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

Гибкость и модульность средств СМ ЭВМ, наличие развитых средств сопряжения с ЭВМ при применении, наличие проблемно-ориентированных системных и прикладных программных средств СМ ЭВМ обеспечили широкое использование ИВК в промышленности и системах автоматизации научных исследований. В состав АРМов входил широкий набор базового программного обеспечения машинной графики. Наибольшее применение нашли АРМы, для радиоэлектроники, машиностроения, строительного проектирования, обработки экономической информации. В составе СМ ЭВМ было создано несколько семейств микро– и мини-ЭВМ, управляющих и вычислительных комплексов на базе этих ЭВМ.

Семейство УВК СМ1, СМ2, СМ-1210 класса 16-разрядных мини-ЭВМ обладало полной программной совместимостью с М-7000 и односторонней совместимостью на уровне перемещаемых программ с М-6000. Программное обеспечение УВК СМ1 и СМ2 было построено по модульному принципу, что позволяло компоновать программные системы в соответствии с требуемыми режимами работы и выполняемыми функциями на заданной конфигурации технических средств. В составе технологического программного обеспечения были предусмотрены:

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

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

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

• библиотеки подпрограмм;

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

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

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

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

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

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

• дисковая диалоговая многотерминальная ОС с разделением времени ДИАМС;

• однопользовательская дисковая фоново оперативная базовая операционная система ФОБОС;

• инструментальная мобильная операционная система ИНМОС типа Unix;

• пакеты программ обработки графической информации;

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

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

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

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

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

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

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

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