Русский | English   поискrss RSS-лента

Главная  → Книги и компьютерная пресса  → Электронные версии книг  → Давлет Исламович Юдицкий  → 4.5.2. Д.И. Юдицкий и минисистемы

4.5.2. Д.И. Юдицкий и минисистемы

Говорят: “Один раз – случайность, два раза – совпадение, три раза – закономерность”. Три проекта СВЦ по созданию супер-ЭВМ по разным причинам потерпели неудачу. Закономерность определилась. Фирма переживала острый кризис. Персонал был деморализован, разговоры на тему “Когда нас разгонят?” были весьма популярны в коридорах и курилках СВЦ.

Стало ясно, что в условиях “межведомственных барьеров” реализовать проект создания супер-ЭВМ не удастся, ещё более обострился вопрос об иной тематике предприятия.

Давлет Исламович, заблаговременно оценив ситуацию, ещё в 1973 г. принял единственно правильное для СВЦ решение: расширение тематики СВЦ в сторону малых машин и систем, которые можно было производить в Минэлектронпроме. В результате в 1973 г. были начаты работы по разработке двух принципиально новых направлений:

Задел был сделан своевременно и новая тематика выходила в СВЦ на лидирующие позиции.

Не все ведущие специалисты поняли и разделили этот переход. Кто-то счел несерьёзным для себя заниматься малыми машинами. Кто-то почувствовал себя не у дел: пока они занимались супер-проектами 41-50 и САПР самолётов, на разработки по малым машинам и микропроцессорам была направлена молодёжь и некоторые корифеи СВЦ поглядывали на “игрушки детского сада” свысока. А теперь оказалось, что место уже занято этим самым “детским садом”. Так, или иначе, но при смене тематики СВЦ потерял ряд ведущих специалистов, в том числе: В.М. Радунского, М.Н. Белову, Ю.Н. Черкасова, И.А. Большакова, Б.Н. Понайоти, Л.Г. Рыкова и др. А СВЦ пошёл по новому пути.

Мини-ЭВМ “Электроника НЦ-1” и периферийные устройства для неё

Детский конструктор

В 1973 г. началась разработка принципиально нового для СВЦ изделия – мини-ЭВМ “Электроника НЦ-1”.

В основу проекта НЦ-1 был положен модульный принцип – “детский конструктор” (как говорил Давлет Исламович), позволяющий из стандартных модулей путём простого комплексирования, “без паяльника и осциллографа” создавать системы разнообразных конфигураций (рис. 4.48). Это сейчас устройства массовых персональных компьютеров глобально унифицированы и действительно в совокупности представляют собой международный конструктор, из которого любой, не слишком ленивый старшеклассник может самостоятельно собрать необходимую ему систему. Тогда о возможности свободной комплектации произвольных систем самим потребителем большинство не только не мечтало, но даже не догадывалось.

Рис. 4.48. Конструктор Г.А. Кириллова за макетом “детского конструктора” “Электроника НЦ-1”

Рис. 4.48. Конструктор Г.А. Кириллова за макетом “детского конструктора” “Электроника НЦ-1”

Комплект модулей НЦ-1 предназначался для построения самых разнообразных систем контроля, измерений, управления технологическими процессами в реальном масштабе времени и применения в качестве терминальной ЭВМ в сложных системах в режиме диалога.

Для разработки архитектуры и принципов построения ЭВМ “Электроника НЦ-1” в начале 1973 г. Давлет Исламович организовал и возглавил компактную рабочую группу в составе: Д.И. Юдицкий, М.М. Хохлов, В.В. Смирнов, Б.А. Михайлов и Ю.Л. Захаров. На три месяца его кабинет был превращён в штаб этой группы, работающей по 12 и более часов в сутки в режиме интеллектуального мозгового штурма. Управление предприятием было возложено на заместителя по науке П.В. Нестерова и главного инженера Н.Н. Антипова. Сам Д.И. Юдицкий отвлекался только для решения важнейших проблем.

Был проанализирован лучший зарубежный и отечественный опыт, восприняты все перспективные идеи, дополнены собственными и гармонично синтезированы в единой архитектуре для построения ряда совместимых мини-ЭВМ и систем на их основе, получившей наименование “Электроника НЦ”.

Как называть

Обосновывая аббревиатуру “НЦ” Д.И. Юдицкий говорил: “По решению министра продукция Министерства электронной промышленности имеет основой обозначения слово “Электроника”. Мы работаем в “Научном центре”, поэтому по той же логике к слову “Электроника” нам следует добавить НЦ”.

В результате такого творческого порыва родились основные решения проекта:

Мини-ЭВМ “Электроника НЦ-1”

После того, как основные принципы построения НЦ-1 определились, Давлет Исламович приказом №56 от 15 марта 1973 г. расширил группу специалистов, сконцентрировал их в отдельной лаборатории в отделе главного конструктора, полностью отрезав таким образом от другой тематики СВЦ. Эта группа детализировала принятые решения и сформулировала задания для подразделений предприятия. Затем к работам по созданию НЦ-1 были подключены все необходимые подразделения предприятия. В разработке активное участие принимали: ГК – Д.И. Юдицкий, разработчики: М.М. Хохлов, В.В. Смирнов, Б.А. Михайлов, Ю.Л. Захаров, В.С. Кокорин, А.М.Смаглий, В.А. Меркулов, В.Н. Шмигельский, П.П. Силантьев, А.В. Бокарев, Ю.М. Петров, В.М. Трояновский, Б.В. Шевкопляс, Ф.И. Романов и др. К осени конструкторская документация была разработана и началось изготовление опытных образцов. Опытное производство в это время частично находилось ещё на старой территории в корпусе «П» северной промзоны, частично уже переехало в IV секцию южной промзоны (будущий завод “Логика” в его первой кратковременной инкарнации, ныне “Технопарк «Зеленоград»”). Там же производилась сборка и настройка опытных образцов. Работы по монтажу и наладке проводились в круглосуточном режиме.

Благодаря применению кросс-системы на БЭСМ-6, системное и тестовое программное обеспечение было разработано к моменту завершения изготовления образцов, что позволило сразу же совместно испытать их.

Зарождение завода “Логика”

К этому времени завершалось строительство производственного комплекса из четырёх секций на южной промзоне (ныне – завод “Элма” и технопарк “Зеленоград”). Четвёртая секция приказом министра была передана СВЦ. Приказом по СВЦ №61 от 27 марта 1973 г. было положено начало реорганизации опытного производства при СВЦ, которое до этих пор существовало в виде отдела 51 в корпусе «П» северной промзоны, в опытный завод при СВЦ, который позже получил название “Логика”, т.к. предназначался для выпуска ЭВМ – изделий строго логических. Сначала предстояло перевезти из корпуса «П», установить и запустить в работу оборудование отдела 51. Параллельно закупалось новое оборудование, осваивались новые технологии, набирались новые специалисты. И всё это без изменения плановых работ по изготовлению образцов разрабатываемых изделий. Ситуацию осложняло то, что проектом все 4 секции новостройки на южной промзоне предназначались для одного предприятия с единой инфраструктурой электро-, тепло- и водоснабжения и т.п. Поскольку у секций оказалось два хозяина (три секции – завод “Элма” и одна – СВЦ), пришлось все эти инфраструктуры делить, перестраивать. Все эти проблемы были решены и опытное производство в течение пары лет превратилось в современнейший завод для производства электронной аппаратуры.

