Основоположники промислової системотехнiки

Унiкальний "Iмпульс"
Важкий початок
Перший успiх
Вимушенi рiшення
Повернення у системотехнiку
Немає лиха без добра!
Нове поколiння засобiв системотехнiки
На вершинi
В.В.Рєзанова про НВО "Iмпульс"
Iлюстрацiї   Додатковi матерiали

Унiкальний "Iмпульс"

У повоєннi роки у Радянському Союзi найважливiшi науково-технiчнi проблеми (оволодiння атомною енергiєю, розвиток ракетобудування, космонавтики та iн.) вирiшувалися шляхом створення потужних науково-виробничих центрiв. Так у 1956 р. в вiдбудованому Сєверодонецьку (Україна) була створена фiлiя Московського СКБ-245 - головної органiзацiї по обчислювальнiй технiцi.

Вирiшальним чинником, який визначив розвиток робiт у створеннi керуючої обчислювальної технiки, була наявнiсть складного об'єкта автоматизацiї - величезного хiмiчного комплексу - Лисичанського хiмкомбiнату, вивчення якого дозволило зрозумiти у повному обсязi завдання комп'ютерної автоматизацiї технологiчних процесiв. Швидко визначився ряд талановитих розроблювачiв, що поклали основу iнженерної школи в галузi проектування i виробництва обчислювальної технiки для керування технологiчними процесами. Актуальнiсть роботи обумовила подальший розвиток фiлiї, перетворення її в Науково-дослiдний iнститут керуючих обчислювальних машин (НДI КОМ), потiм - у науково-виробниче об'єднання НВО "Iмпульс" у складi: НДI КОМ, його фiлiй та ряду пiдприємств.

Видатну роль у становленнi НВО "Iмпульс" вiдiграли директор фiлiї Андрiй Олександрович Новохатнiй (першi три роки директором фiлiї був В'ячеслав Юрiйович Толкачев) i його заступник Владислав Васильович Рєзанов науковий керiвник виконуваних робiт.

В основу науково-технiчної полiтики вони вiдразу ж поклали iдею створення серiйноздатних засобiв керуючої обчислювальної технiки для рiзних (не тiльки хiмiчних) об'єктiв автоматизацiї. На її основi пiд керiвництвом Рєзанова була надалi розроблена i реалiзована концепцiя єдиної, функцiонально повної агрегатної (модульної) системи технiчних i програмних засобiв керуючої обчислювальної технiки на базi єдиних конструктивно-технологiчних рiшень. Велика увага була придiлена розробцi так званих пристроїв зв'язку з об'єктом ПЗО, що забезпечують знiмання даних про процес, передачу їх для обробки у обчислювальну машину i видачу сигналiв для керування виконавчими механiзмами. Такий пiдхiд iснував на протязi бiльш нiж тридцяти рокiв i цiлком себе виправдав, оскiльки забезпечив створення повного комплексу засобiв системотехнiки, тобто засобiв для побудови всiляких iнформацiйно-керуючих систем для технологiчних процесiв i об'єктiв енергетики.

На своєму бiльш нiж 30-рiчному (!) шляху колектив "Iмпульсу" працював подiбно до чудово злагодженого оркестру, музиканти котрого вiртуозно володiють своїми iнструментами i у спiльнiй грi створюють музичнi шедеври. Саме такою була невелика група головних фахiвцiв (її називали "могутньою купкою" за аналогiєю з тим, що було в iсторiї музичного мистецтва), яка сформувала "Iмпульс" ще у роки його становлення i зумiла в умовах глибокої провiнцiї здiйснити здавалося б неможливе - зiбрати i згуртувати навколо себе багатотисячний колектив однодумцiв, захоплених одною метою - створенням i постiйним удосконалюванням засобiв комп'ютерної автоматизацiї технологiчних процесiв i об'єктiв енергетики, у тому числi таких вiдповiдальних i складних, як атомнi станцiї.

