Выбор варианта реализации машин единого ряда
Идея единого ряда универсальных ЭВМ для народного хозяйства, появившаяся в стенах рамеевской школы конструирования, получила все же неполное воплощение. Серийно выпускались разработанные “уральцами” младшие модели (“Урал-11” и “Урал-14”) и набор запоминающих и периферийных устройств, контроллеров и сопроцессоров, из которых можно было комплектовать новые модели с учетом потребностей заказчиков. Просьба же междуведомственного НТС ГКРЭ (1963 г) о подключении других НИИ и КБ к разработке остальных, более быстрых и более мощных моделей ряда (“Урала-13”, “Урала-15”) и, видимо, математического обеспечения не получила в высших инстанциях страны положительного решения, что предопределило “усечение” ряда и огорчительную задержку в разработке. Время было непростительно упущено.
Запоздалая попытка “уральцев” в одиночку создать очередную модель ряда (“Урал-16”) имела уже невысокие шансы на производственный успех.
Привлекательность идеи единого ряда ЭВМ усилилась после начала производства прекрасно прорекламированной системы машин IBM-360 (1965 г), выполненных по концепции, аналогичной нашей. В том же году выпускник МЭИ, научный руководитель НИИУВМ (г. Северодонецк) В. В. Резанов, начинавший свою профессиональную деятельность в филиале СКБ-245 при Рамееве, предложил в Минприборе основные положения (подобной нашей концепции) построения Агрегатной системы средств вычислительной техники (АСВТ). Они были реализованы в последующем в серийных машинах М-2000 и М-3000 (на дискретных элементах) для АСУТП и АСУП.
В следующем году появились близкие по архитектуре к System-360 программно совместимые машины фирмы RCA семейства Spectra 70 (языки программирования FORTRAN, COBOL), в старших моделях которого до 75 процентов логических схем были выполнены уже на монолитных микросхемах. Появились изготавливавшиеся по лицензии фирмы RCA немецкие машины семейства Siemens 4004 (ALGOL, COBOL, FORTRAN) и завершалась разработка лицензионного семейства английских машин System-4 (USERCODE, CLEO, ALGOL, COBOL, FORTRAN). За рубежом с универсальными ЭВМ уже поставлялись десятки трансляторов с языков программирования высокого уровня FORTRAN, COBOL, ALGOL.
В том же году в нашей стране на 11 заводах велось освоение монолитных микросхем и началась разработка Единой Государственной Системы Вычислительных Центров. Парк отечественных ЭВМ был малочисленным и “разношерстным”. Его расширение и унификация создаваемых средств вычислительной техники становятся совершенно необходимыми.
По свидетельству В. К. Левина, в 1966 г. в сформулированном ГКНТ и Госпланом СССР народнохозяйственном плане появилось задание Министерству радиопромышленности на проведение ОКР “РЯД”: разработать аван-проект “комплекса типовых, высоконадежных информационных вычислительных машин с диапазоном производительности от 10 тыс. до 1 млн. оп/с, построенных на единой структурной и микроэлектронной технологической базе и совместимых системах программирования для вычислительных центров и автоматизированных систем обработки информации”. Автором задания называют начальника Главка МРП М. К. Сулима, опытного руководителя, активного участника работ по М-20, создавшего при Главке координационные группы по ОЗУ (А. С. Федоров и др.), по ВЗУ (Макурочкин, В. А. Болотский и др.), хорошо знавшего материалы аван-проекта ряда машин “Урал” и ход работ по его реализации. Казалось бы, что такое задание повлечет предусмотренный Рамеевым в 1963 г. перевод “Уралов” на новую элементную базу. Для нас, “уральцев”, в таком задании новым было лишь увеличение верхнего предела производительности моделей ряда (в “уральском” случае при использовании модульных схем ДТЛ ограниченном на уровне 200000 оп/с), который на микроэлектронной базе мог быть расширен. Естественно, наши машины можно было бы использовать как инструментальные средства при разработке дополнительных компонент математического обеспечения для новых машин.