Обмен

После переезда опытного производства СВЦ из корпуса «П» в 4-ю секцию южной промзоны, Д.И. Юдицкий и Г.Я. Гуськов в 1974 г. произвели обмен зданий. НИИМП получил корпус «П», а СВЦ корпус «М» (школа металлистов), стоящий рядом и с общим двором с корпусом «Ш» – основным корпусом СВЦ. Так все научные подразделения СВЦ оказались сконцентрированными в одном месте, что было гораздо удобнее для работы.

Атмосфера, в которой создавалась НЦ-1, хорошо передается в воспоминаниях участника событий В.М. Трояновского: “В четвёртой секции Южной промзоны была развернута производственная площадка (будущий завод «Логика») с необычайным круглосуточным режимом работы, комнатой для чаепитий или «кофейных пауз», где профком постоянно поддерживал на необходимом уровне запас чая, редкого по тем временам растворимого кофе, сахара и печенья (буфета в новом здании ещё не было). Работали с необычайным энтузиазмом, производственные вопросы решались на уровне производственных совещаний и личных контактов. Всё было новым и интересным, разработчикам (как и во всём Зеленограде) было в среднем около 30 лет – тот самый «возраст свершений». Мне довелось (практически по собственной, но одобренной Давлетом Исламовичем инициативе) разрабатывать первую демонстрационную программу для этой ещё только создаваемой ЭВМ. Повозившись с кросс-средствами на БЭСМ-6 и найдя их не очень совершенными (они тогда ещё не были отлажены), я перешёл к программированию в кодах с отладкой прямо на создаваемом образце мини-ЭВМ.

Такой шаг дал неожиданный положительный импульс всей работе. В памяти осталось два эпизода.

Для отладки мне постоянно нужна была машина, аппаратная часть которой ещё только монтировалась и отлаживалась, так что к ней всегда была очередь. А тут ещё «живая программа» постоянно и лучше других тестов вылавливала какие-то нюансы (именно за это и ценился мой энтузиазм). Понятно, что мне (и не только мне) нужна была только работающая машина, и все мы относились к ней, как к родному ребёнку. Осваивая систему команд, я писал кусочки будущей программы и тесты для их отладки, при этом как-то первым обнаружил неверную работу одной из уже реализованных команд и отсутствие некоторых уже «обнародованных» команд, чем заслужил и благодарность, и неудовольствие наших схемотехников.

Другой случай был ещё более курьёзным. Незадолго до завершения всех работ машина стала «сбоить». Схемотехники ходили хмурыми, и когда я с морозца приходил бодрячком в устланный ковром зал, где уже ждали высоких гостей, мне не спешили отдавать машину, всё гоняли и гоняли её на тестах. А мой внутренний голос говорил, что это зря, мне казалось, что я найду причину как-то иначе. Когда я очень домогался, машину мне неохотно давали, но далеко не отходили – уж очень непросто она перезапускалась после сбоев. И бывало, что я ещё не успевал дойти до пульта управления, как машина останавливалась. Я уж сам на себя стал смотреть косо, потом как бы со стороны (что я за злодей такой!). Потом стал анализировать, как же это случается. И вдруг все понял! «Идите сюда, я сейчас остановлю машину – закричал я – стоит мне пройти всего 3 метра!». Я пошёл по ковру, этому синте-тическому ковру, старательно шаркая по нему микропоровой подошвой своих зимних ботинок. И в середине зала «чудо свершилось» – машина стала! Я тоже замер, все бросились ко мне и, оттолкнув меня в сторону, сдернули ковер и открыли фальшпол – под ним в этом месте находился блок усилителей магистральных сигналов, недостаточно экранированный от статического электричества».

Молодёжи свойственно шутить друг над другом, а в этом в коллективе недостатка в юмористах не было. Один из примеров вспоминает В.Н. Шмигельский: «Была такая жестокая шуточка. Брали длинную полихлорвиниловую трубочку, подводили её незаметно к настраиваемому блоку и с другого конца потихоньку вдували в неё сигаретный дым. У настройщиков блока паника, судорожно ищут, что сгорело. А шутникам весело, правда потом им иногда крупно попадало». Работали, действительно, очень напряжённо, по графику круглосуточно. Такие шутки, несмотря на их, иногда, жестокость, давали определённую разрядку и снимали напряжение. Работали невзирая на должности и звания, каждый делал то, что в данный момент требовалось. Давлет Исламович неоднократно садился за пульт ЭВМ или брал в руки паяльник и работал монтажником.

Вспоминает В.Н. Шмигельский: “7 ноября у меня день рождения и с праздничной демонстрации меня отпустили домой праздновать. А те, кому по графику выпало работать, пошли настраивать ЭВМ. Мой блок НМК-1 накануне был проверен и работал нормально. Только мы сели за праздничный стол, звонок в дверь. Открываю – стоит В.С. Бутузов и говорит, что блок не работает, нужно идти. Выпили мы с ним по рюмочке и пошли. Оказывается, питальщики в ночь с 6-го на 7-ое настраивали свою систему и вместо 5 В подали 20 В. В результате в машине много чего погорело”.

Модульная конструкция мини-ЭВМ НЦ-1 позволяла иметь разные варианты конструктивной компоновки. Когда она применялась в виде отдельной ЭВМ, выполнялась в виде автономного специального стола, этот вариант изображён на рис. 4.49. Когда применялась в составе систем – выполнялась в виде стойки. В обоих вариантах использовались одни и те же модули, главные из которых:

Следует отметить, что в распоряжении разработчиков тогда имелись только ИС с низкой степенью интеграции (серий 130, 517, 169, 125, 262), поэтому модули имели впечатляющие размеры. Время БИС, однокристальных и одноплатных модулей было ещё впереди.

Рис. 4.49. Мини-ЭВМ “Электроника НЦ-1”

Рис. 4.49. Мини-ЭВМ “Электроника НЦ-1”

Операционный блок ОБ-1

Операционный блок ОБ-1 (рис. 4.50) выполнял следующие операции: арифметические, логические, управления обменом с другими модулями, контроля и диагностики.

Рис. 4.50. Операционный блок “ОБ-1”

Рис. 4.50. Операционный блок “ОБ-1”

В совокупности с накопителем микропрограмм операционный блок составляет процессор мини-ЭВМ.

Накопитель микрокоманд НМК-1

При создании блоки НМК-1 были использованы результаты разработки накопителя команд для ЭВМ 5Э53. В связи с совершенствованием технологии, произошедшим за истекший с тех пор срок, ширина проводников уменьшилась, что привело к уменьшению размера интегральной информационной индукционной карты и всего устройства в целом.

Карта – тонкий диэлектрик толщиной 0,2 мм, на одной стороне которого имеется 2304 информационных и 64 маркировочных витка связи, расположенных с шагом 2 мм. Каждый виток связи представляет собой квадрат медной фольги размером 1,6 х 1,6 мм.

В рабочем положении карта специальным приспособлением плотно прижимается к матрице разрядных и адресных шин таким образом, что каждый виток связи располагается над соответствующим пересечением этих шин, в совокупности они представляют 1 бит информации. Если виток связи есть – записана «1», если его нет, или он разорван – записан «0».

Для удобства изготовления, наладки и обслуживания блок НМК-1 выполнен в виде книжной конструкции, открывающейся в две стороны (рис. 4.51).

Рис. 4.51. Блок НМК-1

Рис. 4.51. Блок НМК-1

В разработке НМК-1 активное участие принимали В.Н. Шмигельский (ГК), Н.Д. Шаманаева, А.Е. Бородачева и др.

Оперативное запоминающее устройство ОЗУ-1

При создании блоки ОЗУ-1 на цилиндрических магнитных плёнках были использованы результаты разработки накопителя чисел для ЭВМ 5Э53.

