Основоположники промислової системотехніки

За матеріалами книг Б.М.Малиновського
Унікальний "Імпульс"
Важкий початок
Перший успіх
Вимушені рішення
Повернення у системотехніку
Немає лиха без добра!
Нове покоління засобів системотехніки
На вершині
В.В.Рєзанова про НВО "Імпульс"
Ілюстрації   Додаткові матеріали

Унікальний "Імпульс"

У повоєнні роки у Радянському Союзі найважливіші науково-технічні проблеми (оволодіння атомною енергією, розвиток ракетобудування, космонавтики та ін.) вирішувалися шляхом створення потужних науково-виробничих центрів. Так у 1956 р. в відбудованому Сєверодонецьку (Україна) була створена філія Московського СКБ-245 - головної організації по обчислювальній техніці.

Вирішальним чинником, який визначив розвиток робіт у створенні керуючої обчислювальної техніки, була наявність складного об'єкта автоматизації - величезного хімічного комплексу - Лисичанського хімкомбінату, вивчення якого дозволило зрозуміти у повному обсязі завдання комп'ютерної автоматизації технологічних процесів. Швидко визначився ряд талановитих розроблювачів, що поклали основу інженерної школи в галузі проектування і виробництва обчислювальної техніки для керування технологічними процесами. Актуальність роботи обумовила подальший розвиток філії, перетворення її в Науково-дослідний інститут керуючих обчислювальних машин (НДІ КОМ), потім - у науково-виробниче об'єднання НВО "Імпульс" у складі: НДІ КОМ, його філій та ряду підприємств.

Видатну роль у становленні НВО "Імпульс" відіграли директор філії Андрій Олександрович Новохатній (перші три роки директором філії був В'ячеслав Юрійович Толкачев) і його заступник Владислав Васильович Рєзанов науковий керівник виконуваних робіт.

В основу науково-технічної політики вони відразу ж поклали ідею створення серійноздатних засобів керуючої обчислювальної техніки для різних (не тільки хімічних) об'єктів автоматизації. На її основі під керівництвом Рєзанова була надалі 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 була приділена розробці так званих пристроїв зв'язку з об'єктом ПЗО, що забезпечують знімання даних про процес, передачу їх для обробки у обчислювальну машину і видачу сигналів для керування виконавчими механізмами. Такий підхід існував на протязі більш ніж тридцяти років і цілком себе виправдав, оскільки забезпечив створення повного комплексу засобів системотехніки, тобто засобів для побудови всіляких інформаційно-керуючих систем для технологічних процесів і об'єктів енергетики.

На своєму більш ніж 30-річному (!) шляху колектив "Імпульсу" працював подібно до чудово злагодженого оркестру, музиканти котрого віртуозно володіють своїми інструментами і у спільній грі створюють музичні шедеври. Саме такою була невелика група головних фахівців (її називали "могутньою купкою" за аналогією з тим, що було в історії музичного мистецтва), яка сформувала "Імпульс" ще у роки його становлення і зуміла в умовах глибокої провінції здійснити здавалося б неможливе - зібрати і згуртувати навколо себе багатотисячний колектив однодумців, захоплених одною метою - створенням і постійним удосконалюванням засобів комп'ютерної автоматизації технологічних процесів і об'єктів енергетики, у тому числі таких відповідальних і складних, як атомні станції.

Більше тридцяти років самовідданої і натхненної роботи Сєверодонецького "Імпульсу" були віддані створенню 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 фахівця, який входив до неї, загальною метою, що дозволило зберегти єдність і цілеспрямованість робіт усього колективу "Імпульсу" на всьому шляху його розвитку.

Таке стало можливим, тому що "могутню купку" очолювали лідери, які справою довели своє право на таке положення. І тут знову виявляється унікальна риса у 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 належать беззмінний директор НВО "Імпульс" Андрій Олександрович Новохатній та беззмінний науковий керівник Владислав Васильович Рєзанов.

За всі роки існування "Імпульсу", який розробив чотири покоління засобів системотехніки, його співробітниками були захищені дві кандидатських дисертації, але це аж ніяк не говорить про слабку кваліфікацію його фахівців. Кожний із "могутньої купки" цілком міг би претендувати на науковий ступінь кандидата або доктора наук. Вони поступилися цим і віддавали перевагу розробці машин!

Важкий початок

Базовим виробництвом на Лисичанському хімічному комбінаті було виробництво аміаку і виробництво азотної кислоти. Дослідженням цих двох об'єктів на предмет ефективності автоматизації і використання обчислювальної техніки (яку ще потрібно було створити!) зайнялися співробітники філії.

Головна увага була приділена виробництву аміаку, що представляло ланцюжок великих взаємопов'язаних цехів - від виробництва синтез-газу, його наступного очищення і синтезу з цього газу аміаку у колонах високого тиску. При цьому продуктивність (400 тис. тонн на рік) колон синтезу дуже залежала від складу газу на вході колони, який подається від газогенераторних установок, де метан горів у кисні при строго фіксованому співвідношенні, створюючи синтез-газ, що підлягає очищенню перед тим, як надійти на синтез. Якщо врахувати, що метан і кисень при визначених співвідношеннях утворять вибухову суміш, то неминуче виникає завдання надійного керування і захисту від можливої аварії. Саме для цього об'єкта було вирішено створити інформаційно-керуючу систему, що одержала назву "Автодиспетчер".