Бiльше тридцяти рокiв самовiдданої i натхненної роботи Сєверодонецького "Iмпульсу" були вiдданi створенню засобiв системотехнiки 1-го, 2-го, 3-го i 4-го поколiнь i все це на одному подиху, працюючи не покладаючи рук.

"Могутня купка" зумiла об'єднати особистi iнтереси кожного фахiвця, який входив до неї, загальною метою, що дозволило зберегти єднiсть i цiлеспрямованiсть робiт усього колективу "Iмпульсу" на всьому шляху його розвитку.

Таке стало можливим, тому що "могутню купку" очолювали лiдери, якi справою довели своє право на таке положення. I тут знову виявляється унiкальна риса у розвитку "Iмпульсу" - такими людьми стали не присланi з боку керiвники з високими званнями, а свої власнi фахiвцi, що виросли з "могутньої купки". До їх числа належать беззмiнний директор НВО "Iмпульс" Андрiй Олександрович Новохатнiй та беззмiнний науковий керiвник Владислав Васильович Рєзанов.

За всi роки iснування "Iмпульсу", який розробив чотири поколiння засобiв системотехнiки, його спiвробiтниками були захищенi двi кандидатських дисертацiї, але це аж нiяк не говорить про слабку квалiфiкацiю його фахiвцiв. Кожний iз "могутньої купки" цiлком мiг би претендувати на науковий ступiнь кандидата або доктора наук. Вони поступилися цим i вiддавали перевагу розробцi машин!

Важкий початок

Базовим виробництвом на Лисичанському хiмiчному комбiнатi було виробництво амiаку i виробництво азотної кислоти. Дослiдженням цих двох об'єктiв на предмет ефективностi автоматизацiї i використання обчислювальної технiки (яку ще потрiбно було створити!) зайнялися спiвробiтники фiлiї.

Головна увага була придiлена виробництву амiаку, що представляло ланцюжок великих взаємопов'язаних цехiв - вiд виробництва синтез-газу, його наступного очищення i синтезу з цього газу амiаку у колонах високого тиску. При цьому продуктивнiсть (400 тис. тонн на рiк) колон синтезу дуже залежала вiд складу газу на входi колони, який подається вiд газогенераторних установок, де метан горiв у киснi при строго фiксованому спiввiдношеннi, створюючи синтез-газ, що пiдлягає очищенню перед тим, як надiйти на синтез. Якщо врахувати, що метан i кисень при визначених спiввiдношеннях утворять вибухову сумiш, то неминуче виникає завдання надiйного керування i захисту вiд можливої аварiї. Саме для цього об'єкта було вирiшено створити iнформацiйно-керуючу систему, що одержала назву "Автодиспетчер".

Спiвробiтники фiлiї почали дослiдження основних технологiчних процесiв амiачного виробництва. Насамперед, був складений (у першому наближеннi) алгоритм керування, що дозволило визначити параметри керуючої машини. Iдея будувати її на електронних лампах була вiдкинута вiдразу через ненадiйнiсть елементної бази. Напiвпровiдникова технiка тiльки починала свiй переможний хiд. Основою стала система тритактних ферит-дiодних елементiв, створених у лабораторiї професора Л.I.Гутенмахера у Московському всесоюзному НДI технiчної iнформацiї i удосконалених у Пензенськiй фiлiї СКБ-245, звiдки Рєзанов, переїжджаючи до Сєверодонецька, привiз двi великих шухляди таких елементiв i масу iдей по їх розвитку i використанню. "Це була примiтивна технiка, - згадує Владислав Васильович. - В елементах у якостi вентилiв використовувалися селеновi шайбочки через вiдсутнiсть у той час напiвпровiдникових дiодiв. Проте цi елементи були нами допрацьованi, що дозволило почати роботу по створенню керуючої машини. Варто сказати, що саме у цей же час народилася iдея агрегатної побудови машини. Розроблювачi розумiли, що їм вiдомий тiльки стартовий комплект завдань, яких у такому великому i складному виробництвi при його розвитку може бути дуже багато. Тому машина повинна мати модульну структуру, що дозволяє нарощувати ресурси: пам'ять, кiлькiсть вхiдних i вихiдних сигналiв та iн. Цi iдеї не були цiлком реалiзованi у системi "Автодиспетчер", але врахованi згодом. Дуже важливо було вирiшити - як взяти iнформацiю з об'єкта? Адже нi про якi стандартнi сигнали тодi не було i мови. Половина вимiрювальних приладiв була поставлена з Нiмеччини у комплексi з репарацiйним хiмiчним устаткуванням. Тому довелося розробляти iндивiдуальнi перетворювачi для кожного типу вторинних приладiв. Про одержання iнформацiї безпосередньо вiд первинних датчикiв можна було тiльки мрiяти. З 1965 року почалася її дослiдна експлуатацiя. У 1967 роцi система була введена у цiлодобову експлуатацiю i пропрацювала на комбiнатi понад 24 роки (звичайно, iз необхiдною модернiзацiєю).