Тем не менее, разработка проекта не была поручена “уральскому” коллективу, “генетически” предрасположенному к разработке унифицированных серийных средств вычислительной техники: в это время коллектив пополнял набор “уральских” устройств отечественными новинками (НМД-3, МБ-11, емкими НФ, устройством визуализации, сопроцессорами, межмашинными и канальными адаптерами и др.) для обеспечения построения многомашинных комплексов. Как будет показано далее, коллектив способен был провести более глубокую модернизацию, включая переход на новую элементную базу и иное, например, подобное IBM-360 сопряжение с внешними устройствами (см. “Урал-21”), для обеспечения информационной совместимости с зарубежными моделями. В старшей модели можно было бы использовать и кэш-память, уже разработанную для БЭСМ-6, но еще не нашедшую применения в первых моделях IBM-360. Едва начавшиеся работы по проектированию на модулях ДТЛ “Урал-10” 48-разрядного процессора “Урала-16”, при необходимости, можно было сократить или с учетом наличия сопроцессоров (У-340, У-342, У-345) прекратить как менее перспективные. Привлечение широкого круга предприятий-соисполнителей было бы совершенно естественным в силу очевидной необходимости.
Разработку аван-проекта ОКР “РЯД” поручили головному по вычислительной технике институту (ИТМ и ВТ) Министерства радиопромышленности. Он был занят тогда завершающими работами по созданию на дискретных элементах первой отечественной “миллионницы” БЭСМ-6 со многими чертами машин третьего поколения, вел важнейшие работы по ЭВМ специального назначения и изначально не тяготел к решению проблем унификации серийных устройств вычислительной техники. Через полгода ИТМ и ВТ представил Министерству отчет по разработке аван-проекта, в котором, по свидетельству В. К. Левина, “выражался скепсис по поводу структурных решений в «Системе 360» и вообще концепции программной совместимости”.
Не лишним будет отметить, что и в самой компании IBM первоначально идея единого ряда машин System-360 многими разработчиками воспринималась негативно и лишь по властному настоянию ее руководителя Т. Уотсона она была реализована.
В январе 1967 г. на совместном заседании Комиссии по вычислительной технике АН СССР академика А. А. Дородницына и официального заказчика аппаратно-программных средств вычислительной — Совета по вычислительной технике ГКНТ академика В. М. Глушкова — было принято решение создавать систему ЭВМ для СССР и стран СЭВ, базируясь на логическую структуру и систему команд IBM-360 “с целью возможного использования того задела программ, который можно полагать имеющимся для System/360”. Изумительная формулировка!
Несмотря на то, что разработка System/360 (на базе гибридных схем ДТЛ) была начата в США в 1962 г., решение заседания стало руководством к действию для КБПА МРП, которому в феврале 1967 г. перепоручили разработку аван-проекта по ОКР “РЯД”. Руководителем проекта был назначен заместитель Главного конструктора ЭВМ “Весна” В. К. Левин. В разработке проекта принимал участие ведущий разработчик операционной системы для этой машины В. С. Штаркман из отдела М. Р. Шура-Буры (ИПМ). А там превалировали настроения настаивать на обеспечении полной программной совместимости новых машин с IBM-360, хотя в стране не было ни одной модели машин IBM-360 даже для использования в качестве инструментального средства при апробации программных продуктов. Использование ограниченного набора моделей машин и унифицированного набора устройств, единой конструктивной и технологической базы (стержневые предложения “уральского” проекта 1963 г) теперь принимали единодушно, а вопросы предлагавшейся реализации архитектуры машин продолжали дебатироваться на весьма высоком уровне, без большой огласки. Даже во время приема М. К. Сулимом координационной группы по ОЗУ и ДЗУ нас, членов группы, не посвятили в суть проблемы, ограничились рассказом об образовании нового НИИ (НИЦЭВТа). В сильно усеченном виде сведения о дебатах доходили и до нас, “уральцев”: наша руководящая группа оставалась убежденной в том, что возможности технических решений по “уральскому” ряду машин еще не исчерпали себя и на их основе следует строить отечественный ряд машин третьего поколения.