Співробітники філії почали дослідження основних технологічних процесів аміачного виробництва. Насамперед, 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. Основою стала система тритактних ферит-діодних елементів, створених у лабораторії професора Л.І.Гутенмахера у Московському всесоюзному НДІ технічної інформації і удосконалених у Пензенській філії СКБ-245, звідки Рєзанов, переїжджаючи до Сєверодонецька, привіз дві великих шухляди таких елементів і масу ідей по їх розвитку і використанню. "Це була примітивна техніка, - згадує Владислав Васильович. - В елементах у якості вентилів використовувалися селенові шайбочки через відсутність у той час напівпровідникових діодів. Проте ці елементи були нами допрацьовані, що дозволило почати роботу по створенню керуючої машини. Варто сказати, що саме у цей же час народилася ідея агрегатної побудови машини. Розроблювачі розуміли, що їм відомий тільки стартовий комплект завдань, яких у такому великому і складному виробництві при його розвитку може бути дуже багато. Тому машина повинна мати модульну структуру, що дозволяє нарощувати ресурси: пам'ять, кількість вхідних і вихідних сигналів та ін. Ці ідеї не були цілком реалізовані у системі "Автодиспетчер", але враховані згодом. Дуже важливо було вирішити - як взяти інформацію з об'єкта? Адже ні про які стандартні сигнали тоді не було і мови. Половина вимірювальних приладів була поставлена з Німеччини у комплексі з репараційним хімічним устаткуванням. 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 дослідна експлуатація. У 1967 році система була введена у цілодобову експлуатацію і пропрацювала на комбінаті понад 24 роки (звичайно, із необхідною модернізацією).

Вона 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 у цілому, автоматичне регулювання складу синтез-газу і продувного газу в аміачному виробництві. Пристрій зв'язку з об'єктом системи "Автодиспетчер" представляв собою комбіновану телемеханічну підсистему, яка дозволяє здійснювати вимір 360 миттєвих значень параметрів, 120 інтегральних значень параметрів, 360 двопозиційних сигналів із циклом 20 сек, 200 миттєвих двопозиційних сигналів. Система виробляла 200 однопозиційних команд, 24 аналогових сигнали керування 0-5 ма. Збір інформації здійснювався по радіальних каналах через 10 групових пунктів контролю, встановлених у цехах, що збирали інформацію від первинних перетворювачів. Групові перетворювачі радіально підключалися до обчислювальної машини. Відстань від машини до групових перетворювачів допускалася до 1,2 км. Цикл збору інформації 60 сек.

Обчислювальну частину "Автодиспетчера" було побудовано на ферит-діодних логічних елементах, вона мала феритовий запам'ятовуючий пристрій на 1860 двадцятирозрядних чисел, феритовий пасивний запам'ятовуючий пристрій ємністю 5632 двадцятирозрядних чисел. Арифметичний пристрій оперував 18-ти розрядними числами з фіксованою комою. Система команд одноадресна, кількість операцій 28. Робота у цей період здійснювалася по фіксованій програмі, написаній у машинних командах.

У процесі роботи над системою "Автодиспетчер" виявилося ще декілька найважливіших моментів, пов'язаних із тим, що досліджувався розроблений на величезній території складний технічний комплекс, який включав багато об'єктів керування, взаємозалежних між собою.

З'ясувалося, що задачі керування можливо розділити на 3 групи: перша група задач пов'язувалася з проблемою первинної обробки інформації перед передачею її у керуючу машину; друга група задач зводилася до програмного керування об'єктами з метою оптимізації технологічних процесів, які протікають у них, а третя полягала у координації роботи об'єктів виробничого процесу. Звідси народилася ідея створення трирівневої системи технічних засобів для оперативного керування складними виробництвами "СОУ-1". Другий висновок, зроблений у той час - потрібна єдина система технічних і програмних засобів від датчика до виконавчого механізму, розроблених на основі єдиної системи стандартів, яка дозволяє проектним шляхом комплектувати різні системи керування (і зовсім не обов'язково тільки у хімічній промисловості). Винаходити технічні і програмні засоби для кожного об'єкту керування неприпустимо. Тому "СОУ-1" була задумана як трирівневий комплекс технічних засобів для керування різними процесами.

У період створення системи "Автодиспетчер" паралельно виконувалася розробка машини "Автооператор" для так званого прямого цифрового керування. Справа в тому, що при первинній обробці інформації виникають завдання регулювання (стабілізації) процесів, що виконувалися (і продовжують в основному виконуватися і зараз) аналоговими регуляторами. На деяких об'єктах число автономних контурів регулювання досягає декількох десятків. У той же час пряме цифрове регулювання за будь-яким законом (багатоканальне, пропорційне, зв'язане і т.ін.) можна здійснити від однієї машини шляхом використання відповідних програм. Ця ідея була реалізована у машині "Автооператор" (вперше в Україні і колишньому Радянському Союзі). У якості об'єкта керування була обрана установка концентрації міцної азотної кислоти Чорноріченського хімзаводу Нижегородської області, де якісне регулювання по непрямих параметрах дозволяло значно поліпшити характеристики кінцевого продукту - ракетного палива.

