность которого составляла 1,5 миллиарда операций в секунду. Перед этим в 1981г. госкомиссии был предъявлен геофизический вычислительный комплекс ПС2000 с производительностью 200 миллионов операций в секунду, построенный по принципу - много потоков данных, один поток команд. Он имел до 64 процессорных элементов, структура взаимодействия которых в процессе вычислений определялась алгоритмами задач геофизики. Созданные комплексы заинтересовали специалистов по космическому зондированию природных ресурсов Земли, что продвинуло ПС2000 в область космических исследований и ряд других, не традиционных для "Импульса", областей. В результате к середине 80-х годов "Импульс" поставил на различные объекты более 150 комплексов ПС2000, что немало даже по масштабам серьезных западных фирм. Разработка следующего геофизического комплекса ПС3000, построенного по принципу, - много потоков данных - много потоков команд, - совпала по времени со сворачиванием в распадающемся СССР геофизических исследований, поэтому этот комплекс не был доведен до серийного освоения, и работы по нему были свернуты. Такая же судьба постигла разработанный комплекс ПС2100, имевший производительность до 1,5 млрд. операций в секунду. Уникальные параметры для того времени были достигнуты, как за счет перестраиваемой внутренней структуры вычислителя, так и за счет специально разработанных микроэлектронных компонент процессорных элементов.

Работы по сверхпроизводительной  технике выполнялись одновременно с массовым внедрением управляющих  комплексов СМ-2, СМ1634, СМ1210, прежде всего, на топливно-энергетических объектах в обычной и атомной энергетике.

Начавшаяся "перестройка" в СССР многое изменила - появилось Акционерное  общество "Импульс". Но это уже  новая страница истории. Следует  только, сказать, что созданный за предшествующие годы большой запас  прочности еще удерживает "Импульс" "на плаву" и в период кризиса  экономики в Украине.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://museum.e-ukraine.org/