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

Контроль хода эксперимента, управление режимами испытаний и оперативная корректировка параметров объектов внешней среды осуществлялась испытателями с автоматизированных рабочих мест, включавших в свой состав дисплеи, графопостроители, пульты оператора-испытателя. Ввод-вывод графической и алфавитно-цифровой информации мог осуществляться с помощью графических дисплеев испытателей.

В рассматриваемом примере КИМС, модели воздушной обстановки состояли, в основном, из двух групп: модели движения самолетов противника и модели движения самолетов и ракет перехватчиков. На аппаратуру отображения КИМС выводилась информация о движении всех воздушных объектов и идентифицирующая их информация в реальном времени. В соответствии с исходными параметрами сценария эксперимента, моделировались траектории движение самолетов противника с учетом времени, зон и дефектов их обнаружения различными радиолокационными средствами. Эти данные в реальном времени из КИМС транспортировались в специализированную ЭВМ испытываемой системы ПВО, где обрабатывались для принятия решений.

На командном пункте по этим данным принималось решение о перехвате целей, и в КИМС передавалась исходная информация для моделирования движения истребителей или ракет перехватчиков. Их траектории генерировались и управлялись соответствующими моделями КИМС и при необходимости корректировались командами с пункта наведения через штатную аппаратуру обмена информацией с бортом самолета или ракеты перехватчика. Результаты моделирования перехвата обрабатывались и отображались на графических дисплеях специализированной ЭВМ и регистрировались на графопостроителях КИМС. Кроме того, обобщалась информация о характеристиках качества функционирования программных продуктов системы ПВО, о выявленных дефектах программ и ошибках операторов. Комплекс программ моделирования объектов внешней среды КИМС составлял около 400 тысяч строк ня автокодах БЭМШ и АС-6.

Использование КИМС для динамической отладки и испытаний крупномасштабных программных продуктов высокого качества по экспертным оценкам сокращал затраты и время на их отработку на 40–50 %. Это обеспечивалось за счет автоматизации технологии отладки и более качественной проверки и отработки программ на моделях. Сокращалось также в несколько раз требуемое число натурных экспериментов, потребность в экспериментах с привлечением реальных летных средств уменьшалась в среднем в 3–5 раз. Создание КИМС и его программных моделей потребовало значительных затрат материальных и интеллектуальных ресурсов. При оценке рентабельности разработки такого стенда необходимо было определять, как выигрыш от его применения, так и затраты на его разработку.

Системы ПРОМЕТЕЙ-технологии позволили повысить производительность труда при создании крупных комплексов программ реального времени в ряде предприятий оборонной промышленности приблизительно на порядок, до 3–5 команд в день на человека. С использованием этих систем были разработаны, сопровождались и эксплуатировались программные продукты с общим объемом в несколько десятков миллионов команд. Все разработки комплексов программ реального времени базировались на оригинальных отечественных идеях, методах и инструментальных средствах. Во всех системах практически полностью отсутствовали зарубежные технологические компоненты (кроме ОС ЕС). В 1988-м году в силу ряда организационных обстоятельств и «смуты и разрухи» в стране работ по развитию программной инженерии, комплексной ПРОМЕТЕИ – технологии и перечисленных инструментальных систем прекратились.

Примером создания крупного комплекса программ реального времени в начале 60-х годов была разработка, испытание и внедрение оборонной системы для перехвата и уничтожения опасных космических аппаратов (КА) [13, 11]. При появлении космической тематики в КБ-1 создание системы противокосмической обороны (система «ИС») было поручено в 1960-м году отделу, руководимому Анатолием Ивановичем Савиным, который возглавлял многие последующие проекты в этой области в ЦНИИ Комета. Среди новых оказалась задача управления КА – перехватчиком для его наведения и поражения КА-агрессора на основе сложных алгоритмов обработки информации, с чем не могла справиться применяемая ранее аналоговая техника. Необходимо было включить в контур управления КА цифровую вычислительную машину. В это время на предприятии имелся наземный вычислительный центр из нескольких машин типа М-50 с техническим персоналом и программистами, среди которых были выпускники ведущих вузов с физико-математической подготовкой, которые выполняли текущую работу по формализации задач, разработке алгоритмов и отладке программ, а также по автоматизации программирования. Однако в данном случае необходимо было, чтобы машина могла производить необходимые вычисления в реальном времени, реагируя на внешние сигналы, поступающие по каналам связи, принимать и выдавать информацию в нужные моменты. Такого опыта не было. Требовалось создать специализированную вычислительную машину и реализовать на ней процесс, соответствующий предполагаемой временной диаграмме функционирования оборонной системы. Основные задачи состояли в следующем:

• измерение параметров движения цели – опасного космического аппарата агрессора по данным радиолокационных станций;

• прогнозирование движения космического аппарата – цели;

• расчет траектории наведения на цель космического аппарата перехватчика;

• определение параметров движения космического аппарата – перехватчика по данным радиолокатора;

• расчет параметров старта ракеты – перехватчика и программы расчетов первого витка движения цели;

• подготовка и выдача информации на стартовую позицию КА для перехвата цели;

• наведение космического аппарата – перехватчика на цель методом трех импульсной коррекции его траектории.

Необходимость разработки программ реального времени с высоким качеством функционирования, надежности, ресурсными ограничениями по занимаемой памяти, временам реакций по разным задачам для еще несуществующей машины в заданные сроки привело к необходимости выполнения ряда научных работ (Владимир Федорович Гребенкин):

• разработке специального программного комплекса решения задач реального времени: диспетчеризации и планирования функциональных задач, контроля, обмена и резервирования;