Русский | English   поискrss RSS-лента

Главная  → Документы и публикации  → Материалы конференций  → Материалы Международной конференции Sorucom-2017  → Разработка системы нормативно-технической документации при создании ЕС ЭВМ

Разработка системы нормативно-технической документации при создании ЕС ЭВМ

Шестидесятые годы двадцатого столетия ознаменовались достаточно серьезным развитием средств электронной обработки информации во всем мире. Не отставал от них и Советский Союз. Многие научно-исследовательские институты, конструкторские бюро и т.п. проектировали и изготавливали вычислительные машины, в том числе и большие, по оценке того периода времени. К середине 60-х годов в СССР использовалось свыше 20 различных отечественных ЭВМ, а количество каждого вида не превышало нескольких десятков. Первые машины, так называемые, первого поколения были ламповыми, потребляли достаточно много энергии, требовали дополнительного охлаждения и значительных площадей для установки. Главным же недостатком была их несовместимость по всем параметрам: техническая, программная и информационная.

Однако, серьезное научно-техническое развитие во всех областях, включая экономику, сельское хозяйство, метеорологию, тормозилось из-за отсутствия технических средств для производства быстрых и точных расчетов. При этом требовались совместимые ЭВМ, выпускаемые серийно. Для решения проблемы была разработана программа создания Единой системы ЭВМ (ЕС ЭВМ) – машин третьего поколения. В таких машинах в первую очередь нуждались Госплан ССР, ЦСУ, все институты Академии наук, вузы, правительства союзных республик, все силовые министерства, разработчики крупных проектов в области космонавтики, ядерной энергетики и др. Для этого необходимо было опережающее создание системы совместимых вычислительных машин. Предполагалось, что разработка и производство ЭВМ будет одновременно осуществляться во всех странах СЭВ по единой конструкторской и технологической документации

Советский Союз в то время был основным звеном Совета Экономической Взаимопомощи (СЭВ) и создание системы совместимых ЭВМ должно было охватить и страны СЭВ: Болгарию, Венгрию, ГДР, Польшу и Чехословакию, у которых были возможности для создания и производства как собственно ЭВМ, так и отдельных устройств и элементной базы для них. Для такого успешного взаимодействия необходимо было создание системы нормативно-технической документации, обеспечивающей все основные аспекты создания семейства совместимых электронных вычислительных машин. Был предложен метод опережающей стандартизации, определяющийся тем, что разработка стандартов и других нормативных документов предваряет сам процесс проектирования, изготовления изделий или решения определенной проблемы.

Направления стандартизации ЕС ЭВМ и методы проведения работ по стандартизации определялись особенностями ЕС ЭВМ. ЕС ЭВМ характеризуется следующими признаками: большой сложностью каждого изделия; значительным количеством взаимозаменяемых изделий, имеющих самостоятельное эксплуатационное назначение; возможностью построения любых конфигураций моделей ЭВМ с изменениями в широких пределах по составу входящих в них устройств; широким участием в разработке ТС ЕС ЭВМ и математического обеспечения большого числа предприятий как в СССР, так и в социалистических странах; ориентацией на возможность автоматизированного и полуавтоматизированного составления документации.

В связи с вышеизложенным, необходимо установление наиболее общих требований к разработке в целом по всем проектируемым устройствам, к документации и т.п. и их регламентация до начала проектирования. Это было обеспечено на основе опережающей стандартизации. Основным принципом опережающей стандартизации является опережение работ по стандартизации того этапа создания системы или отдельных ее частей, на который распространяются стандарты. Это, например, означает, что стандарты на правила выполнения технических заданий разрабатываются до этапа технического проектирования, стандарты на правила выполнения конструкторской документации – до этапа рабочего проектирования и т.д. Опережающие стандарты, как правило, разрабатываются на стабильные объекты, не меняющиеся как на протяжении разработки и производства данного вида изделий, так и других изделий в последующие периоды. Объекты стандартизации ЕС ЭВМ определяются на основании заданного уровня стандартизации и унификации, изложенного в документе «ЕС ЭВМ. Общие технические требования», а также научно-технического прогноза стабильности объекта или динамики его изменения.

В основу разрабатываемых стандартов ЕС ЭВМ положены принципы и положения, позволяющие проведение автоматизированного проектирования и оформления конструкторской документации. Единая система электронных вычислительных машин должна представлять собой комплекс совместимых вычислительных машин третьего поколения, предназначенных для решения широкого класса научно-технических и экономических задач. Эти вычислительные машины ориентированы и на использование в автоматизированных системах управления. Модульная структура конструкции ЕС ЭВМ в сочетании с совокупностью стандартных интерфейсов между каналами и устройствами управления внешними устройствами (УВУ), между УВУ и внешними устройствами, интерфейсами прямого управления и питания позволяет потребителям выбрать необходимую конфигурацию вычислительной машины любой модели в полном соответствии с требованиями решаемых задач и с учетом развития системы в будущем. При изменении состава задач и при появлении новых требований к существующей конфигурации ЭВМ легко могут быть добавлены новые внешние устройства или произведена замена процессора более мощным. Возможность изменения конфигурации машин в процессе эксплуатации способствует также предотвращению морального устаревания ЭВМ.