Накопителем информации в ОЗУ-1 является матрица памяти МПМп-8, содержащая 136 150-разрядных чисел (136 адресных и 150 разрядных шин, в т.ч. 8 адресных и 6 разрядных шин запасные для осуществления ремонта переключением шин в процессе эксплуатации). Адресные шины выполняются печатными проводниками, в качестве разрядных шин используются подложки (бериллиевая проволока) носителей информации – цилиндрических магнитных плёнок. Адресные шины петлей огибают разрядные (рис. 4.52).

Рис. 4.52. Блок ОЗУ-1

Рис. 4.52. Блок ОЗУ-1

В отличие от полупроводниковых ОЗУ, устройства на ферритах и ЦМП являются энергонезависимыми, т.е. при выключении электропитания они сохраняют информацию сколь угодно долго. Но в большинстве из них, кроме ферритов специальной сложной формы, информация при считывании разрушается. Поэтому цикл чтения информации содержит завершающую операцию перезаписи в то же слово только что считанной информации. Всё это справедливо и для ОЗУ-1.

Блок ОЗУ-1 имел книжную конструкцию, облегчающую его сборку, настройку и профилактическое обслуживание.

Конструкция блока позволяла легко устанавливать его и в автономном и в стоечном варианте ЭВМ, набирать из блоков поле памяти системы требуемого общего объёма.

Блоки ОЗУ-1 так же применялись в центре коммутации сообщений (ЦКС) для гражданской авиации и в комплексе вычислительных средств (КВС) “Связь-1”.

Периферийные устройства

В то время ещё не закончился период “натурального хозяйства” в вычислительной технике, когда для каждой ЭВМ создавались собственные периферийные устройства со своими схемами и протоколами подключения к ЭВМ. Понятие стандартного интерфейса только внедрялось в умы разработчиков. Работы по унификации периферии уже шли, появились магистрали АСВТ (агрегатная система средств вычислительной техники) и ЕС ЭВМ (единое семейство ЭВМ), но купить такие устройства и комплектовать ими НЦ-1 было тогда почти невозможно. В НЦ-1 была заложена возможность реализации интерфейсов и АСВТ и ЕС ЭВМ, и других. Но в связи с острым дефицитом устройств, пришлось разрабатывать и осваивать в производстве свои. Для них был выбран интерфейс ввода-вывода ЕС ЭВМ.

Были разработаны следующие периферийные устройства:

Устройство визуального отображения информации

Устройство визуального отображения (УВО) “Электроника НЦ-2” (ГК А.М. Смаглий), в нынешней терминологии – символьный дисплей, в те времена ещё только выходил из категории экзотических устройств (рис.4.53). О режиме диалога оператора с машиной рядовой пользователь только читал в журналах как о хотя и близкой, но всё же перспективе. Поэтому наличие в НЦ-1 символьного дисплея (слово это тогда в ходу ещё не было) придавало ей привлекательность.

Для СВЦ это было принципиально новое изделие, хотя вообще УВО было обычным для того времени символьным дисплеем на электроннолучевой трубке. Оно имело фиксированное число знакомест (32 строки по 64 символа в каждой) и единственную гарнитуру начертания символов. Ни о богатстве шрифтов, ни о их масштабировании, ни о произвольном перетаскивании по экрану тогда ещё и не мечтали.

Таких разработок в стране тогда было много, но наступила эпоха ЕС ЭВМ, приближалась пора СМ ЭВМ, которые принесли с собой международное сотрудничество стран зоны влияния СССР в рамках Межправительственной комиссии по сотрудничеству в области вычислительной техники (МПК по ВТ). Это сотрудничество принесло и международное распределение работ, обеспечение всех стран, входящих в МПК по ВТ, дисплеями было возложено на Венгрию, а в Венгрии на фирму Видеотон. Это положило начало победному шествию дисплеев Видеотон. Само название “Видеотон” стало в те времена нарицательным синонимом слова “дисплей”: часто, и даже в печати, видеотоном называли любой дисплей. К моменту создания НЦ-1 Видеотоны уже поступали в СССР, но были остро дефицитны.

Рис. 4.53. Устройство визуального отображения

Рис. 4.53. Устройство визуального отображения

Совмещенное устройство подготовки и ввода-вывода информации

Типичными устройствами ввода, вывода, переноса и архивного хранения информации на том этапе развития вычислительной техники были перфоленты и перфокарты. Дискет ещё не придумали, о CD ROM не мечтали. Выпускавшиеся тогда перфокарточные устройства были огромными и по своим весогабаритным характеристикам никак не соответствовали мини-ЭВМ. Перфоленточные устройства были достаточно компактны и в мини-ЭВМ применялись в основном они.

Для вывода информации на бумагу имелись алфавитно-цифровые печатающие устройства (АЦПУ) – гиганты не для мини-ЭВМ, и специальные электрические пишущие машинки с интерфейсом ввода-вывода (принтеров в нынешнем понимании ещё не было). Они и применялись с мини-ЭВМ.

Всё это были относительно небольшие устройства, но их как-то нужно было разместить рядом с НЦ-1. Мода размещения периферийных устройств на обычных рабочих столах пришла только с появлением персональных компьютеров, тогда все должно было иметь свои ноги для установки в помещении, некоторые, наиболее компактные устройства, начали устанавливать в стойки мини-ЭВМ. Ноги сделали общие, унифицированные с ногами и конструкцией стола самой НЦ-1 и УВО. Одновременно добавили получившемуся сооружению дополнительную функцию подготовки информации на перфоленте для ввода в ЭВМ. Получилось СУПВВ – совмещенное устройство подготовки и ввода-вывода информации (ГК – А.В. Бокарёв).

СУПВВ (рис. 4.54) включало:

СУПВВ выполняло следующие функции:

СУПВВ имело интерфейс устройств ввода-вывода ЕС ЭВМ и подключалось к нему как одно устройство.

Рис. 4.54. СУПВВ

Рис. 4.54. СУПВВ

Кассетный накопитель на магнитной ленте

В качестве внешних запоминающих устройств (ВЗУ) в то время применялись накопители на магнитных барабанах, на магнитных дисках и на магнитных лентах шириной 35 и 16 мм. Из них по габаритно-весовым характеристикам мини-ЭВМ в какой-то мере соответствовали только НМЛ на 16-миллиметровых лентах. Другие мастодонты ни как не подходили. Поэтому когда на рынке появились бытовые магнитофоны на компакт-кассетах, у многих сразу же возникло желание использовать их для хранения и переноса цифровой информации. Не минула эта волна и СВЦ.

Для НЦ-1, основной вариант исполнения которой первоначально был в виде стола, это был единственный выход. Выпускаемые тогда НМЛ на 16-миллиметровой магнитной ленте, хорошо встраивались в стойку, в НЦ-1 места им не было (да и купить их было практически невозможно). А кассетник встраивался без каких-либо проблем. Проблемы были в другом. Кассеты тогда были весьма отвратительного качества. Они и в бытовых магнитофонах постоянно издевались над потребителями, ленту в них либо заклинивало, либо вообще рвало. В журналах “Радио”, “Юный техник” и им подобных в те годы были популярны публикации советов умельцев по доработке серийных кассет.

Для записи цифровой информации требовались кассеты более высокого качества, и с точки зрения методов записи/чтения, и с точки зрения стоимости и важности информации. Пришлось разрабатывать целую кухню по доработке ширпотребовских кассет. Однако все проблемы были решены и КНМЛ (рис. 4.55) вышел в свет.

Рис. 4.55. ВЗУ на КНМЛ

Рис. 4.55. ВЗУ на КНМЛ

В разработке КНМЛ активное участие принимали В.А. Меркулов, А.И. Садовникова, А.Г. Кокянов и др.