До функцій "Автооператора" входило:

- пряме цифрове регулювання технологічними процесами концентрації азотної кислоти на ряді колон із 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 із 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 у машину. Датчиками параметрів, що вимірюються, служили серійні прилади з уніфікованим виходом. Точність перетворення - 8 двійкових розрядів. Вхідний пристрій забезпечував зв'язок процесора з регульованим об'єктом, циклічно запитуючи (за інтервал Т) датчики, встановлені на об'єкті.

2. Процесорна частина машини, побудована на ферит-діодних логічних елементах. Процесор виконував 28 арифметичних, логічних та операцій керування. Продуктивність - 900 операцій додавання, 80 множення, 70 ділення за секунду. Оперативний запам'ятовуючий пристрій на феритових сердечниках діаметром 1 мм, ємністю 256 18-ти розрядних двійкових слів.

3. Для збереження програм керування і констант використовувався постійний запам'ятовуючий пристрій на феритових сердечниках діаметром 4 мм. Інформація у нього заносилася шляхом прошивання феритових кілець. Для задання змінної частини було складальне поле, що комутувалось штекерами.

4. Вихідний 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), що забезпечували регулювання технологічного процесу. Воно ж формувало дискретні сигнали для включення і виключення різних виконавчих пристроїв.

Автоматичне регулювання здійснювалося за відповідним законом. Пуск та зупинка колони виконувалися по фіксованій програмі. Алгоритм керування у цих режимах був складений на основі аналізу технологічних процесів. Реалізуюча його програма складалася з двох частин:

- формуюча програма, що представляє послідовність виконання етапів пуску (зупинки) у часі і послідовність виконання окремих операцій на кожному етапі;

- набір програмних операторів, що реалізують окремі операції.

На кожному циклі обробки інформації визначалося, яким етапом пуску (зупинки) необхідно керувати, потім керування передавалося відповідній частині програми, де вказувалися дії та адреси операндів. Після цього "Автооператор" виконував сформовану програму.

Метод операторного програмування дозволив значно скоротити довжину програми керування і забезпечував простий перехід до укладання програм для керування іншими процесами.

Випробування "Автооператора" проводилися на одній колоні, яку було оснащено необхідними датчиками і виконавчими механізмами. Була забезпечена робота декількох контурів регулювання, пуск і зупинка колони.

Випробування показали, що система керування з обчислювальним комплексом у якості центрального регулятора забезпечує необхідну якість регулювання основних параметрів процесу й успішно справляється з завданням пуску і зупинки колони концентрування. Однак, регулярній експлуатації заважали недостатньо надійні виконавчі механізми. Майже половина всіх несправностей випадала саме на них. Надалі протягом тривалого часу "Автооператор" використовувався для проведення дослідних робіт на колоні.

Перший успіх

Ще до завершення робіт над "Автодиспетчером" у філії почали розробку трирівневої багатомашинної системи для оперативного керування процесами у промисловості "СОУ-1", що претендувала на широке впровадження та серійне виробництво. Структура та архітектура системи випереджали свій час. Вони були визначені на основі аналізу завдань по керуванню таким складним, територіально розосередженим, багатотонажним виробництвом, як виробництво аміаку. Згадані вище три рівні керування вимагали створення багатомашинного комплексу. До складу системи ввійшли три машини. Машина первинної переробки інформації ("МППІ") призначалася для збору, нормалізації і первинної переробки інформації, видачі і реєстрації миттєвих і розрахункових значень параметрів керованого процесу, а також тенденцій їхньої зміни місцевому оперативному персоналу. Власне кажучи це був промисловий контролер у сучасній термінології на технологічній базі того часу.

Для другого рівня керування призначалася керуюча машина "УМ-1".

До її складу входили модульні пристрої зв'язку з об'єктом ПЗО, орієнтовані на приймання 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 у складі ПЗО електропневматичні перетворювачі. ПЗО машини "УМ-1" приймало до 352 аналогових струмових сигналів модулями по 16; сигналів термопар і термоопорів до 256, модулями по 16 сигналів; сигналів від пневматичних датчиків до 256; позиційних сигналів до 600; до 60 число-імпульсних сигналів. На виході ПЗО мали до 10 електричних струмових сигналів; до 128 аналогових пневматичних сигналів; до 400 позиційних електричних сигналів. Кожний користувач міг підібрати необхідний склад пристроїв зв'язку з об'єктом. Обчислювальна частина машини "УМ-1" була побудована на ферит-діодних елементах, мала феритові модульні оперативні і постійні запам'ятовуючі пристрої, виконувала 30 арифметичних і логічних операцій над 21 розрядними двійковими числами з фіксованою комою зі швидкістю 900 опер/сек. Відмінною рисою машини була наявність системи переривання, що забезпечувала виконання 16-ти різних, не зв'язаних між собою програм з автоматичним вибором найбільш важливого і складного запиту по заданому пріоритету. Мабуть, це був перший практичний промисловий приклад мультипрограмної машини (у той час були опубліковані роботи з поділу часу вирішення завдань на машинах загального призначення). Завдяки цій властивості було створене програмне забезпечення, що виконує крім функціональних задач ще й діалог оператора з машиною та оперативною тестово-діагностичною процедурою, що включає виправлення помилок і т.ін. Мультипрограмний режим дозволив включити до складу машини пульт оператора системи керування об'єктом, надавши йому можливість контролювати та керувати процесом. Машина "УМ-1" мала у своєму складі усі функціональні компоненти сучасних керуючих обчислювальних систем. Вона могла працювати як у комплексі з машинами "МППІ-1" так і самостійно.