В октябре 1967 г. от имени разработчиков ЭВМ “Урал” в МРП было направлено письмо, где говорилось, что “правильным явилось бы решение о разработке архитектуры единого ряда отечественных машин на базе опыта, накопленного в стране, с учетом новейших зарубежных достижений”. Такого же мнения придерживался и академик В. М. Глушков, и член-корр. И. С. Брук. А академик C.А. Лебедев в ИТМ и ВТ продолжал курс на создание своих машин, “из ряда вон выходящих”.
И в нашей стране, и за рубежом не было недостатка в критике американской системы IBM-360. Ориентация этой системы на пакетную обработку признавалось недостаточной. Операционная система считалась громоздкой (до 1 млн. команд в DOS 360). В системе не было машин более высокой производительности, чем моделей 65 и 75 (550 и 600 тыс. оп/с). Гибридная технология изготовления микросхем уже была менее перспективной, чем интегральная, широко использованная фирмой RCA в системе Spectra 70. Операционная система не могла эффективно работать на всех машинах ряда, а значит нужно создавать несколько операционных систем. Стали вноситься улучшения в математическое обеспечение и аппаратные средства машин семейств Siemens 4004 и System-4. Словно в ответ на критические замечания фирма IBM последовательно пополняла свою систему из первых моделей (8000 IBM-360/30, 2000 IBM-360/40, 600 IBM-360/50, 200 IBM-360/65, 17 IBM-360/75) новыми моделями (25, 67, 85, 91 и 195) и развивала фирменное системное программное обеспечение (COS, Tape System, BOS, TOS, DOS, OS). Производительность машины 360/85 — от 1 до 2 млн. оп/с, машины 360/91 — от 2 до 4 млн. оп/с, машины 360/195 — от 7 до 10 млн. оп/с. Модель 360/67 предназначалась для систем с разделением времени.
В отличие от 1963 г, когда “уральский” проект единого ряда машин не получил поддержки на высшем государственном уровне, “почва” для развития этой идеи теперь “созрела” и государственный управленческий “маховик” пришел в движение. В 1967 году образуется НИЦЭВТ, головное предприятие по разработке ЕС ЭВМ. Штат НИЦЭВТа — несколько сотен сотрудников, переведенных, в основном, из КБПА. Среди них В. К. Левин, Б. Н. Файзулаев, В. Н. Осокин, В. С. Лапин и другие. 30 декабря того же года выходит готовившееся М. К. Сулимом постановление ЦК КПСС и СМ СССР о строительстве в МРП 14 новых заводов и о реконструкции 11 других. Цель — увеличение выпуска машин с 5800 в 1966-1970 годах до 20000 в 1971-1975 гг. (фирма IBM в 1965-1970 гг. выпустила около 11000 машин IBM-360). В НИЦЭВТе начинается разработка технического проекта машин “РЯД”.
Несомненно, Рамеев знал о подготовке ключевых решений по ЕС ЭВМ и был проинформирован о предстоящем изменении своего служебного положения. Видимо, в связи с этим он укрепляет позиции “уральцев” на предприятии. Он образует отдел № 9 запоминающих устройств и элементов (нач. Г. С. Смирнов), отдел № 10 системных устройств (нач. В. К. Елисеев) и отдел № 11 надежности (нач. А. В. Муромский). В отделе № 9 лаборатория логических элементов В. Т. Мошенского, лаборатория ферритовых запоминающих элементов и узлов Ю. Ф. Филатова, лаборатория МОЗУ К. Е. Юренкова, лаборатория внешних запоминающих устройств В. А. Болотского, КБ Г. Бахметьева и мастерская А. Ларкина. Руководителями лабораторий в новых отделах стали опытные, способные специалисты, хорошо зарекомендовавшие себя в проектировании компонент ЭВМ.