ЕС ЭВМ представляет собой совокупность технических и программных средств, на базе которых создан типовой ряд ЭВМ третьего поколения. В состав технических средств (ТС) входят процессоры с различной производительностью, каналы мультиплексный и селекторный, большая номенклатура внешних устройств различного назначения (устройства ввода-вывода), накопители на магнитных дисках, лентах, барабанах, устройства подготовки данных и др. Концепции, на основании которых создана ЕС ЭВМ, дают возможность совершенствовать ее в дальнейшем как в части технических средств, так и математического обеспечения.

Эти концепции следующие:

Каждая из моделей ЭВМ имеет минимальный состав технических средств, достаточный для функционирования соответствующей операционной системы и удовлетворяющий основную массу потребителей. Именно такие ЭВМ рассчитаны на серийное производство. Одним из важнейших достоинств всех моделей ЕС ЭВМ является их программная совместимость, что позволяет разрабатывать программы вне зависимости от конкретного типа ЭВМ и ее конфигурации, использовать общие операционные системы, создавать единый фонд пакетов прикладных программ и др.

Каждая из моделей ЕС ЭВМ построена однотипно. Внешние устройства подключаются к процессорам через специальные устройства обмена – каналы, которые образуют стандартную систему сопряжения – интерфейс ввода-вывода. Таким образом, стандартизация системы интерфейсов обеспечит возможность формировать из различных устройств конкретных ЭВМ, ориентированных на решение имеющихся задач. К ним относятся интерфейс прямого управления, интерфейсы ввода-вывода (селекторный и мультиплексный) и интерфейс питания.

Практически интерфейс представляет собой унифицированное многоконтактное разъемное кабельное соединение, по которому передаются все необходимые сигналы управления и данные, имеющие соответствующие функциональные, временные и электрические параметры, однозначно воспринимаемые только тем внешним устройством, которому они в данный момент предназначены. Ответные сигналы управления и данные от внешнего устройства поступают к процессору. Такой состав стандартных интерфейсов позволяет формировать различный состав ЭВМ, а также осуществлять их реконфигурацию в процессе эксплуатации. Проектирование, производство и эксплуатация ЭВМ единой системы в разных странах СЭВ потребовало принципиально нового подхода к системе документации нормативно-технической, конструкторской, технологической и эксплуатационной.

К нормативно-технической документации относятся стандарты всех категорий, которые устанавливают необходимую совокупность норм, правил и требований, обязательных при проектировании, изготовлении и эксплуатации технических средств ЕС ЭВМ. Конструкторская документация представляет собой совокупность документов, которые полностью и однозначно определяют необходимые данные для изготовления, наладки, приемки, эксплуатации и ремонта технических средств ЕС ЭВМ. Основными задачами, которые решались при разработке документации вычислительных машин третьего поколения, были:

Для выполнения этих задач была создана система нормативно-технической документации ЕС ЭВМ, включающая как государственные, так и отраслевые стандарты, специально разработанные для ЕС ЭВМ. Отраслевые стандарты ЕС ЭВМ направлены на обеспечение технической, программной и информационной совместимости. Для достижения высокого уровня стандартизации система нормативно-технической документации разработана по нескольким основным направлениям.

  1. Обеспечение агрегатного метода построения технических средств ЕС ЭВМ, а также технической и функциональной совместимости устройств.
  2. Единообразие выполнения документации и представления информации в ней: условных графических обозначений, идентификации составных частей, сигналов и др.
  3. Установление единства номенклатуры и правил выполнения конструкторской документации при одновременном максимальном сокращении сроков проектирования за счет применения автоматизации проектирования и сокращения ручного труда.
  4. Обеспечение надежности изделий. Установление и регламентирование параметров надежности и методика их расчета и проверки.
  5. Установление системы кодов и терминов для достижения информационной совместимости.
  6. Стандартизация конструктивной и элементной базы, установление конструктивной модульности, унификация элементов конструкций, сокращение номенклатуры применяемых электрорадиоэлементов, материалов и др.
  7. Установление единых требований эргономики, технической эстетики и связанных с ними конструктивных элементов для придания ЭВМ и устройствам современного вида, способствующего конкурентоспособности ЭВМ на внешнем рынке.
  8. Обеспечение единства разработок всех соисполнителей и установление взаимопонимания в широком смысле этого слова. Единство и взаимопонимание достигается установлением общих технических требований, правил приемки и методов испытаний опытных образцов, общей и однозначной терминологии, системой адресации элементов конструкций, системой индексации изделий и единой номенклатуры и правил выполнения программной документации систем математического обеспечения.

