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

• исследование методов организации вычислительных процессов в реальном времени, создание специализированных операционных систем управления и обработки информации;

• исследование экономики разработки крупных программных средств, методов планирования и оценки ресурсов для их создания;

• обеспечение качества, стандартизации и сертификации сложных программных комплексов.

Объемы программных комплексов, обеспечивших функционирование системы (без учета технологических средств разработки программ и проверки технических средств), составили:

• комплекс управления радиолинией – 50 тыс. строк;

• комплекс управления системой – 200 тыс. строк;

• комплекс обработки информации – 200 тыс. строк;

• комплекс приема и обработки телеметрии – 100 тыс. строк;

• комплекс проверки и контроля КА на стартовой позиции – 50 тыс. строк;

• комплекс программ бортовой ЭВМ КА – 16 тыс. строк.

Разработка программного обеспечения «УСК-МО» завершился в 1990-м году переходом на этап эксплуатации и сопровождения. В 1996-м году система первого этапа принята на вооружение.

Примером одной из организаций в СССР, создававших бортовые системы ЭВМ и комплексы программ управления для ракет и космических аппаратов, являлось Харьковское научно-производственное объединение «Хартрон», созданное в 1959-м году. Более 40 лет оно оставалось ведущим разработчиком систем управления, бортовых и наземных вычислительных комплексов, сложного электронного оборудования для различных типов ракет и космических аппаратов. Им созданы комплексы программ систем управления межконтинентальных баллистических ракет СС-7, СС-8, СС-9, СС-15, СС-18, СС-19, самой мощной в мире ракеты носителя Энергия, орбитальных модулей «Квант», «Кристалл», «Природа», «Спектр», 152 спутников серии «Космос» и других объектов [9, 11].

Первые системы управления строились с аналоговыми приборами систем стабилизации, а с 1964-го года электронными счетно-решающими приборами. На этапе создания и последующего выпуска электронных счетно-решающих приборов в Научно-производственном объединении «Хартрон» было организовано современное и мощное производство модулей, многослойных печатных плат, запоминающих устройств на ферритовых сердечниках, решены сложные научно-технические проблемы обеспечения помехозащищенности, высокой надежности, стабильности параметров бортовой вычислительной техники длительного срока эксплуатации.

Генеральным директором и Главным конструктором систем управления для ракетных комплексов в научно-производственном объединении «Хартрон» с 1960 – го по 1986-й год был Владимир Григорьевич Сергеев. К середине 60-х годов стало ясно, что принцип построения систем управления на основе аналоговых и дискретных счётно-решающих устройств не имеет перспективы. Дальнейшее совершенствование управления межконтинентальными баллистическими ракетами требовало резкого увеличения объёмов информации, обрабатываемой на борту ракеты в реальном масштабе времени. Требовалось также принципиально изменить идеологию регламентных проверок систем ракеты, которая базировалась на использовании сложной, наземной, дорогой и неудобной в эксплуатации передвижной испытательной аппаратуры, размещаемой в кузовах нескольких автомобилей.

Революционным шагом на этом этапе явилось использование в системах управления ракет бортовых электронных вычислительных машин, обеспечивающих функционирование ракетного комплекса при наземных проверках и в условиях полета ракеты. При этом резко упрощалась наземная аппаратура, ее можно было разместить в ракетных шахтах, отказавшись от автопоездов. Возможность решения более сложных алгоритмов позволяла существенно повысить точность стрельбы.

В предприятии, было создано подразделение (Борис Михайлович Конорев) по определению требований к архитектуре и вычислительным характеристикам бортовых ЭВМ и разработке программного продукта. Потребовалось создать не только новую методологию разработки всех алгоритмов и программ полета, наземных испытаний, но и создавать новую технологию проектирования технических средств, включая моделирующие стенды, систему автоматизированного производства комплексов программ.

Вначале создание систем управления с бортовыми ЭВМ в «Хартроне» шло по двум направлениям:

• применение бортовой ЭВМ, разработанной головным предприятием по вычислительной технике Министерства радиопромышленности СССР – Научно исследовательским центром вычислительной техники;

• использование бортовой ЭВМ собственной разработки.

В апреле 1967-го года Генеральный директор и Главный конструктор Владимир Григорьевич Сергеев предложил обсудить и решить вопрос о концентрации сил на одном из этих направлений. Все руководители ведущих подразделений: высказались за использование бортовой ЭВМ собственной разработки, поскольку в «чужую» машину было практически невозможно оперативно вносить необходимые изменения в аппаратуру и программы, что резко замедлило бы разработку новых компонентов систем управления. Уже в 1968-м году был испытан первый экспериментальный образец бортовой ЭВМ на гибридных модулях. В 1971-м году, впервые в СССР был произведен запуск новой ракеты 15А14 с системой управления, включающей бортовую ЭВМ.

Удачно выбранный и успешно реализованный комплекс вычислительных характеристик ЭВМ (разрядность 16, объём ОЗУ 512-1024 слов, объём ПЗУ 16 слов, быстродействие 100 тыс. опер/сек.), надежная элементная база обеспечили этой бортовой ЭВМ уникальный срок жизни – около 25 лет, а ее несколько модернизированный вариант находится в эксплуатации на боевом дежурстве. В целях обеспечения малых габаритно-массовых характеристик ЭВМ впервые в отрасли были созданы гибридные микросборки схем управления оперативным запоминающим устройством, плоские микромодули согласующих устройств с гальванической развязкой, многослойные печатные платы, изготовленные методом открытых контактных площадок.

В 1979-м году были приняты на вооружение ракеты 15А18 и 15А35 с унифицированным бортовым вычислительным комплексом. Для систем управления этих изделий, была разработана новая технология отработки программно-математического обеспечения, включающая так называемый «электронный пуск», при котором на специальном имитационном моделирующем комплексе, включающем ЭВМ БЭСМ-6 и изготовленные блоки системы управления ракетой, моделировался полет ракеты и реакция системы управления на воздействие основных возмущающих факторов. Эта технология обеспечила также эффективный и полный контроль полетных заданий.