Вона дозволяла контролювати роботу амiачного i спиртового виробництв, виконувала логiчний аналiз порушень технологiчних процесiв, вела автоматичний облiк сировинних потокiв i розрахунок технiко-економiчних показникiв кожного цеху i виробництва у цiлому, автоматичне регулювання складу синтез-газу i продувного газу в амiачному виробництвi. Пристрiй зв'язку з об'єктом системи "Автодиспетчер" представляв собою комбiновану телемеханiчну пiдсистему, яка дозволяє здiйснювати вимiр 360 миттєвих значень параметрiв, 120 iнтегральних значень параметрiв, 360 двопозицiйних сигналiв iз циклом 20 сек, 200 миттєвих двопозицiйних сигналiв. Система виробляла 200 однопозицiйних команд, 24 аналогових сигнали керування 0-5 ма. Збiр iнформацiї здiйснювався по радiальних каналах через 10 групових пунктiв контролю, встановлених у цехах, що збирали iнформацiю вiд первинних перетворювачiв. Груповi перетворювачi радiально пiдключалися до обчислювальної машини. Вiдстань вiд машини до групових перетворювачiв допускалася до 1,2 км. Цикл збору iнформацiї 60 сек.

Обчислювальну частину "Автодиспетчера" було побудовано на ферит-дiодних логiчних елементах, вона мала феритовий запам'ятовуючий пристрiй на 1860 двадцятирозрядних чисел, феритовий пасивний запам'ятовуючий пристрiй ємнiстю 5632 двадцятирозрядних чисел. Арифметичний пристрiй оперував 18-ти розрядними числами з фiксованою комою. Система команд одноадресна, кiлькiсть операцiй 28. Робота у цей перiод здiйснювалася по фiксованiй програмi, написанiй у машинних командах.

У процесi роботи над системою "Автодиспетчер" виявилося ще декiлька найважливiших моментiв, пов'язаних iз тим, що дослiджувався розроблений на величезнiй територiї складний технiчний комплекс, який включав багато об'єктiв керування, взаємозалежних мiж собою.

З'ясувалося, що задачi керування можливо роздiлити на 3 групи: перша група задач пов'язувалася з проблемою первинної обробки iнформацiї перед передачею її у керуючу машину; друга група задач зводилася до програмного керування об'єктами з метою оптимiзацiї технологiчних процесiв, якi протiкають у них, а третя полягала у координацiї роботи об'єктiв виробничого процесу. Звiдси народилася iдея створення трирiвневої системи технiчних засобiв для оперативного керування складними виробництвами "СОУ-1". Другий висновок, зроблений у той час - потрiбна єдина система технiчних i програмних засобiв вiд датчика до виконавчого механiзму, розроблених на основi єдиної системи стандартiв, яка дозволяє проектним шляхом комплектувати рiзнi системи керування (i зовсiм не обов'язково тiльки у хiмiчнiй промисловостi). Винаходити технiчнi i програмнi засоби для кожного об'єкту керування неприпустимо. Тому "СОУ-1" була задумана як трирiвневий комплекс технiчних засобiв для керування рiзними процесами.