Вся нормативно-техническая документация ЕС ЭВМ должна быть создана таким образом, чтобы обеспечить единство разработки технических средств и конструкторской документации на этапе рабочего проектирования. Это в значительной степени позволит избежать переоформления документации при передаче изделий в серийное производство. Исходя из этого был выбран метод создания нормативно-технической документации, сущность которого заключается в том, что разработка стандартов предваряет сам процесс проектирования нового технического средства или решения определенной проблемы. Из сущности проведения работ по опережающему созданию нормативно-технической документации вытекает, что регламентации в первую очередь подлежат наиболее общие вопросы проектирования и создания изделий, а не сами конкретные изделия. Значит, система нормативно-технической документации ЕС ЭВМ не есть нечто постоянное и полностью законченное, она должна развиваться и совершенствоваться.

Вся техническая документация была разделена на три группы:

  1. нормативно-техническая документация (стандарты государственные и отраслевые, стандарты предприятия, руководящие технические и методические материалы и др.);
  2. конструкторская документация (схемы, чертежи, таблицы, ведомости, технические описания, инструкции по эксплуатации, технические условия и др.); и
  3. технологическая документация (технологические инструкции, маршрутные карты, ведомости материалов и др.).

Нормативно-техническая документация устанавливает состав и единство правил оформления, учета, хранения и составления конструкторской документации, а также требований и норм к изделиям и методам их испытаний.

Разработанные технические средства ЕС ЭВМ имеют высокую степень стандартизации и унификации, которая была обеспечена системой стандартов. Под системой стандартов или системой нормативно-технических документов ЕС ЭВМ понимается комплекс взаимоувязанных стандартов, устанавливающих совокупность норм, правил и требований, выполнение которых позволяет обеспечить совместимость технических средств, агрегатное построение моделей ЕС ЭВМ, единство разработок между всеми предприятиями и ведомствами, принимающими участие в создании ЕС ЭВМ, получение необходимых качественных показателей всех изделий ЕС ЭВМ и контроль этих показателей, удешевление создания и производства ЭВМ и их элементов.

Система стандартов ЕС ЭВМ включала:

Отраслевые стандарты подразделяются на стандарты отрасли – ОСТ4ГО… и стандарты подотрасли вычислительной техники ОСТ4аШО… Стандарты отрасли необходимы для предприятий, разрабатывающих и применяющих изделия в рамках отрасли, а стандарты подотрасли – для предприятий, разрабатывающих и изготовляющих ЕС ЭВМ.

Конструкторская документация

Состав конструкторской документации на изделия ЕС ЭВМ и правила их оформления регламентируются действующей в СССР Единой системой конструкторской документации (ЕСКД).

ЕСКД согласно ГОСТ 2.001-70 представляет собой комплекс государственных стандартов, устанавливающих единые взаимосвязанные правила и положения по порядку разработки, оформления и обращения конструкторской документации, разрабатываемой организациями и предприятиями Советского Союза.

Единые правила и положения ЕСКД обеспечивают:

Стандарты ЕС ЭВМ базируются на действующих государственных стандартах и утвержденных рекомендациях ИСО и СЭВ, конкретизируют и дополняют отдельные положения ГОСТ, восполняют государственную систему НТД по ряду объектов стандартизации, не охваченных государственными стандартами; устанавливают правила выполнения ряда специфических документов, характерных для вычислительной техники (диаграммы временные, диаграммы микропрограммной логики, схемы алгоритмов и др.).

Основными объектами стандартизации ЕС ЭВМ являются:

Конструктивно-технологическая база и нормы конструирования определяются стандартами, регламентирующими типоразмеры и типовые конструкции модулей всех уровней типового шкафа-стойки: типового элемента замены (ТЭЗ), панели, рамы и стойки с установлением иерархической совокупности модулей в компоновке электронных устройств и блоков, единые унифицированные элементов органов управления, единые требования к стилевому оформлению ТС ЕС ЭВМ, а также установку навесных элементов на платах, перечень материалов, покрытий и др.

