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

Рис. 2

Первые машины БЭСМ-6 предназначались для установки в центрах, обладавших наиболее сильными коллективами специалистов в области программирования и использования вычислительных машин. Появилась возможность реализовать многие созревшие к тому времени идеи на машине, обладавшей необходимыми аппаратными возможностями для организации мультипрограммирования, режима разделения времени. Коллективными усилиями советских программистов уже к 1968-м году была создана система программного обеспечения, включавшая в свой состав операционную систему пакетной обработки, трансляторы с машинно-ориентированных языков и с универсальных языков АЛГОЛ-60 и ФОРТРАН. На протяжении всего времени существования машины БЭСМ-6 ее программное обеспечение непрерывно совершенствовалось, и по качеству, объему и возможностям не уступало программному обеспечению лучших отечественных и зарубежных серийных ЭВМ того времени.

Был накоплен огромный фонд программ пользователей и опыт его эксплуатации. На базе БЭСМ-6 был создан «золотой фон/»> программного обеспечения, значение которого трудно переоценить. Появление ко второй половине 60-х годов ЭВМ с аппаратной поддержкой многозадачности и управления параллельной работой устройств, стимулировало создание для этих ЭВМ операционных (управляющих) программных систем. Первые такие операционные системы (ОС) в СССР, были созданы в организациях, имевших высокий научный и конструкторский потенциал: в Институте точной механики и вычислительной техники, в Институте прикладной математики Академии наук СССР.

В ИТМ и ВТ группу пионеров разработки ОС для БЭСМ-6 [7,11] возглавил Лев Николаевич Королев. Он входит в круг учёных, положивших начало развитию программирования и вычислительной техники в СССР. В 1967-м году он защитил докторскую диссертацию на основе своих работ для вычислительной системы, поддерживающей функционирование системы противоракетной обороны (ПРО). Кроме того, Королёв разрабатывал математическое обеспечение для управления космическими полётами, в том числе для полёта Союз-Аполлон.

В 1967-м году под руководством Л.Н. Королёва была разработана операционная система «Диспетчер-68» для ЭВМ БЭСМ-6, которая стала первой советской мультипрограммной операционной системой. Кроме того, система поддерживала страничную организацию памяти с динамическим распределением памяти, параллельную работу устройств ввода/вывода. Эти исследования значительно повлияли на дальнейшее развитие отечественного системного программирования. Основными участниками разработки Д-68 в ИТМ и ВТ были: Виктор Петрович Иванников и Александр Николаевич Томилин. В ИПМ в этих работах участвовали Михаил Романович Шура-Бура и основные разработчики И.Б. Задыхайло, Э.З. Любимский и В.С. Штаркман. Существенный вклад в развитие системных программных средств был внесен также группой специалистов из лаборатории вычислительной техники и автоматизации Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне под руководством Николая Николаевича Говоруна. Эти ОС обеспечивали параллельное выполнение процессов обработки информации и их иерархическую организацию, интерактивный режим работы коллектива пользователей ЭВМ и обработку информации в режиме реального времени.

Большое влияние на развитие ОС для ЭВМ оказало создание в 1967-м году в ИТМ и ВТ под руководством Л.Н. Королева [7, 11] первой ОС для ЭВМ БЭСМ-6, названной позднее «Диспетчер-68». Она обеспечивала совместное управление работой устройств ЭВМ, подготовку и решение задач в мультипрограммном режиме. По современным понятиям Д-68 являлся ядром операционной системы, обеспечивавшим: мультипрограммный режим пакетной обработки заданий, управление виртуальной памятью, управление внешними запоминающими устройствами и многочисленными устройствами ввода-вывода. Государственная комиссия принимала машину БЭСМ-6 в комплексе с ее программным обеспечением, что явилось новым прецедентом приемки вычислительной техники.

В разработке программного обеспечения ЭВМ наиболее трудоемкой и ответственной частью являлось создание ядра операционной системы. В то время в нашей стране не было опыта разработки ОС, а зарубежным опытом нельзя было воспользоваться, поскольку БЭСМ-6 не являлась копией ни одной машины, что определяло значимость успехов в создании отечественных ОС. Было доказано, что сложнейшие ОС могут разрабатывать отечественные программисты. Операционная система выполняла:

мультипрограммное решение задач;

• управление одновременной работой всех каналов связи с внешними запоминающими устройствами и всех устройств ввода-вывода информации;

• совмещение вычислений во всех задачах с параллельной работой внешних запоминающих устройств и устройств ввода-вывода;

• организацию совместного динамического распределения ресурсов двухуровневой памяти оперативной и внешней), базирующуюся на замещении страниц в оперативной памяти;

• распределение устройств между задачами;

• буферизацию ввода-вывода;

• развитую связь с оператором по управлению прохождением задач и работой устройств;

• возможность многотерминальной работы в диалоговом режиме.

Кроме этих основных функций «Диспетчер-68» обеспечивал вызов трансляторов с языков программирования и автокодов. Д-68 явился предтечей будущих развитых ОС и основой последующих операционных систем для БЭСМ-6: ОС «Дубна» (Н.Н. Говорун) и ОС «Диспак» (В.Ф. Тюрин), дисковой операционной системы, ориентированной на пакетную обработку и эксплуатируемой в дальнейшем на большинстве ЭВМ БЭСМ-6.

После появления у пользователей нескольких ведущих институтов машины БЭСМ-6 и ОС Д-68, их программистские коллективы начали активную разработку собственных ОС, с их точки зрения более адекватно отражавших использование вычислительной техники в этих институтах. Дублирование работ по созданию различных ОС для машины одного типа было полезным, прежде всего тем, что на этих работах выросли специалисты системного программирования высочайшей квалификации и оформились известные в нашей стране программистские школы: ИПМ им. М.В. Келдыша, ИТМ и ВТ им. С.А. Лебедева, Новосибирская школа, возглавлявшаяся А.П. Ершовым, школа ОИЯИ (Дубна), которой руководил Н.Н. Говорун, школа в НИВЦ МГУ, а также ряд других школ, включая ядерные и оборонные центры страны. В результате в 70-е годы одновременно в эксплуатации находились: ОС Д-68, ОС ИПМ, ОС ДИСПАК, ОС ДУБНА, НД-70.