У перiод створення системи "Автодиспетчер" паралельно виконувалася розробка машини "Автооператор" для так званого прямого цифрового керування. Справа в тому, що при первиннiй обробцi iнформацiї виникають завдання регулювання (стабiлiзацiї) процесiв, що виконувалися (i продовжують в основному виконуватися i зараз) аналоговими регуляторами. На деяких об'єктах число автономних контурiв регулювання досягає декiлькох десяткiв. У той же час пряме цифрове регулювання за будь-яким законом (багатоканальне, пропорцiйне, зв'язане i т.iн.) можна здiйснити вiд однiєї машини шляхом використання вiдповiдних програм. Ця iдея була реалiзована у машинi "Автооператор" (вперше в Українi i колишньому Радянському Союзi). У якостi об'єкта керування була обрана установка концентрацiї мiцної азотної кислоти Чорнорiченського хiмзаводу Нижегородської областi, де якiсне регулювання по непрямих параметрах дозволяло значно полiпшити характеристики кiнцевого продукту - ракетного палива.

До функцiй "Автооператора" входило:

- пряме цифрове регулювання технологiчними процесами концентрацiї азотної кислоти на рядi колон iз заданим перiодом Т (3-5 хв.);

- керування процесами пуску i зупинки однiєї колони;

- реєстрацiя основних параметрiв i сигналiзацiя про порушення технологiчного процесу.

Керуючий обчислювальний комплекс складався iз чотирьох функцiональних частин.

1. Вхiдний пристрiй або пристрiй зв'язку з об'єктом, що забезпечує збiр iнформацiї з об'єкта керування, перетворення прийнятих аналогових сигналiв у цифрову форму, введення цифрової iнформацiї у машину. Датчиками параметрiв, що вимiрюються, служили серiйнi прилади з унiфiкованим виходом. Точнiсть перетворення - 8 двiйкових розрядiв. Вхiдний пристрiй забезпечував зв'язок процесора з регульованим об'єктом, циклiчно запитуючи (за iнтервал Т) датчики, встановленi на об'єктi.

2. Процесорна частина машини, побудована на ферит-дiодних логiчних елементах. Процесор виконував 28 арифметичних, логiчних та операцiй керування. Продуктивнiсть - 900 операцiй додавання, 80 множення, 70 дiлення за секунду. Оперативний запам'ятовуючий пристрiй на феритових сердечниках дiаметром 1 мм, ємнiстю 256 18-ти розрядних двiйкових слiв.

3. Для збереження програм керування i констант використовувався постiйний запам'ятовуючий пристрiй на феритових сердечниках дiаметром 4 мм. Iнформацiя у нього заносилася шляхом прошивання феритових кiлець. Для задання змiнної частини було складальне поле, що комутувалось штекерами.

4. Вихiдний пристрiй, що служить для перетворення розрахованих цифрових керуючих впливiв у пропорцiйнi пневматичнi сигнали вiд 0 до 1 атмосфери з точнiстю 7 двiйкових розрядiв. Сигнали передавалися на пневматичнi виконавчi механiзми (пневматичнi клапани), що забезпечували регулювання технологiчного процесу. Воно ж формувало дискретнi сигнали для включення i виключення рiзних виконавчих пристроїв.

Автоматичне регулювання здiйснювалося за вiдповiдним законом. Пуск та зупинка колони виконувалися по фiксованiй програмi. Алгоритм керування у цих режимах був складений на основi аналiзу технологiчних процесiв. Реалiзуюча його програма складалася з двох частин:

- формуюча програма, що представляє послiдовнiсть виконання етапiв пуску (зупинки) у часi i послiдовнiсть виконання окремих операцiй на кожному етапi;

- набiр програмних операторiв, що реалiзують окремi операцiї.

На кожному циклi обробки iнформацiї визначалося, яким етапом пуску (зупинки) необхiдно керувати, потiм керування передавалося вiдповiднiй частинi програми, де вказувалися дiї та адреси операндiв. Пiсля цього "Автооператор" виконував сформовану програму.

Метод операторного програмування дозволив значно скоротити довжину програми керування i забезпечував простий перехiд до укладання програм для керування iншими процесами.