Разработка фактического большинства конструкторских документов связана с применением самых различных способов условного обозначения информации. Естественно, при любых сокращениях информации или ее кодировании необходимо обеспечить однозначное восприятие содержания сообщения и его смысловой нагрузки. В нормативно-технической документации ЕС ЭВМ разработана методика кодирования информации, в которой предусмотрена возможность упрощения разработки и чтения документации при построении сложных структурных решений, реализуемых на основе применения микросхем высокой интеграции и наиболее полного использования средств автоматизации проектирования, контроля и изготовления. Особое внимание при этом уделено информации, располагаемой в схемной и табличной документации.

При разработке этой методики принимали во внимание следующие основные положения:

Особенностью схемной конструкторской документации ЕС ЭВМ является следующее:

Электрические схемы сложных электронных устройств и систем, являющиеся основными документами при разработке, изготовлении, наладке, эксплуатации и изучении изделий, значительно усложнились по содержанию и объему. Применявшийся ранее ручной способ их выполнения требовал больших затрат времени, при этом наблюдалась неизбежность внесения ошибок, на исправление некоторых уходило также много времени.

Как никогда остро встал вопрос о новом подходе к разработке и оформлению схемной документации, основой которого является автоматизация процесса проектирования ряда схемных документов. Отраслевые стандарты ЕС ЭВМ по схемной документации разработаны с учетом требований автоматизации процесса проектирования, предусматривающей изготовление документации машинным способом. Предпосылкой для автоматического выполнения документации на ЭВМ является высокий уровень стандартизации конструктивных элементов изделия, реализация единых систем адресации элементов конструкций и индексации обозначений этих элементов, а также применение единых по всем схемным документам идентификаторов функциональных частей и сигналов.

Основные принципы построения условных графических обозначений (УГО) для элементов, выполняющих логическое преобразование сигналов, специальных элементов и электрорадиоэлементов, условные обозначения модификаций интегральных схем, разрешенных для применения в разработках и при изготовлении технических средств ЕС ЭВМ, равно как и их перечень, правила выполнения электрических схем (структурных, функциональных, принципиальных). Все правила и положения, необходимые при разработке и выполнении схемной документации моделей и устройств ЕС ЭВМ, изложены в отраслевых стандартах ЕС ЭВМ, что позволило использовать инновационный подход к выполнению схемной документации.

Было создано специальное подразделение для выполнения всей схемной документации, что позволило существенно повысить производительность труда и практически избежать ошибок.

Система индексации изделий ЕС ЭВМ

В состав ЕС ЭВМ входит большое число различных технических средств с самостоятельным функциональным значением: процессоры, периферийные запоминающие устройства, устройства ввода-вывода, абонентские пункты, сервисное и вспомогательное оборудование для машинных залов и др. В связи с широкой кооперацией при разработке, изготовлении и поставке, в том числе с участием стран СЭВ, требовалось обеспечить единство индексации изделий для достижения централизованного учета, контроля и анализа разрабатываемых изделий.

Необходимость разработки единой системы индексации диктуется наличием многообразия действующих систем классификации изделий и систем обозначений конструкторской документации в разных странах; субъективным подходом к выбору наименования изделий, включающих определения их функционального назначения. Единый классификатор изделий ЕС ЭВМ является одним из регламентирующих нормативных документов ЕС ЭВМ, в его основу положены следующие основные принципы:

Как известно, все множество изделий делится на четыре группы: детали, сборочные единицы, комплексы и комплекты. Изделия, подлежащие индексированию в ЕС ЭВМ, образуют только две группы: группу комплексов (изделия вида I) и группу сборочных единиц (изделия вида II).

В группе комплексов наименьшей единицей выбрано устройство. Это изделие определено в качестве сборочной единицы, характеризующейся функциональной и конструктивной законченностью, обладающей самостоятельным назначением при эксплуатации. Каждое изделие ЕС ЭВМ, отнесенное к одной из двух групп, подлежит индексированию, при этом все индексы сопровождаются кодом ЕС. Созданная на принципах опережающей стандартизации система нормативно-технической документации позволила разработать и выпустить ЭВМ единой системы. Проектирование и производство машин успешно осуществлялось на различных КБ и предприятиях. Правила выполнения документации, в первую очередь схемной, узаконены Государственным стандартом. Вся нормативно-техническая документация была согласована с представителями стран СЭВ, что позволило успешно осуществить создание Единой системы ЭВМ в заданные сроки.

Литература

Система документации Единой системы ЭВМ. Квасницкий В.Н., Наголкин А.Н., Болотов О.В. и др. М., Статистика, 1975 г.

Об авторе: д.т.н.
1961–1972 – начальник базового отдела стандартизации НИЦЭВТ
Материалы международной конференции Sorucom 2017
Помещена в музей с разрешения автора 14 Апреля 2018

Проект Эдуарда Пройдакова
© Совет Виртуального компьютерного музея, 1997 — 2018