Унифицированный комплект периферийного оборудования

Одной из основных областей применения НЦ-1 было использование в качестве управляющей ЭВМ в различных автоматизированных системах управления технологическими процессами (АСУ ТП). Для этого машина должна иметь устройства, воспринимающие в качестве входной информации сигналы с различных датчиков системы и выдающая на исполнительные органы системы сигналы управляющих воздействий. Для этой цели в качестве периферийного устройства ЭВМ используют, так называемые, устройства связи с объектами (УСО). Обычно это был тогда блок со сменными, унифицированными по конструкции и интерфейсу одноплатными или многоплатными модулями. Каждый приемный модуль преобразует соответствующие сигналы от датчиков системы (аналоговые, дискретные и т.п.) в цифровой сигнал, понятный машине. Каждый выходной модуль преобразует цифровой сигнал ЭВМ в сигнал иного вида, понятный исполнительному органу системы. В блоке эти модули набираются для каждой конкретной АСУ ТП в необходимых номенклатуре и количествах.

Подобное УСО было разработано в СВЦ и освоено в серийном производстве в Пскове. Оно получило название “Унифицированный комплект периферийного оборудования” (УКПО) и включало более 12 типов модулей УСО.

УКПО имело унифицированную конструкцию, соответствующую на уровне блока международному стандарту КАМАК, широко применявшемуся в то время и в мире, и в стране в различных автоматизированных системах управления научно-исследовательскими и технологическими процессами. В системе могло использоваться несколько блоков и соответствующий набор модулей УСО. Блоки были совместимы с типовой 19-дюймовой стойкой. Все это обеспечивало УКПО широкое применение в стране, оно поставлялось Псковским заводам различным потребителям более 15 лет.

Активное участие в создании УКПО принимали: В.М. Трояновский (ГК), В.Н. Главнов, Г.М. Алаев, Ю.М. Спиридонов, Н.И. Докучаев, Л.С. Висков, В.В. Щукин, Н.Б. Мангасарян, Т.И. Полубояринова, Л.И. Каменева, Л.И. Рустанович и др.

Производство

В декабре 1973 г. НЦ-1 была с высокой оценкой принята межведомственной комиссией (сопредседатели генеральный директор НЦ А.В. Пивоваров и директор Института Кибернетики АН УССР, академик В.М. Глушков). Виктор Михайлович Глушков особо отметил новизну и удачную реализацию создания программного обеспечения с помощью кросс-системы. По результатам приемки НЦ-1 был выпущен специальный приказ МЭП, №20 от 14 января 1974 г., отметивший также “успешную разработку и изготовление экспериментального образца оригинальной отечественной высокопроизводительной мини-ЭВМ «электроника НЦ-1» и экспериментального образца алфавитно-цифрового дисплея «Электроника НЦ-2»” специальной премией. А приказом СВЦ №34 от 7 февраля 1974 г. эта премия была распределена, её получили более 350 человек.

Экспериментальный образец НЦ-1 был подвергнут всесторонним испытаниям и прошёл опытную эксплуатацию при окончательной отладке программного обеспечения. По результатам испытаний и эксплуатации была откорректирована конструкторская документация, сделано и настроено ещё несколько образцов.

Приказом МЭП, №59 от 6 февраля 1974 г. серийное производство мини-ЭВМ “Электроника НМ-1” было поручено Псковскому заводу радиодеталей (ПЗРД) Псковского объединения “Рубин”. Этим же приказом там было образовано СКБ Вычислительной техники (СКБ ВТ), которое должно было заниматься внедрением НЦ-1 в серийное производство, её сопровождением в производстве, внедрением у потребителей и дальнейшим развитием этого направления. В третьем квартале 1974 г. СВЦ и СКБ ВТ должны были открыть ряд совместных тем по внедрению ЭВМ и её устройств “Электроника НЦВ” и др. с буквой “В” в наименовании (от “внедрение”).

Справедливости ради следует заметить, что первоначально руководство ПО “Рубин” и ПЗРД прохладно отнеслось к новой работе. Создание СКБ ВТ шло медленно (5 человек за месяц – это не темп для создания нового предприятия), план внедрения ЭВМ, представленный СВЦ, не рассматривался. В этой обстановке зам директора СВЦ П.В. Нестеров был вынужден выпустить распоряжение №79 от 10.09.1974 г.: “В связи с тем, что до настоящего времени Объединением «Рубин» не рассмотрен план внедрения «Электроника НЦ-1», оформление документации по темам: «Электроника НЦВ», «Юстар-В», «Юниор-В», «Юг-3В» и «Юрист-В» из плана III кв. исключить”. Это была чисто демонстративная акция, призванная возбудить руководство МЭП к действию. На самом деле работы продолжались. Только с четвёртого квартала 1974 г. началась полномасштабная реальная работа по внедрению НЦ-1 в серийное производство. Однако и долго после этого руководители среднего звена ПЗРД выражали недовольство “навязанной” им, не свойственной заводу тематикой (ПЗРД до того выпускал, в основном, керамические конденсаторы). Мини-ЭВМ “Электроника НЦ-1” выпускалась Псковским объединением “Рубин” в течение ряда лет. Затем уже самостоятельно СКБ ВТ провело разработку и внедрение в производство следующего поколения ЭВМ, продолжающего серию машин НЦ на новой элементной базе: “Электроника НЦ-2” в обычном исполнении и “Электроника 5Э37” специального назначения, которые долго выпускались на ПЗРД. Получило дальнейшее развитие и УКПО, которое так же сначала выпускалось в варианте СВЦ, а затем было переработано в МПСУ (микропроцессорная система управления), многие годы выпускавшееся как самостоятельный продукт и ставшее основой для многих других разработок СКБ ВТ.

Огромную роль в организации освоения НЦ-1 в Пскове сыграл Г.А. Скарин, который много времени провёл на заводе, выполняя сложные функции зам. главного конструктора и представителя СВЦ. Большой вклад в создание мини-ЭВМ НЦ-1 внесли Д.И. Юдицкий (ГК), М.М. Хохлов, В.В. Смирнов, Б.А. Михайлов, Ю.Л. Захаров В.В. Артюшенко, А.М. Смаглий, Ф.И. Романов, В.С. Кокорин, Б.В. Шевкопляс, В.П. Помогалин, В.П. Петров, В.В. Вушкарник, А.И Садовникова, Р.В. Темник, Л.М. Петрова, Э. . Овсянникова-Панченко, А.П. Рунова, В.П. Боева и др.

Магистральная архитектура на основе интерфейса ЕС ЭВМ, модульная конструкция НЦ-1 обеспечивали возможность широкой унификации на уровне устройств.

Опыт предыдущих разработок, где одним из важнейших требований была повышенная живучесть, позволил сделать высоконадёжную машину. Как вспоминает А.И. Абрамов: “Персонал международной выставки «Связь-75» удивлялся бессбойной работе «Электроники НЦ-1» с утра до вечера, в то время, как машины ЕС ЭВМ и СМ ЭВМ сбиваются многократно на день”. Справедливости ради следует отметить, что НЦ-1 выполняла чисто демонстрационную циклическую программу, обеспечивающую энергичное мигание лампочек на пульте управления.

В 1975 г. была открыта специальная ОКР “Электроника НЦ-1Э” по разработке экспортного варианта ЭВМ (тогда на экспорт допускались только специальные, экспортные исполнения изделий). Завершить эту ОКР помешала реорганизация, о которой нам ещё предстоит подробный рассказ.