Координуюча машина "КВМ-1" системи "СОУ-1" мала на той час дуже високі технічні характеристики. Вона була задумана, як машина, що взаємодіє у реальному часі з 65-ма абонентами типу "УМ-1" і "МППІ-1" на відстані до 12 км, зв'язаними з "КВМ-1" радіальними каналами зв'язку. Це був істотний крок до створення структури мережі обчислювальних машин для керування складними технологічними об'єктами, тільки тоді це так не називалося. "КВМ-1" могла працювати також і з власними пристроями зв'язку з об'єктом при розв'язанні задач керування, що вимагають великих обчислювальних потужностей.

Обчислювальний комплекс "КВМ-1" міг виконувати 256 різних операцій із швидкістю 100 тис. операцій за секунду. Операції виконувалися як із фіксованою так і з плаваючою комами над 25-ти і 50-ти розрядними словами. Машина мала модульну оперативну пам'ять до 126976 слів модулями по 4096, довгострокову пам'ять на магнітній стрічці об'ємом 20 млн. слів. Система мультипрограмування, що реагувала на 80 асинхронних запитів, дозволяла створювати операційну систему реального часу, що включає до свого складу 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 двоколірним друком тексту діалогу. Цікавою особливістю "КВМ-1" було те, що для неї був розроблений спеціальний набір логічних елементів на тунельних діодах і транзисторах, що дозволило отримати високу продуктивність машини.

Створення машини "КВМ-1" збіглося за часом із появою в Інституті кібернетики АН УРСР машини "Днепр-2" та інформації про систему ІBM 360. Тому роботи з "КВМ-1" не одержали 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" у цілому випередила свій час. Сєверодонецьким приладобудівним заводом було випущено декілька сот машин "МППІ-1" і "УМ-1", що були використані у системах керування різними об'єктами й успішно працювали на протязі 2-х десятиліть.

В цей період на Сєверодонецькому приладобудівному заводі почався промисловий випуск засобів системотехніки для керування технологічними процесами. На відміну від обчислювальних машин загального призначення, що випускалися у той час, керуючі машини мали структурні й архітектурні особливості, які підвищують надійність їхньої роботи, містили у собі великий комплекс пристроїв зв'язку з об'єктом, оператором та ін., що у той час ніким не розроблялися і не випускалися. Творці "СОУ-1" були змушені здійснити розробку й освоєння електромеханічних пристроїв введення-виводу. Для машини "УМ-1" були розроблені стрічковий перфоратор "ПЛ-80", двоколірний друкуючий пристрій на нескінченному бланку, зчитувач із перфострічки "СП-3" та інші. Ці вироби були освоєні промисловістю і стали жити самостійним життям. Для прикладу, перфораторів "ПЛ-80" і "ПЛ-150" було випущено понад сотні тисяч. Вони були єдиними у СРСР вивідними пристроями високого класу і випускалися масово до початку 90-х років ХХ століття.

Вимушені рішення

У середині 60-х років ХХ століття перед розробниками комп'ютерної техніки в СРСР виникла проблема вибору перспективної структури й архітектури засобів обробки інформації третього покоління. Саме у цей час у Радянському Союзі було прийнято рішення, що позбавило власного шляху розвитку вітчизняну обчислювальну техніку - як основу для розробки у країнах Ради економічної взаємодопомоги (РЕВ) єдиної системи електронних обчислювальних машин ЄС ЕОМ була прийнята структура й архітектура системи ІBM 360. Це вольове рішення, що не враховувало думки фахівців, привело до величезних невиправданих витрат і створення серії обчислювальних машин (ЄС ЕОМ), що застаріли не відпрацювавши свого ресурсу. Використання структури та архітектури системи ІBM 360 у керуючій техніці перетворювало її у звичайну обчислювальну техніку, що довели подальші події.