Большую помощь в прояснении ситуации с разработкой и производством новейших отечественных элементов, включая полупроводниковые приборы и микросхемы, в те годы мне оказывали известные московские специалисты В. А. Гринкевич и Р. В. Смирнов, ленинградский специалист из НИИМД Б. Н. Агарков и другие. В получении опытных образцов микросхем мне стал помогать В. Чернов, мой однокурсник, главный инженер одного из Главков МЭПа. Тогда же нами был выбран для последующих наших “уральских” работ комплекс монолитных микросхем ТТЛ-типа “Логика”, для каналов считывания МОЗУ ИМС “Исполин” и за этим последовала более решительная проработка микроэлектронной схемотехники ферритовой памяти (Смирнов) и процессора (Богословский).
В апреле 1968 г. Рамеев увеличивает количество заместителей Главного конструктора ЭВМ “Урал” за счет включения в их число Л. Н. Богословского и А. С. Горшкова и примерно в это же время в числе заместителей оказался В. И. Бурков.
В августе происходит перевод Башира Искандаровича в НИЦЭВТ, где он в качестве заместителя Генерального конструктора ЕС ЭВМ с молодыми специалистами-математиками, выпускниками МГУ и МФТИ, при полном отсутствии инструментальных машин IBM-360 напряженно прорабатывал (в части программного обеспечения) вопросы технического проекта ЕС ЭВМ. В связи с невозможностью покупки лицензии на машины и математическое обеспечение фирмы IBM Б. И. Рамеев приходит к выводу о целесообразности получения лицензионного программного обеспечения и младших машин семейства System-4, с помощью которых можно было бы осваивать фирменное и разрабатывать более сложное, новое программное обеспечение. С участием заместителя министра МРП М. К. Сулима Рмеевым успешно велись переговоры с английской фирмой ICL о сотрудничестве в разработке нашего нового семейства машин. В декабре в состав НИЦЭВТа вводят многоопытный и многотысячный НИЭМ, директор которого С. А. Крутовских становится Генеральным конструктором ЕС ЭВМ, его первым заместителем — В. К. Левин.
Пока шли дебаты по выбору способа реализации единого ряда ЭВМ продолжалось производство наиболее совершенных машин второго поколения: серийное производство (1968-1987 гг.) на дискретных элементах (60000 транзисторов, 180000 диодов) 355 48-разрядных БЭСМ-6 (С. А. Лебедев) со скоростью счета до 1 млн. оп/с, в Минске продолжалось производство до 1972 г. 19 48-разрядных машин “Весна” (В. С. Полин), реализованных на 80000 транзисторов и 200000 диодов каждая в 24 шкафах (скорость счета 250000-300000 оп/с), и 20 одноадресных 48-разрядных ЭВМ СПЭМ-50 и СПЭМ-80 (В. К. Левин), реализованных в семи шкафах каждая, с быстродействием, соответственно, 50000 и 80000 оп/с, на Пензенском ВЭМе продолжался выпуск в модульном исполнении нескольких сот машин ряда “Урал” со скоростью счета 45000-50000 оп/с. В то же время не на унифицированных схемах ДТЛ “Урал-10” (tп=0,63 и tп=0,25 мкс) или “МИР-10”, а на уже считавшейся неперспективной диодно-трансформаторной логике, на дискретных элементах (с временем переключения 0,7 мкс) в Минске и Казани началось производство, соответственно, до 3000 37-разрядных ЭВМ “Минск-32” (В. В. Пржиялковский), со средней скоростью счета 23-30 тыс. оп/с и двухсот 45-разрядных ЭВМ М-220 (В. С. Антонов), с системой команд ламповых машин М-20; скорость счета — до 28000 оп/с. Для всех этих машин уже были разработаны или находились в разработке операционные системы (ОС “Весна”, Д-68, ОС ИПМ, “ДУБНА”, ОС4.220, Д2У-14 и др.), разрабатывались трансляторы с языков программирования высокого уровня (АЛГОЛ, АЛГЭК, АЛГАМС, АЛГЭМС, ОМЕГА, ЛИСП, ФОРТРАН и др.). Каждому из этих программных продуктов предстояло пройти свой путь приработки, прежде чем он станет полноценным программным продуктом.
Из книги Г. С. Смирнова “Семейство ЭВМ «Урал». Страницы истории разработок.” Пенза, 2005 г.
Перепечатывается с разрешения автора.