Но в Минэлектронпроме НЦ-1 не нашла применения, Как вспоминал А.В. Пивоваров – В.Г. Колесников “пользуясь властью первого зам. министра не допустил”. Но вопреки противодействию зам. министра мини-ЭВМ “Электроника НЦ-1” положила начало одному из новых направлений развития вычислительной техники в СВЦ. “Детский конструктор” НЦ-1 активно использовался в последующих разработках: в ЦКС МГА, в КВС “Связь-1”. Его победное шествие остановила ликвидация СВЦ, но об этом далее.

Центр коммутации сообщений “Юрюзань”

В начале семидесятых работ в Министерстве гражданской авиации (МГА) проводилась грандиозная программа по переоснащению аэропортов, в т.ч. новым, современным электронным оборудованием. Для выполнения этой программы был выпущен ряд Постановлений ЦК КПСС и СМ СССР с поручениями различным министерствам и предприятиям. В рамках этой программы в 1971 г. МГА, имевшее свою ведомственную систему телеграфной связи между аэропортами, закупило четыре комплекта французских электронных центров коммутации сообщений (ЦКС) DS-4, стоимостью по 1 млн. долларов США. Французы устанавливали их на третьем этаже левой башни у центрального аэровокзала на Ленинградском проспекте в Москве. Подобные ЦКС должны были стоять в каждом узловом аэропорту. Таких портов в СССР было много, а конвертируемой валюты мало. Поэтому было принято решение о создании и тиражировании в стране собственного ЦКС. МГА имело для этого средства, но не могло найти разработчика ЦКС. МРП и МПСС отказывались от этой работы, а в МЭП обратиться не догадались, ведь это совершенно не его профиль.

Сообщения о закупке DS-4 и потребностях МГА в ЦКС появились в печати и привлекли внимание Ю.Н. Черкасова, аппаратура передачи данных которого, разработанная для 5Э53, уже работала в ЕВС Зеленограда и закладывалась в систему АИДП Минэлектронпрома. Оценив схожесть тематики, Юрий Николаевич предложил Д.И. Юдицкому и И.Я. Акушскому попробовать получить этот заказ. Инициатива наказуема исполнением, ему Давлет Исламович и поручил начать переговоры. После нескольких звонков, Ю.Н. Черкасов попал на заместителя начальника Управления радиоэлектронного оборудования (УРО) МГА СССР, и весьма удачно. Оказывается, там только что закончилось совещание, на котором обсуждался вопрос о поиске исполнителя для разработки отечественного ЦКС, варианта так и не нашли. Сразу же последовало приглашение на переговоры, на которые в тот же день поехали И.Я. Акушский и Ю.Н. Черкасов. Это был конец июля, пик необыкновенно жаркого лета 1972 г.

Переговоры прошли успешно, началась разработка и согласование ТЗ, подготовка договора, занявшие около трёх месяцев. Наконец всё было готово и согласовано, недоставало лишь утверждающей подписи министра. Д.И. Юдицкий позвонил А.И. Шокину с просьбой принять его, но тот, сославшись на занятость, переадресовал его на В.Г. Колесникова. Как мы уже отмечали, с Колесниковым у Юдицкого отношения были сложные, и он послал к нему Ю.Н. Черкасова, которого зам. министра уже знал лично по положительным результатам работ по ЕВС и АИДП. Как вспоминает Юрий Николаевич: “Владислав Григорьевич принял меня, выслушал и со словами: «Сделайте хоть это», подписал. Не вдаваясь в причины неудачи проекта 5Э53, он не упускал случая напомнить о ней”.

От МГА заказчиком было Управление радиоэлектронного оборудования (УРО), начальник – Т.Г. Анодина. В конце 1972 г. был подписан договор СВЦ с УРО, предусматривающий разработку ЦКС с установкой и вводом в эксплуатацию первого образца в аэропорту Пулково в Ленинграде. Поручение СВЦ МЭП о разработке ЦКС вошло в Постановления ЦК и СМ. С января 1973 г. в рамках темы “Юрюзань” началась его разработка. Сначала изучались алгоритмы работы телеграфа, производилась их формализация, разрабатывались машинные алгоритмы. Все это проходило одновременно с созданием первого образца мини-ЭВМ “Электроника НЦ-1”, поэтому логично было решение о построении ЦКС на основе того же “детского конструктора” НЦ-1.

Передача телеграфных сообщений принципиально отличается от телефонных. В телефонии производится коммутация участков линий связи между абонентами в одну непрерывную линию. Если на каком-нибудь участке нет свободного провода, мы слышим в трубке сигнал “занято” и сеанс связи отменяется. В электронном телеграфе линии так же коммутируются в направлении получателя сообщения. Но если на пути оказывается участок, на котором нет свободных линий связи, сообщение пересылается в стоящий перед этим участком узловой ЦКС и сохраняется там до освобождения линии. Таким образом, сообщение может многократно прыгать из одного ЦКС в другой, последовательно приближаясь к цели, пока её не достигнет. При отправке и при этих прыжках возможно появление искажений в адресной части сообщения, большинство из которых можно легко исправить: если в названии города искажена одна или две буквы, то нет проблемы в восстановлении правильного адреса. Этим занимались операторы и их в телеграфных узловых станциях были огромные операционные залы, десятки и сотни людей. Если ошибка не поддается исправлению, производится перезапрос сообщения у отправителя.

Электронные ЦКС выполняют эти две главные задачи (распределение сообщений по каналам связи в соответствии с адресами, проверка и исправление сообщений) автоматически. При этом число операторов многократно сокращается, скорость и качество обработки существенно повышается. Остается небольшое число операторов для вмешательства в особо сложных случаях. Кроме того, электронные ЦКС накапливают полную статистику о всех аспектах работы телеграфной сети, что является прекрасной базой для её оптимизации. Для обеспечения надёжности связи электронный ЦКС каждые 20 минут по каждому каналу автоматически посылает контрольные телеграммы и по результатам их прохождения делает заключение о состоянии сети.

Структура ЦКС

Электронный ЦКС “Юрюзань” представлял собой специализированный вычислительный комплекс с развитой аппаратурой сопряжения с телефонными и телеграфными каналами связи, стоящий в узле телеграфной сети связи, по которой транспортируются сообщения, и распределяющий сообщения по определённым каналам связи в соответствии с адресами, указанными в заголовках сообщений. Распределение сообщений происходит на основе программного анализа адресных частей сообщений. ЦКС так же автоматически исправляет ошибки в адресной части; накапливает и обрабатывает статистику о работе узла связи и линий передачи данных. В частности ЦКС имел информацию о загрузке каждого направления, канала связи и всего ЦКС, о числе адресов в проходящих телеграммах, о числе служебных телеграмм и многое другое.

ЦКС “Юрюзань” представлял собой дублированный двухканальный программно-аппаратный вычислительный комплекс, каждый канал состоял из ЭВМ взаимодействия с каналами, ЭВМ обработки телеграмм и аппаратуры связи с телеграфными каналами. Таким образом, в состав ЦКС входило четыре мини-ЭВМ “Электроника НЦ-1” в стоечной компоновке. ЦКС обеспечивал обработку 64 телеграфных каналов со скоростью передачи 50 бод – стандарт тех времён. Для этого ему потребовалась развитая система сопряжения с каналами связи. Поэтому “детский конструктор” НЦ-1 был пополнен модулем мультиплексора передачи данных МПД, который осуществлял обмен информацией между ЭВМ и телеграфными каналами связи и контроль за правильностью принятой информации.

Для управления работой ЦКС и обработки телеграмм было разработано сложное и изощрённое программное обеспечение. Обработка телеграмм производилась в каждом канале независимо, со сравнением результатов. При их несовпадении производился перезапрос телеграммы и полная диагностика последовательно обоих каналов с выявлением причин несовпадения. Если автоматика не справлялась, подключался оператор, небольшое количество которых в системе сохранялось. Таким образом обеспечивалась требуемая достоверность передаваемой информации – одна из главных задач ЦКС.