НДІ КОМ приступив до розробки комплексу технічних засобів 3-го покоління, аналогічного за структурою до "СОУ-1", застосувавши у процесорах базову систему інструкцій та інтерфейси периферійних пристроїв системи ІBM 360. Розроблювачі розуміли, що на той момент вони не можуть розраховувати на вітчизняну мікроелектроніку, тому розробка поділялася на два етапи. Перший реалізовувався на технологічній базі обчислювальних систем 2-го покоління і включав три моделі обчислювальних комплексів: "М1000", "М2000" та "М3000". При цьому модель "М1000" призначалася для вирішення завдань першого (нижчого) рівня керування і не вимагала потужної архітектурної підтримки, закладеної у системі ІBM 360, тому у ній була запропонована власна спрощена система інструкцій процесора та оригінальне програмне забезпечення. Моделі "М2000" та "М3000" мали структуру та архітектуру системи ІBM 360 із відхиленнями, визначеними, виходячи з можливостей елементно-технологічної бази, доступної вітчизняній промисловості. При цьому всі моделі оснащувалися загальним спектром периферійних пристроїв, серед яких значне місце займали засоби зв'язку з об'єктом. Другим етапом розвитку цієї системи згодом стали більш досконалі комплекси "М6000", "М4030". За задумом ЕОМ "М1000", "М2000" та "М3000" розглядалися як агрегатна система засобів обчислювальної техніки АСОТ і були частиною формованої у ті роки державної системи приладів ДСП, призначеної для розв'язання насамперед задач керування у народному господарстві країни. Мова йшла про створення і виробництво найширшого спектра устаткування: датчиків, вимірювальних пристроїв, виконавчих механізмів, агрегатних засобів обчислювальної техніки і т.ін., які дозволяють проектним шляхом створювати будь-які системи для керування народногосподарськими об'єктами. Це формувало гігантський ринок продукції приладобудування.

НДІ КОМ був призначений головною організацією по створенню і виробництву АСОТ. Це збіглося за часом із прийняттям іншого рішення, що стосується створення системи резервування пасажирських місць у московському авіавузлі 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 першою у СРСР системою масового обслуговування глобального характеру, що включала сотні термінальних станцій (робочих місць касирів), десятки центрів обробки і комутації повідомлень, розкиданих по всьому Радянському Союзу і взаємодіючих із Московським центром резервування місць на авіалініях Аерофлоту. Розроблювачі системи стикнулися з великими труднощами: порівняно скромними обчислювальними потужностями, незадовільними за перешкодами лініями зв'язку, транзисторною елементною базою 2-го покоління, нечіткими уявленнями про необхідні функціональні параметри системи. При цьому необхідно було у стислий термін створити і ввести у експлуатацію гігантський апаратний монстр (число тільки апаратурних шаф у системі перевищувало 1000 шт.) із високою надійністю функціонування. "Іноді здавалося, що це завдання не вирішується у принципі, - згадував В.В.Рєзанов. - Лише завдяки ентузіазму розробників Інституту проблем керування (ІПК) (Москва), НДІКОМ та ін. воно усе ж було успішно вирішено". Головним конструктором системи "Сирена" був В.А.Жожикашвілі (ІПК).

Система "Сирена" включала:

- обчислювальний комплекс для Московського центру резервування;

- засоби зв'язку з абонентами по стандартним, у той час ще слабко розвинутим і низькоякісним каналам для передачі цифрової інформації;

- велику архівну швидкодіючу пам'ять із гарантією збереження інформації у аварійних режимах;

- засоби діалогового спілкування системи зі споживачем - пульти касирів для формування запитів клієнтів і видачі квитка, довідки, масової інформації на табло, індивідуальної довідки і т.ін.;

- систему програмного забезпечення, розраховану на надійне функціонування системи в інтересах клієнта та Аерофлоту в цілому.

У обчислювальному центрі системи був використаний дуплексний комплекс "М3000", що істотно підвищило його надійність. Комплекс забезпечував продажу до семи квитків у секунду по спонтанних запитах касирів, розкиданих по всій території СРСР.

У якості основних каналів зв'язку були використані телефонні і телеграфні виділені і комутовані канали міських АТС. Усі канали зв'язку підключалися до системи за допомогою спеціально розробленої апаратури передачі даних, що забезпечує пересилання цифрової інформації на швидкостях 600 або 1200 бод.

Для центру збору запитів по 256 каналам зв'язку та обміну даними з локальними обчислювальними центрами був розроблений спеціальний модуль розподільчо-перетворюючого пристрою. Кожний із них забезпечував зв'язок по 32-м телефонним виділеним каналам, 32-м телеграфним комутованим або виділеним каналам міських телефонних станцій. Розподільчо-перетворюючий пристрій мав у своєму складі адаптери для підключення до машинних інтерфейсів 2-х комплексів "М3000". У такий спосіб забезпечувалася можливість організації розгалуженої двосторонньої мережі зв'язку центру з терміналами на відстані до 8000 тис. км із швидкістю 600-1200 бод. При цьому здійснювався задовільний 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, які згодом формувалися з комплексів "М6000" і "М7000". Така організація системи зв'язку дозволила згодом, замінюючи компоненти, здійснювати поетапну модернізацію і розвиток системи "Сирена", забезпечуючи її життєздатність дотепер. Екзотичною частиною системи у складі обчислювального комплексу був магнітний барабан, який використовувався для створення архівної пам'яті великого обсягу і швидкодії, як ключовий елемент захисту інформації про пасажирів у аварійних режимах. Цікавим елементом системи "Сирена" був пульт касира, що є класичним відеотерміналом, який дозволяв здійснювати повний діалог пасажир-касир-система при формуванні запиту і підготовки квитка або довідки. Це було серійне устаткування, яким оснащувалися сотні кас. Варто пам'ятати, що на той час у країні не було досвіду розробки власних операційних систем, програмного забезпечення систем масового обслуговування, мережних програмних пакетів і т.ін. Усе це створювалося вперше у режимі найбільшої відповідальності і у стислі строки. 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 Мінприладу. "М1000" розроблялася Тбіліським інститутом засобів автоматизації, "М2000" і "М3000" - спільними зусиллями НДІ КОМ, ІНЕКМ і СКБ Київського заводу ОКМ. Освоєння цих моделей йшло паралельно на Сєверодонецькому приладобудівному заводі і Київському заводі керуючих обчислювальних машин.

