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

В 1959 году в НИИ-5 был разработан проект территориальной, распределенной информационной системы ПВО (генеральный конструктор Анатолий Леонидович Лившиц) [12], которая в современной терминологии имела, следующие особенности (опытный образец в полном составе испытан в 1969 году):

• территориально-распределенная информационная система на ЭВМ с многими пунктами сбора и обработки радиолокационной информации и командными пунктами управления активными средствами ПВО – ракетами и истребителями-перехватчиками;

• радиолокационная информация о воздушных целях от различных источников из зоны их обнаружения, обобщалась на командных пунктах, что обеспечивало непрерывность траекторий целей для возможности действия активных средств ПВО;

• все средства обработки информации и управления должны были работать на ЭВМ в реальном масштабе времени при несинхронных потоках сообщений от источников информации с временем отклика измеряемом долями секунды;

• на каждом пункте обработки радиолокационной информации и управления должны были применяться, объединенные в локальную сеть графические терминалы различных типов (характроны, телевизионные индикаторы) для визуализации воздушной обстановки и обеспечения функционирования оперативного и командного состава;

• вычислительные средства обработки радиолокационной информации и командных пунктов имели очень ограниченные ресурсы по памяти и производительности и низкую надежность и, тем не менее, должны были эффективно и надежно решать заданные функциональные задачи ПВО;

• телекоммуникационные каналы связи работали по унифицированным протоколам, имели относительно низкую пропускную способность (телефонные каналы) и большой процент ошибок в сообщениях.

Командные пункты управления активными средствами ПВО были построены на стационарных, полупроводниковых ЭВМ «Радон» (главный конструктор Сергей Алексеевич Крутовских) и комплексах расширения памяти «Кристалл» (впоследствии на ЭВМ «Гранит»). Сотни тысяч команд в программах командного пункта были разработаны в машинных кодах под руководством Залмана Михайловича Бененсона к 1968-му году, а затем развивались и совершенствовались многие годы. В разработке алгоритмов и программ участвовало свыше двухсот человек.

Система ПВО базировалась на множестве подвижных радиолокационных узлов (РАУ), образующих почти сплошное поле радиолокационного обнаружения в стране. Для автоматизированной системы обработки информации радиолокационного узла «Межа» использовалась мобильная ЭВМ 5Э89 (см. п. 2.6). На машине выполнялась обработка информации, поступающей в реальном масштабе времени от радиолокаторов кругового обзора, и автоматизированное сопровождение воздушных целей, истребителей и ракет. Разработка опытного образца системы ПВО была успешно завершена в 1968-м году, и началось ее серийное производство. Разработка программ РЛУ была очень трудоемкой и показала необходимость автоматизации проектирования и производства комплексов программ реального времени.

Концепция технологии программной инженерии была развита и апробирована в середине 70-х годов при проектировании и внедрении в ПВО версий системы автоматизации разработки программного обеспечения (САРПО см. п 3.5) и комплексных испытательных моделирующих стендов (КИМС), на предприятиях различных отраслей оборонной промышленности (см. главу 4). Ее основные положения первоначально использовались и испытывались при создании инструментальных систем САРПО, а также на их основе в течение всего жизненного цикла ряда систем оборонного назначения. С использованием этих САРПО были разработаны и сопровождались программные продукты с общим объемом в несколько десятков миллионов команд.

Конструктивные характеристики, и особенности функционирования объектов разработки оборонных систем, принятые при создании ПРОМЕТЕИ – технологии, отличались от других комплексов программ в следующем:

• высокая информационно-логическая и

структурная сложность комплексов программ;

• большой размер (объем) создаваемых комплексов программ – до нескольких сотен тысяч операторов – строк текста программ;

• большая размерность – число входящих компонентов (модулей) до нескольких тысяч;

• разнообразие обрабатываемых типов и единиц данных, число которых могло доходить до нескольких десятков тысяч;

• наличие глубокой связности программных компонентов по информации и управлению и необходимость их комплексирования в целостный комплекс программ;

• высокая логическая сложность программных компонентов – среднее число команд принятия решений (альтернатив) в программах – одно на 5 – 10 команд;

• основной способ запуска функциональных программ для исполнения – автоматический от информации, поступающей от объектов внешней среды или от других программ в случайные моменты времени;

• полное и глубокое документирование компонентов и комплексов программ, продолжительное конфигурационное управление и сопровождение версий программных продуктов.

Особенности функционирования создаваемых комплексов программ, определившие ПРОМЕТЕЙ-технологию в целом и характеристики инструментальных систем автоматизации, включали:

• ограниченность ресурсов памяти и производительности специализированных ЭВМ, ориентированных на решение целевой, функциональной проблемы конкретной системы обработки информации и управления;

• требования малого времен реакции – отклика (миллисекунды или секунды) на поступающую информацию от объектов внешней среды, и подлежащую обработке;

• большое число асинхронных, взаимодействующих с комплексом программ внешних источников и потребителей информации (десятки, сотни);

• высокие требования к качеству, надежности и безопасности функционирования комплекса программ, вследствие чего необходима высококачественная отладка и испытания в динамике в условиях имитированной и реальной внешней среды;

• набор штатных внешних устройств и диалоговых средств таких ЭВМ был ограничен и не позволял на них вести автоматизированную разработку комплексов программ;

• длительное зачастую непрерывное функционирование комплексов программ при эксплуатации (круглосуточно, годами).

Область применения технологии определила методы и средства автоматизации регламентированных процессов реализации комплексов программ, автоматизацию всех функционально связанных этапов и операций технологического процесса. В частности, это достигалось созданием общей базы данных проектирования, в которой хранились компоненты комплекса программ во всех формах представления (исходные спецификации, тексты программ на языке и в объектном коде, тесты, документы и т. д.). Сквозная, технология программной инженерии включала скоординированную автоматизацию всех этапов ЖЦ, как отработку комплекса программ на специально выделяемой технологической ЭВМ (кросс-технология), так и на специализированной мобильной ЭВМ, реализующей комплекс программ (резидент-технология). Для этого использовались следующие основные технологические принципы :