Первый комплект

В начале 1976 г. начался монтаж первого комплекта ЦКС в аэропорту Пулково. Дальнейшее тиражирование ЦКС для установки в других крупных аэропортах планировалось на только что образованном при СВЦ заводе “Логика”. К середине 1976 г. разработка ЦКС практически была закончена, и на “Логике” шло изготовление и автономная наладка его модулей. В это время произошли серьёзные события (подробнее на них мы остановимся далее), в результате которых СВЦ и завод “Логика” прекратили существование, разрабатывающие подразделения СВЦ с большими кадровыми потерями были переведены в НИИ Точной Технологии (НИИТТ), а цеха “Логики” – в завод “Ангстрем”.

НИИТТ до этого момента занимался разработкой и производством на своём опытном заводе “Ангстрем” интегральных микросхем и, незадолго до того, начал заниматься микрокалькуляторами. ЦКС не имел ничего общего с тематикой НИИТТ. Как вспоминает Н.М. Воробьев: “Осенью 1976 г. новый директор НИИТТ Э.Е. Иванов вызвал меня и главного инженера В.О. Филиппенко и мы поехали к Т.Г. Анодиной отказываться от завершения работ по ЦКС. Туда мои спутники ехали в воинственном настроении, обратно в полном унынии. Ехали без предварительной подготовки, считая, что простым ультиматумом они легко откажутся от продолжения работ. Не тут-то было. Анодина и сама дама серьёзная, к тому же её муж П.С. Плешаков был тогда министром МРП. Татьяна Григорьевна хорошо подготовилась, выложила на стол Постановления ЦК КПСС и СМ СССР с поручениями, программы переоснащения МГА, договор. Она категорически не согласилась с прекращением работ, заявив, что за нарушение особо важного поручения партии и правительства придется серьёзно расплачиваться”. Расплачиваться никто не хотел, работу пришлось продолжать.

Однако проходящая реорганизация не могла не повлиять на ход выполнения работ над ЦКС “Юрюзань”. Только в ноябре 1976 г. первый комплект ЦКС в Пулково был полностью настроен и введён в опытную эксплуатацию. В 1978 г. главным конструктором модуля ППЗУ НМК-1 В.Н. Шмигельским, уже в новом качестве в НИИТТ, был разработан первый в стране модуль полупроводниковой оперативной памяти “Электроника ОЗУ-64К”, образцы которого были поставлены в ЦКС вместо ОЗУ на ЦМП.  А, как и предусматривалось договором, в декабре 1978 г. пулковский ЦКС с высокой оценкой был принят государственной комиссией. Договорные обязательства были выполнены полностью. Но дальше дело не пошло. Тиражировать ЦКС, как это предполагалось ранее, МЭП категорически отказался. Другого изготовителя не нашлось и пулковский ЦКС “Юрюзань” оказался и первым, и последним. Несмотря на это МГА, по завершении программы переоснащения аэропорта в Пулково, отметили активных участников ввода ЦКС в эксплуатацию правительственными наградами. Ордена “Знак почёта” получили А.А. Лавренов, В.С. Травницкий и орден “Дружбы народов” – Н.А. Смирнов. Но опыт создания ЦКС “Юрюзань” не пропал, вскоре были разработаны новые вычислительные комплексы для телеграфов с более удачной судьбой, уже на микропроцессорах. Но это другая история.

ЦКС “Юрюзань” проработал в Пулково многие годы и только в 1995 г. был заменён на ЦКС нового поколения фирмы “Оливетти”.

Комплекс вычислительных средств “Связь-1”

16 августа 1974 г. генеральный директор ЛНПО “Красная заря” (Минпромсвязи, Ленинград) Ю.Г. Данилевский и директор СВЦ Д.И. Юдицкий подписали договор № 14 о разработке Комплекса вычислительных средств (КВС) “Связь-1”. “Связь-1” должна была стать базовым комплексом вычислительных средств для различных систем связи, разрабатываемых “Красной зарёй”. Роль заказчика выполнял НИИ электротехнических устройств (НИИ ЭТУ), головной институт в ЛНПО. Главным конструктором от НИИ ЭТУ был назначен Н.И. Лычагин, его заместителем – В.Н. Рыжевнин. Генеральный директор ЛНПО и известный учёный Ю.Г. Данилевский постоянно держал под своим контролем ход выполнения разработки. Производство КВС планировалось на заводе “Красная заря” (бывшая первая в России телефонная фабрика, основанная в 1897г. Эриксоном). ЛНПО “Красная заря” была головной в стране по системам правительственной связи и в то время приступало к созданию первой в стране системы цифровой телефонной связи “Кавказ-5”. Для её узловых станций потребовались ЭВМ, причём с разными характеристиками и конфигурациями. Нужны они были и для других разработок ЛНПО “Красная заря”. Поэтому было принято решение о создании базового для всех систем на ближайшие годы комплекса вычислительных средств переменного состава, обеспечивающего возможность получения модификаций с необходимым спектром технических характеристик. В кругах связистов уже было хорошо известно о разработке в СВЦ ЦКС для МГА, начатой более чем за год до этого. НИИ ЭТУ даже принимал участие в разработке его технического проекта. Поэтому было вполне логично заказать СВЦ разработку КВС “Связь-1”.

Полностью КВС “Связь-1” назывался следующим образом: “Мультипроцессорный, многозадачный Комплекс Вычислительных Средств (КВС) «Связь-1», предназначенный для использования в системах коммутации сообщений, системах управления квазиэлектронных АТС и электронных центрах коммутации каналов”.

При разработке КВС “Связь-1” широко использовались архитектурные наработки проектов “ЭВМ-;” и “41-50”, а также аппаратные и программные наработки, полученные при создании мини-ЭВМ “Электроника НЦ-1” и ЦКС. Получила дальнейшее развитие идея “детского конструктора” для комплексирования из стандартных модулей систем разных конфигураций, соответствующих задачам конкретного применения КВС. Были использованы унифицированные аппаратные и программные модули НЦ-1, средства проектирования и отладки. Но “Связь-1” – система многовариантная, многопроцессорная, со сложной коммутацией, поэтому пришлось дополнительно разрабатывать новые модули.

Как базовый комплекс для различных систем “Связь-1” должна была иметь широкий спектр вариантов комплектации, отличающихся вычислительными ресурсами, соответствующими задачам конкретного применения. Модульная структура обеспечивает такую возможность. В зависимости от требований по производительности, объёмам памяти, пропускной способности и т.п. “Связь-1” обеспечивала возможность построения однопроцессорной и многопроцессорных конфигураций. Предельные характеристики КВС определялись следующими соображениями: объём памяти – возможностями процессоров по адресации, а число процессоров – издержками на управление системой и пропускной способностью подсистемы коммутации. По расчётам в КВС с приемлемой эффективностью могло работать до 30 процессоров, дальнейшее увеличение их числа привело бы к быстрому росту внутрисистемного расхода ресурсов на самообслуживание без заметного роста потребительских характеристик. Но это теоретический предел. В рамках проекта в качестве наиболее оптимальной максимальной конфигурации рассматривалась 16-процессорная система.

Структура КВС

В основу структуры КВС максимальной конфигурации были положены критерии максимальной эффективности (пропускной способности) и живучести (надёжности, достоверности). Для этого реализуются следующие основные принципы:

Управление КВС аппаратно децентрализовано, поскольку его централизация увеличивает внутрисистемный расход ресурсов, снижает надёжность и живучесть системы. Роль центрального управляющего органа в КВС выполняет операционная система, представляющая собой комплекс программ, одной из важнейших задач которого является динамическое распределение ресурсов системы между отдельными задачами и процессорами. Операционная система КВС также построена по модульному принципу.