НДІ КОМ виконував функції головного інституту по проектуванню системи і зберігав усі системні і технологічні стандарти, що забезпечують єдність технічних і технологічних рішень. На прикладі розробки "Сирени" формувався досвід керування великими промисловими проектами, який згодом зіграв велику роль і став для НДІ КОМ трампліном для стрибка у велику комп'ютерну промисловість. Декілька сотень великих обчислювальних комплексів були впроваджені на ряді оборонних і народногосподарських об'єктів.

Повернення у системотехніку

Результатом виходу на всесоюзний рівень у процесі роботи над "Сиреною" стало створення Науково-виробничого об'єднання НВО "Імпульс" у складі НДІ КОМ і Сєверодонецького приладобудівного заводу (1972 р.).

Перед об'єднанням постало завдання створення більш досконалих засобів системотехніки на базі міні-ЕОМ, великого комплексу засобів зв'язку з об'єктами і програмного забезпечення, орієнтованого на задачі керування.

Попередній досвід дозволив 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.

Варто сказати, що при розробці "Параметра" склалася сприятлива ситуація з елементною базою. У країні завершувалося освоєння 155-ої серії мікросхем, призначеної насамперед, для виробництва моделей ЄС ЕОМ. Розробка цих моделей запізнювалася і першим споживачем вітчизняних мікросхем став НДІ КОМ.

Після ЕОМ "Параметр" була розроблена ЕОМ "М6000", складені галузеві системні і технологічні стандарти, що дозволяли вести одночасно розробку і підготовку виробництва ЕОМ. Були терміново розроблені типові конструкції для компонування модульних керуючих систем, що стали відомчим конструкторським стандартом.

Розробка "М6000" була виконана дуже швидко. Паралельно розроблялося декілька сотень модульних компонентів центрального процесора, пасивної та оперативної пам'яті, засобів внутрішньосистемних комунікацій, пристроїв введення-виводу і пристроїв зв'язку з об'єктом, методи комплектування програмно-технічних комплексів по вимогах конкретних споживачів. До цього періоду належить виникнення ідеї створення агрегатної системи програмного забезпечення. Відомі операційні системи реального часу міні-ЕОМ того часу обмежувалися керуванням обчислювальними ресурсами тільки самої міні-ЕОМ. Потрібно було створити операційне середовище, яке керує ресурсами розподіленої системи збору інформації, її переробки і діалогу з оператором, що спостерігає за процесом. Різноманітність структурних конфігурацій систем керування вимагала модульної структури побудови операційного середовища і потужних засобів сервісної підтримки як у процесі комплектування так і при функціонуванні системи. Ядро такого операційного середовища для моделей "М6000" було створено вже до моменту держвипробувань і у своєму розвитку вилилося у потужну операційну систему "АСПО", яка багато років була основою створення і використання наступних комплексів "СМ-1", "СМ-2", "СМ1210", "ПС1001" та інших. Це - позитивний приклад створення потужних операційних систем.

У результаті була розроблена система модульних технічних і програмних засобів, що дозволяла проектним шляхом створювати найширший діапазон систем керування та обробки інформації від найпростіших до багатомашинних, розподілених територіально програмно-технічних комплексів для керування процесами. Цій системі було привласнене найменування "М6000" АСОТ-М. Мінприлад підключив до виробництва комплексів "М6000" ще два заводи - Київський завод ОКМ і Тбіліський завод КОМ. Протягом 2-х років виробництво комплексів було доведено до декількох тисяч замовлених конфігурацій на рік. Наявність модульного процесора поряд із розвинутими пристроями зв'язку з об'єктом, що дозволяли працювати з усім спектром стандартних сигналів Державної системи приладів, засоби спілкування оператор-система у сполученні з 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 у реальному масштабі часу.

Обчислювальна частина комплексів "М6000" мала:

- розвинену систему введення-виводу;

- розвинену систему команд, що забезпечує зручність програмування;

- зручну систему пріоритетного переривання, що дозволяла сполучати виконання операцій введення-виводу з розрахунком;

- високу для того часу продуктивність (до 2000000 адресних операцій і до 1800000 безадресних мікрооперацій за секунду);

- діапазон нарощування пам'яті від 8192 до 65736 байт;

- можливість підключення швидкодіючих каналів прямого доступу до пам'яті, що виконують операції введення-виводу без переривань процесора, а також інкрементних каналів для одержання гістограм;

- високу надійність;

- простоту і зручність у обслуговуванні;

- сучасне естетичне оформлення.

