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

БЭВМ А-40 представляет собой среднюю модель ряда высокопроизводительных 32-разрядных бортовых ЭВМ архитектуры ЕС ЭВМ, являющуюся дальнейшим развитием модели А-30. Основные усовершенствования: полное соответствие архитектурным концепциям ЕС ЭВМ, возможность подключения дополнительных каналов ввода-вывода, а также внешней памяти и устройств ввода-вывода ЕС ЭВМ. В процессоре реализована сложная структура, рассчитанная на совмещение во времени выполнения нескольких команд, близкая к структуре ЭВМ ЕС 1060.

БЭВМ А-50— старшая модель из ряда унифицированных высокопроизводительных 32-разрядных бортовых ЭВМ архитектуры ЕС ЭВМ. Вместе с тем применение более современной элементной базы позволило резко повысить производительность машины и объем ее оперативной памяти, увеличить число каналов ввода-вывода. В состав машины введен пульт управления с реализацией последовательного интерфейса, процессор содержит кэш-память и микротестовую систему. В оперативной памяти и постоянной памяти микропрограмм реализован контроль с обнаружением двойных и коррекцией одиночных ошибок. Кэш-память имела оригинальную структуру, включающую буфер команд и буфер данных. На базе БЭВМ А-50 была создана четырехмашинная вычислительная система для авиационного комплекса радиолокационного дозора и наведения – А-50. В состав комплекса помимо четырех машин с адаптерами канал-канал, объединенных симметричной системой межмашинных связей, входят системный пульт прямого управления и внешний синхронизатор, служащий генератором меток для таймеров всех БЭВМ. Заданная производительность вычислительной системы обеспечивается благодаря распределению задач между отдельными машинами и распараллеливанию алгоритмов.

БЭВМ Ц100, Ц101, Ц102 с архитектурой «Поиск» разрабатывались с конца 70-х годов для удовлетворения потребностей отечественной истребительной авиации. Их система команд оптимизирована для решения задач управления вооружением на борту истребителей. Выбор соответствующей системы команд (операторов) проводился НИИ «Аргон» совместно с организациями-разработчиками бортовых радиоэлектронных систем. БЭВМ Ц100, Ц101, Ц102 являлись 16-разрядными, синхронными, многоадресными машинами параллельного действия. Эти машины, сочетающие большие вычислительные возможности, компактность конструкции и высокую надежность, – одна из самых удачных разработок в классе авиационных машин. По масштабу производства (выпущено более 4 тыс. экземпляров) принадлежали к числу самых массовых в мировой практике авиационных БЭВМ. Программные средства всех БЭВМ были ориентированы на решение специальных, функциональных задач систем вооружения, и разрабатывались с использованием типовых технологических средств стационарных, универсальных ЕС ЭВМ.

С середины 80-х годов осуществлялись работы третьего этапа БЭВМ ряда «Аргон». В 1986-м году была принята государственная программа проектирования унифицированных семейств бортовых ЭВМ (СБ ЭВМ) на основе архитектур ЕС ЭВМ, «Поиск» и СМ ЭВМ. В НИИ «Аргон» разрабатывались четыре модели СБ ЭВМ: совместимая с ЕС ЭВМ-2 машина СБ 1180; одноплатная встраиваемая модель СБ 5580 и четырехпроцессорный вычислительный комплекс СБ 5540 для авиационных и корабельных АСУ (архитектура «Поиск»); модель СБ 3580 для мобильных наземных систем (архитектура СМ ЭВМ). В этих моделях был реализован ряд оригинальных технических решений, но они не были запущены в производство по причинам экономической «смуты и развала» в стране.

Технологическое программное обеспечение ЭВМ «Урал» в 1964-м году находилось на достаточно высоком уровне, о чем свидетельствует акт Государственной комиссии, подписанный академиком А.А. Дородницыным: «Впервые в СССР реализован системный подход к разработке математического обеспечения для ряда ЭВМ. В разработанной системе использованы собственные оригинальные решения. Разработанная операционная система выполняет основные функции, реализуемые в современных операционных системах. Документация по математическому обеспечению отличается высоким качеством, полнотой и единством оформления».

Основу системы программного обеспечения семейства «Урал» составляла универсальная программа-диспетчер, выполняющая функции операционной системы. Она обеспечивала ввод и вывод информации, организацию многопрограммной работы, защиту областей оперативной памяти, динамическое распределение оперативной памяти, а также внешней памяти на магнитных барабанах и лентах. С машиной поставлялся автокод АРМУ (Автокод ряда машин Урал), который был единым для ряда ЭВМ типа «Урал». Он был разработан с учетом особенностей этих машин и обеспечивал полную совместимость от меньшей машины к большей.

Каждая ЭВМ «Урал» имела собственной транслятор с языка АРМУ на свой машинный язык. Таким образом, совместимость ЭВМ типа «Урал» была ограниченной и существовала только на уровне автокода АРМУ.

Язык АРМУ обеспечивал: запись программ для работы со словами и массивами переменной длины; выполнение операций над числами в двоичной и десятичной системах счисления; с плавающей и фиксированной запятой. Имелись программы отладки на уровне языков машин и автокода АРМУ, для обнаружения неисправностей ЭВМ был набор тест-программ. Помимо тест-программ, библиотеки стандартных программ и программы отладки с языка АРМУ, с машиной поставлялся транслятор с языка АЛГАМС на АРМУ. Библиотека программ, содержащая стандартные программы и программы решения различных задач, комплектовалась из программ, написанных на языках отдельных ЭВМ, а также на АРМУ, АЛГОЛ-60, АЛГАМС и АЛГЭК. Предусмотрено расширение библиотеки за счет программ, написанных на других языках и автокодах, после разработки соответствующих трансляторов с этих языков на язык АРМУ.

В 70-е годы в течение 3 – 5-ти лет, почти одновременно, разрабатывались и были апробированы более пяти крупных операционных систем (ОС) для ЭВМ БЭСМ-6 (рис. 2). Эти ОС были достаточно универсальными, однако несколько различались функциями, языками программирования и ориентировками на специфические особенности применения разрабатываемых, обычно относительно небольших комплексов программ. Усилия концентрировалось на разнообразных языках программирования, на особенностях и эффективности компиляторов, а также на средствах тестирования программных компонентов. Создателей таких ОС, по-видимому, не интересовали в те годы крупные проекты сложных комплексов программ, для которых впоследствии оказались необходимы методы и инструментальные средства программной инженерии. Поэтому в большинстве ОС отсутствовали средства для системного анализа спецификаций компонентов, планирования и проектирования крупных комплексов программ. Не уделялось внимания созданию методов и средств технико-экономического обоснования проектов прикладных программ, организации коллективов специалистов, контролю реализации, оцениванию и удостоверению качества компонентов и программных продуктов. Также обычно отсутствовали средства обеспечения комплексной отладки и управления конфигурацией сложных комплексов программ. В целом в 70-е годы только созревали объективные потребности для создания методов и полноценного инструментария программной инженерии.