Каждый процессор системы самостоятельно обращается в подсистему памяти (в таблицу задач) и получает из очереди задание, которое и выполняет. Если задания для него нет и в системе в данный момент нет ведущего процессора, он возлагает роль главного процессора системы на себя, осуществляет управление системой, периодически просматривая очередь заданий. Как только появилось для него задание, он слагает с себя роль головного и приступает к выполнению задания. Каждый модуль имеет несколько вариантов путей для обращения к любому другому модулю, т.е. любому процессору доступен любой другой процессор, любой модуль памяти и любое периферийное устройство. Такое построение позволяет гибко использовать ресурсы системы и обеспечивает её высокую живучесть. Отказ одного или нескольких процессоров или иных модулей приводит лишь к соответствующему снижению производительности системы, но в остальном система продолжает работать нормально.

КВС “Связь-1” обеспечивал возможность построения самовосстанавливающихся управляющих систем, которые сохраняют работоспособность при появлении неисправности и в которых автоматизированы и восстановление исправного состояния, и восстановление вычислительного процесса, прерванного появлением неисправности. Самовосстанавливающиеся системы, построенные на основе КВС, характерны тем, что сохраняют данные и имеют малое время восстановления вычислительного процесса. Это предъявило определённые требования к процессору, являющемуся центральным ядром таких систем. Процессор должен быть ориентирован на выполнение отдельных функций мультиобработки – мультипрограммирования в мультипроцессорной системе реального времени. При этом он должен выполнять и функции обработки поступающей в КВС информации, и функции управления элементами комплекса.

Однако мультиобработка несёт с собой ряд проблем. Прежде всего, она требует, что бы вычислительные процессы развивались в виртуальной памяти с автоматическим формированием физических адресов. Это позволяет наиболее экономно распределить ресурсы оперативной и внешней памяти и организовать перемещаемость программ и данных без их преобразования. Во вторых, встает проблема защиты друг от друга сегментов данных и программ, одновременно выполняемых в системе процессов. Функции такой защиты выполняются специальными микропрограммными и аппаратными средствами процессора. Следующая проблема – организация динамического взаимодействия процессов. В процессоре КВС “Связь-1” реализовано наиболее часто встречающееся взаимодействие по данным, когда один вычислительный процесс на одном физическом процессоре готовит массив данных для другого процесса, реализуемого на другом процессоре. С этой целью в процессор введены два регистра баз данных (“своих” и “чужих”), регистры длины сегментов и схемы анализа адресов “своего” и “чужого” сегментов. Другой вид взаимодействия процессов вызывается необходимостью синхронизации отдельных процессов для повышения достоверности обработки информации. Это взаимодействие реализовано, в основном, на программно-микропрограммном уровне и не требует заметных аппаратурных затрат.

Процессора, удовлетворяющего всем предъявленным требованиям, в “детском конструкторе” НЦ-1/ЦКС не было. Поэтому был разработан новый процессор (ГК И.П. Селезнев), который использовался в КВС и в качестве процессора обработки, и в качестве процессора связи. Настройка на определённую функцию производилась установкой в его модуль НМК-1 индукционных карт с соответствующими микропрограммами.

Для запоминающей подсистемы был разработан специальный процессор мультиплексор (ГК В.Л. Глухман), управляющий обменом данными (каждый с каждым) между модулями ОЗУ-1 и внешними ЗУ типа ЕС ЭВМ на магнитных дисках, барабанах и лентах.

Обмен данными между модулями осуществляется через сложную систему коммутации, включающую коммутационные модули и магистрали: ввода-вывода, запоминающей подсистемы, управления питанием и прямой сигнализации. Новыми для того времени элементами были магистраль управления питанием (программное включение, выключение и диагностика блоков питания) и средства прямой сигнализации (сигнализация о неисправностях, возникающих в модулях КВС). А.А. Попов вспоминает: “Мы ввели в состав оборудования и ПО КВС «Связь-1» средства прямой сигнализации о неисправностях. Только много лет спустя мы прочитали о подобном же решении в материалах об американском челноке «Shatle»”.

Основные модули КВС объединены соответствующими магистралями. По магистрали запоминающей подсистемы возможен обмен как одиночными словами, так и групповой обмен.

Программная система

Для КВС “Связь-1” было разработана модульная реконфигурируемая программная система, состоящая из базовой операционной системы и системы программирования.

В базовую операционную систему входят пакет управляющих программ, модуль диагностики и модуль восстановления вычислительного процесса.

Пакет управляющих программ состоит из супервизоров прерываний, задач, памяти, ввода-вывода, времени, модуля синхронизации процессоров и загрузчика. Модуль диагностики локализует место неисправности в системе до минимальной сменной единицы. Модуль восстановления вычислительного процесса организует повторные вычисления при сбоях и готовит информацию для модуля диагностики.

Система программирования включает язык ассемблера, транслятор с него и систему автоматизированной отладки программ.

При разработке базового программного обеспечения использовался принцип его модульности, позволяющий осуществлять реконфигурацию системы при минимальных переработках базовых модулей. Модульность обеспечивается максимальной локализацией функций отдельных компонентов базового ПО и стандартизацией формы общения между пользовательскими программами и составляющими операционной системы.

Немало проблем возникло и в связи с особыми требованиями заказчика к конструктивному исполнению КВС. В телефонии повсеместно применялись специализированные стойки, так называемые “стативы”, пришедшие из времён, когда основным коммутирующим элементом были шаговые искатели. Это были довольно лёгкие стойки высотой 2,6 м, предназначавшиеся для размещения в капитальных зданиях. А для КВС “Связь-1” требовалось обеспечение повышенной механической прочности, обеспечивающей их целостность в случае землетрясения. Телефонные стандартные стативы этим требованиям не удовлетворяли. Пришлось разрабатывать новые стативы повышенной прочности и подтверждать их устойчивость испытаниями с массо-габаритными эквивалентами электронных блоков.

Конфигурации КВС

КВС может иметь широкий спектр конфигурации. Требования к каждой из них определяются спецификой её конкретного применения.

КВС минимальной конфигурации содержит один процессор и один модуль памяти с соответствующими периферийными устройствами.

КВС максимальной конфигурации содержит 16 процессоров, 16 модулей памяти общей емкостью 1М байт, 28 модулей коммутации и 58 различных внешних устройств.

На рисунке 4.56 изображена упрощённая структурная схема КВС “Связь-1” максимальной конфигурации. На первый взгляд она выглядит сложной, но, присмотревшись, видим, что она весьма регулярна, логична и, как все хорошо продуманное, проста в понимании.

Рис. 4.56. Структурная схема КВС “Связь-1” максимальной конфигурации

Рис. 4.56. Структурная схема КВС “Связь-1” максимальной конфигурации

Центральная восьмиконечная звезда из коммутационных модулей КМ-1 образует коммутатор 1, обеспечивающий возможность обращения любого процессора к любому другому процессору и к любому модулю оперативной памяти (ОЗУ). Причём вариантов путей такого обращения всегда несколько, что позволяет обойти любой, вышедший из строя модуль. К каждому модулю коммутатора КМ-1 подключено по два процессора и модуля ОЗУ. Все модули ОЗУ объединены дублированной магистралью, что является ещё одним путём межмодульного общения. Процессоров в системе три типа: шесть процессоров обработки данных, шесть процессоров связи и четыре процессора-мультиплексора. Каждый процессор имеет прямой доступ в память одного модуля ОЗУ ёмкостью 64 Кбайт, к остальным модулям, общей ёмкостью 1 Мбайт, процессор имеет доступ через модули коммутации. Модули ОЗУ имеют прямые связи с тремя коммутаторами. Коммутатор 2 обеспечивает наиболее короткую связь процессоров-мультиплексоров с внешними ЗУ на магнитных барабанах, дисках и лентах, в качестве которых применялись стандартные устройства ЕС ЭВМ.