Головний конструктор комплексу "М6000" В.В.Рєзанов став заступником генерального конструктора СМ ЕОМ по цьому напрямку, а НДІ КОМ (уже НВО "Імпульс") став одним з учасників програми створення СМ ЕОМ, його представники ввійшли у всі технічні органи Ради головних конструкторів. З цього моменту всім наступним розробкам лінії "М6000" привласнювалося найменування СМ (СМ1, СМ2, СМ1210, СМ1634).

"Але з цього моменту "Імпульс" працював у режимі жорсткої конкуренції у РЕВ, - продовжує В.В.Рєзанов - і, стверджую, не програв жодного раунду. До речі, така конкуренція здорово нас стимулювала, що йшло на користь справі. Життя розставило усе на свої місця. Те, що було напрацьовано у ті роки - величезний фронт впроваджених систем, що базувалися на нашій техніці і зараз є основою нашого існування у ці нелегкі роки. Ми і зараз працюємо у жорстких конкурентних умовах але вже не всередині країни і не у РЕВ, а у режимі конкуренції на українському ринку з головними світовими фірмами і поки це вдається".

Немає лиха без добра!

Ситуація яка склалася, породила у "Імпульсі" новий напрямок робіт. Справа у тому, що ще у шістдесяті роки ХХ століття по лінії розвитку ДСП (державна система проектування) і особливо у роботі над системою "Сирена" НВО "Імпульс" тісно співпрацював з московським інститутом проблем керування (ІПК). У середині сімдесятих років ІПК став учасником рішення великої народногосподарської проблеми, зв'язаної з розширенням пошуку природних ресурсів на території СРСР. При цьому виникла необхідність швидкісної обробки результатів пошуку родовищ газу і нафти, шляхом сейсморозвідки і знімків Землі з космосу, що без обчислювальної техніки надвисокої продуктивності зробити було неможливо. Діюче у ті роки ембарго на продаж у СРСР західної комп'ютерної техніки виключало можливість покупки ЕОМ продуктивністю від 200 мільйонів до 1-го мільярда операцій у сек. Наробіток, що був у ІПК, по принципах паралельних обчислень і побудові комп'ютерних систем паралельної обробки інформації, а також традиційне співробітництво ІПК та НВО "Імпульс" визначило, що розробку надпотужних обчислювальних комплексів спеціальною постановою уряду доручили НВО "Імпульс". Робота була виконана у стислий термін - усього за 4 роки, при повній відсутності в "Імпульсі" практичних напрацювань по цьому напрямку. Так було покладено початок новому напрямку робіт із створення обчислювальних структур, які програмно-перебудовуються. Така назва відповідала внутрішній організації мультипроцесорних обчислювальних засобів надвисокої продуктивності. Далі це поняття було поширено на програмно-технічні комплекси для керування процесами, але тут уже була автоматична перебудова структури програмно-технічних комплексів у залежності від вимог, запропонованих до систем, у тому числі при виникненні аварійних ситуацій. Для крупносерійного виробництва нової надпродуктивної техніки у Сєверодонецьку стала терміново будуватися третя черга Сєверодонецького приладобудівного заводу. НВО "Імпульс" став активним учасником по справжньому великої програми робіт. Однак, було зроблено усе, щоб техніка керування процесами не стала жертвою ще одного напрямку розвитку інституту.

Нове покоління засобів системотехніки

Однією з основних особливостей технічної політики у НВО "Імпульс" було правило - кожне наступне покоління керуючих комплексів мало "родзинку", яка привертала увагу користувача. Так, при розробці комплексу "М7000", який успадковував галузь застосування "М6000", із метою підвищення надійності його роботи була реалізована ідея двопроцесорної організації центрального обчислювача. Ідея мультипроцесорності народилася у НДІКОМ на початку сімдесятих років і була реалізована у всіх наступних розробках НВО "Імпульс". Висока надійність таких програмно-технічних комплексів дозволяла використовувати їх для прямого керування навіть такими важливими і небезпечними об'єктами, як атомні енергоблоки (за високі надійні параметри комплекс "М7000" був визнаний гідним золотої медалі Лейпцігського міжнародного ярмарку). Успішне впровадження комплексів "М7000" у народному господарстві вивели "Імпульс" у перші ряди претендентів на участь у роботах по створенню електронної системи суддівства Олімпійських ігор "Олімпіада-80" у Москві. Проектування, постачання устаткування, монтаж і налагодження виконувалися у високому темпі. У результаті до початку олімпіади була побудована багатомашинна розподілена система суддівства змаганнями, що ефективно працювала у період Олімпійських ігор із задовільною надійністю.