Коммутатор 3 аналогично связывает процессоры обработки с периферийными устройствами ввода-вывода информации. Это перфокарточные и перфоленточные устройства, устройства печати, СУПВВ от НЦ-1, абонентские пульты и т.п. Коммутатор 4 так же связывает процессоры связи с линейными адаптерами телеграфных каналов. Во всех коммутаторах обеспечивается по несколько вариантов связи каждого процессора с каждым устройством.

В соответствии с требованиями достоверности передачи данных КВС программным способом может быть настроен как одноканальная 16-процессорная система или как дублированная 2х8-процессорная система. Во втором случае оба канала одновременно обрабатывают одни и те же данные, результаты сравниваются. В случае несовпадения автоматически производится последовательная проверка обоих каналов. Если оба исправны, производится перезапрос данных, если есть неисправность – она устраняется.

Полный комплект конструкторской и технологической документации на УВС “Связь-1” был разработан и передан НИИ ЭТУ и заводу “Красная заря”.

В результате ликвидации в 1976 г. СВЦ и з-да “Логика” и отказа Минэлектронпрома от ранее данных обязательств по авторскому участию в освоении серийного производства КВС на заводе “Красная заря”, ЛНПО пришлось это делать самостоятельно (ГК – Н.И. Лычагин, зам. ГК В.Н. Рыжевнин). В результате часть модулей (ОЗУ-1, КМ-1 и КМ-2) были переработаны и КВС был освоен в производстве под наименованием “Связь-М”.

КВС “Связь-М”, построенный на базе КВС “Связь-1”, был базовым комплексом для всех разрабатываемых и выпускаемых в ЛНПО “Красная заря” систем связи.

Опытный образец

Для проверки и отработки технических решений проекта КВС “Связь-1” заказчик счёл нецелесообразным изготовление сразу КВС максимальной конфигурации. В качестве опытного образца было принято решение изготовить конфигурацию КВС, содержащую: 6 процессоров, 8 модулей памяти, 8 модулей коммутации и 27 внешних устройств. Оценка эффективности КВС проведена на этом опытном образце при выполнении им функции центра коммутации сообщений (ЦКС).

Целевыми задачами ЦКС являются:

Служебные функции:

Важнейшим показателем ЦКС является пропускная способность – предельная интенсивность входного потока сообщений, при котором система ещё обеспечивает решение поставленных перед ней задач с заданным качеством. Проведенные эксперименты и расчёты показали, что опытный образец КВС при работе в качестве ЦКС обеспечивает обработку входных потоков с интенсивностью до 15 сообщений в секунду. Подобная интенсивность соответствует сети из 236 телеграфных или 34 телефонных каналов. Таких ЦКС в то время в стране не было, лучшие зарубежные образцы имели аналогичные характеристики.

Разработка КВС “Связь-1” проводилась большим коллективом специалистов. Главным конструктором был Д.И. Юдицкий, научным руководителем П.В. Нестеров, Зам. гл. конструктора А.А. Попов. Активное участие принимали: М.Д. Корнев, Н.А. Смирнов, Н.М. Воробьев, В.Р. Горовой, П.П. Силантьев, В.А. Савельичев, А.И. Коекин, А.Ф. Григорович, В.С. Бутузов, В.Л. Глухман, В.А. Меркулов, Б.А. Михайлов, А.М. Михайлов, Е.М. Зверев, В.С. Мищенко, П.Н. Казанцев, И.И. Евдокимов, М.И. Кушнир, И.П. Селезнев, В.И. Бриккер, В.С. Петровский, В.С. Травницкий и др.

КВС и его программное обеспечение были разработаны, проект принят заказчиком, конструкторская и программная документация во второй половине 1976 г. переданы, как и предусматривалось договором, “Красной заре” для серийного производства.

В это время в Зеленограде произошла уже упомянутая нами реорганизация, в результате которой СВЦ прекратил существование, а его разрабатывающие подразделения переведены в НИИТТ, который отказался от продолжения работ. Неоднократные обращения Ю.Г. Данилевского ко вновь назначенным генеральному директору НПО НЦ А.Ю. Малинину и директору НИИТТ Э.Е. Иванову оказались безрезультатными – постановлений ЦК КПСС и СМ СССР у него, как у Т.Г. Анодиной, не было. Поэтому дальнейшую работу над КВС “Связь-1” “Красной заре” пришлось осуществлять самостоятельно. Без авторского сопровождения освоения КВС в серийном производстве специалистами СВЦ, коллективам НИИ ЭТУ и завода “Красная заря” пришлось нелегко. В КВС было заложено немало новых для ленинградцев технических и технологических решений. И, несмотря на хорошее качество документации, выпущенной с приёмкой гензаказчика, в ней было далеко не всё. Особенно много проблем было с модулем ОЗУ на ЦМП. Как вспоминает В.Н. Рыжевнин: “Мы много сил, времени и средств потратили на освоение в производстве модуля ОЗУ, но так ничего и не добились”. Справедливости ради нужно отметить, что и в СВЦ этот модуль шёл с большим скрипом, он немало крови попортил и разработчикам, и производственникам. В Пскове он тоже создавал массу хлопот. Разработка промышленной технологии его производства была прервана ликвидацией СВЦ, когда она ещё была далека от завершения. Все вздохнули с облегчением, когда появился модуль полупроводникового ОЗУ “Электроника ОЗУ-64К” с такой же информационной ёмкостью, которым повсеместно и заменили ОЗУ на ЦМП.

В результате самостоятельной доработки КВС “Связь-1” специалистами НИИ ЭТУ, с заменой модулей ОЗУ, КМ-1 и КМ-2 в НПО “Красная заря” было освоено серийное производство КВС, но уже с наименованием “Связь-М” (рис. 4.57). Он выпускался в течение многих лет и был базовым КВС для различных систем связи, разрабатываемых и выпускаемых в те годы НПО “Красная заря”.

Первый этап создания архитектуры “Электроника НЦ”.

Итак, в ходе создания мини-ЭВМ “Электроника НЦ-1”, периферийных устройств для нее, ЦКС “Юрюзань”, КВС “Связь-1” и ещё нескольких более мелких систем была отработана магистрально-модульная микропрограммируемая архитектура “Электроника НЦ” вычислительных средств класса “мини”. При её создании разработчики проанализировали все новейшие тогда зарубежные и отечественные мини-ЭВМ и системы, заимствовали из них прогрессивные идеи, дополнили своими и гармонично увязали в рамках единой архитектуры. Но это был первый этап её создания. К этому моменту технология микроэлектроники подошла к уровню, позволяющему создавать в одном кристалле сложные функционально законченные устройства, наступала эпоха микропроцессоров. А с ними и второй этап развития архитектуры “Электроника НЦ”, учитывающий специфику микропроцессоров.

Рис. 4.57. СУВК-СМ – одна из конфигураций КВС “Связь-М”

Рис. 4.57. СУВК-СМ – одна из конфигураций КВС “Связь-М”

Из книги «Давлет Исламович Юдицкий ». 2011 г.
Помещена в музей с разрешения автора 23 Декабря 2013

Проект Эдуарда Пройдакова
© Совет Виртуального компьютерного музея, 1997 — 2017