У цей період створюються моделі "СМ1", "СМ2", "СМ1634", "СМ1210" для первинної переробки інформації. "СМ2", які були використані у системі суддівства "Олімпіади-80", стали спадкоємцями машин "М6000" і "М7000". Таким чином, була досягнута наступність у проектах розвитку і реконструкції народногосподарських і оборонних об'єктів, які орієнтуються на продукцію НВО "Імпульс". Найбільш широко ця техніка була впроваджена у системах енергетичного і військового призначення. Досить сказати, що тільки на космодромі Байконур використовувалося більш 100 згаданих комплексів. До цього часу відноситься широкий фронт робіт із розвитку та удосконалювання номенклатури модулів зв'язку з об'єктом, дисплейної техніки, засобів виводу-введення інформації. Пристрої зв'язку з об'єктом стали атестуватися, як засіб виміру, що означало перехід програмно-технічних комплексів у нову якість. Були розроблені й освоєні промисловістю алфавітно-цифрові дисплеї "СІД-1000" і станція обробки графічних даних СІГДа. Ці розробки, як і попередні, народжувалися усередині системних розробок. Так робоча станція обробки графічних даних народилася усередині створюваної у "Імпульсі" системи автоматизованого проектування багатошарових друкованих плат і гібридних мікросхем із пропускною здатністю до 100 типів блоків на місяць. Розробка виявилася вдалою і була запущена у серію. Нічого було і думати про успіх без вирішення питань уніфікації і стандартизації, як основи системотехнічних, конструкторсько-технологічних і організаційних рішень. Це змусило розробити і впровадити у "Імпульсі" ряд систем автоматичного проектування і комплексної системи керування якістю. У НВО "Імпульс" формується галузевий патентний фонд з обчислювальної техніки, а саме підприємство стає базовим по стандартизації. Усі згадані напрямки діяльності і розробки виникали у "Імпульсі" як послідовність дій, необхідних при вирішенні практичних народногосподарських завдань, а не як здійснення висунутих ідей. "Імпульс" мав можливість у цей час впливати на формування народногосподарських планів, будучи вже досить авторитетною організацією.

На вершині

Повертаючись до створення високопродуктивних геофізичних комплексів, що одержали назву "ПС2000" і "ПС3000", слід зазначити, що у цій розробці "Імпульс" упритул підійшов до створення власної елементної бази, що диктувалося необхідністю досягнення швидкості в 1 мільярд операцій за секунду. Це завдання було реалізовано у комплексі "ПС2100", продуктивність якого складала 1,5 мільярда операцій у секунду. Перед цим у 1981 р. держкомісії був пред'явлений геофізичний обчислювальний комплекс "ПС2000" із продуктивністю 200 мільйонів операцій у секунду побудований за принципом - багато потоків даних, один потік команд. Він мав до 64 процесорних елементів, структура взаємодії яких у процесі обчислень визначалася алгоритмами завдань геофізики. Створені комплекси зацікавили фахівців із космічного зондування природних ресурсів Землі, що просунуло "ПС2000" у галузь космічних досліджень і ряд інших, не традиційних для "Імпульсу", галузей. У результаті до середини 80-х років ХХ століття "Імпульс" поставив на різні об'єкти понад 150 комплексів "ПС2000". Розробка наступного геофізичного комплексу "ПС3000", побудованого за принципом, - багато потоків даних - багато потоків команд, - збіглася за часом із згортанням у СРСР, що розпадався, геофізичних досліджень, тому цей комплекс не був доведений до серійного освоєння, і роботи з нього були згорнуті. Така ж доля збагнула розроблений комплекс "ПС2100", що мав продуктивність до 1,5 млрд. операцій у секунду. Унікальні параметри для того часу були досягнуті, як за рахунок внутрішньої структури обчислювача, що перебудовується, так і за рахунок спеціально розроблених мікроелектронних компонент процесорних елементів.

Роботи із надпродуктивної техніки виконувалися одночасно з масовим впровадженням керуючих комплексів "СМ-2", "СМ-1634", "СМ-1210" насамперед на паливно-енергетичних об'єктах у звичайній і атомній енергетиці.

Перебудова, що почалася, у колишньому СРСР багато чого змінила - з'явилося Акціонерне товариство "Імпульс". Але це вже нова сторінка історії. Потрібно тільки, сказати, що створений за попередні роки великий запас міцності ще утримує "Імпульс" "на плаву" і у період кризи економіки в Україні.



Додаткові матеріали по темі

Внесок України в розвиток технічних засобів промислової системотехніки  ›››

Ілюстрації по темі

Андрій Олександрович Новохатній
Владислав Васильович Рєзанов
Інформаційно-керуюча система "Автодиспетчер" Керуючий обчислювальний комплекс "Автооператор"
Колектив розроблювачів системи "Автодиспетчер" Машина первинної переробки інформації "МППІ-1"
Керуюча машина "УМ-1" Колектив розроблювачів машини "МППІ-1"
Координуюча машина "КВМ-1" Обчислювальний комплекс "М-3000"
Обчислювальна керуюча система "М-6000" Двохпроцесорний керуючий комплекс "М-7000"
Керуючий комплекс "СМ-1" Керуючий обчислювальний комплекс "СМ2M"
Міні-ЕОМ "Параметр" Обчислювальний комплекс "ПС-2000"
Обчислювальний комплекс "ПС-3000" Обчислювальний комплекс "ПС-2100"
"Могутня купка"
В.В.Рєзанова про НВО "Iмпульс"