Випробування "Автооператора" проводилися на однiй колонi, яку було оснащено необхiдними датчиками i виконавчими механiзмами. Була забезпечена робота декiлькох контурiв регулювання, пуск i зупинка колони.

Випробування показали, що система керування з обчислювальним комплексом у якостi центрального регулятора забезпечує необхiдну якiсть регулювання основних параметрiв процесу й успiшно справляється з завданням пуску i зупинки колони концентрування. Однак, регулярнiй експлуатацiї заважали недостатньо надiйнi виконавчi механiзми. Майже половина всiх несправностей випадала саме на них. Надалi протягом тривалого часу "Автооператор" використовувався для проведення дослiдних робiт на колонi.

Перший успiх

Ще до завершення робiт над "Автодиспетчером" у фiлiї почали розробку трирiвневої багатомашинної системи для оперативного керування процесами у промисловостi "СОУ-1", що претендувала на широке впровадження та серiйне виробництво. Структура та архiтектура системи випереджали свiй час. Вони були визначенi на основi аналiзу завдань по керуванню таким складним, територiально розосередженим, багатотонажним виробництвом, як виробництво амiаку. Згаданi вище три рiвнi керування вимагали створення багатомашинного комплексу. До складу системи ввiйшли три машини. Машина первинної переробки iнформацiї ("МППI") призначалася для збору, нормалiзацiї i первинної переробки iнформацiї, видачi i реєстрацiї миттєвих i розрахункових значень параметрiв керованого процесу, а також тенденцiй їхньої змiни мiсцевому оперативному персоналу. Власне кажучи це був промисловий контролер у сучаснiй термiнологiї на технологiчнiй базi того часу.

Для другого рiвня керування призначалася керуюча машина "УМ-1".

До її складу входили модульнi пристрої зв'язку з об'єктом ПЗО, орiєнтованi на приймання i видачу стандартних сигналiв Державної системи приладiв. Машина впливала на об'єкт через системи мiсцевої пневмоавтоматики i безпосередньо на пневматичнi виконавчi механiзми, маючи для цього у складi ПЗО електропневматичнi перетворювачi. ПЗО машини "УМ-1" приймало до 352 аналогових струмових сигналiв модулями по 16; сигналiв термопар i термоопорiв до 256, модулями по 16 сигналiв; сигналiв вiд пневматичних датчикiв до 256; позицiйних сигналiв до 600; до 60 число-iмпульсних сигналiв. На виходi ПЗО мали до 10 електричних струмових сигналiв; до 128 аналогових пневматичних сигналiв; до 400 позицiйних електричних сигналiв. Кожний користувач мiг пiдiбрати необхiдний склад пристроїв зв'язку з об'єктом. Обчислювальна частина машини "УМ-1" була побудована на ферит-дiодних елементах, мала феритовi модульнi оперативнi i постiйнi запам'ятовуючi пристрої, виконувала 30 арифметичних i логiчних операцiй над 21 розрядними двiйковими числами з фiксованою комою зi швидкiстю 900 опер/сек. Вiдмiнною рисою машини була наявнiсть системи переривання, що забезпечувала виконання 16-ти рiзних, не зв'язаних мiж собою програм з автоматичним вибором найбiльш важливого i складного запиту по заданому прiоритету. Мабуть, це був перший практичний промисловий приклад мультипрограмної машини (у той час були опублiкованi роботи з подiлу часу вирiшення завдань на машинах загального призначення). Завдяки цiй властивостi було створене програмне забезпечення, що виконує крiм функцiональних задач ще й дiалог оператора з машиною та оперативною тестово-дiагностичною процедурою, що включає виправлення помилок i т.iн. Мультипрограмний режим дозволив включити до складу машини пульт оператора системи керування об'єктом, надавши йому можливiсть контролювати та керувати процесом. Машина "УМ-1" мала у своєму складi усi функцiональнi компоненти сучасних керуючих обчислювальних систем. Вона могла працювати як у комплексi з машинами "МППI-1" так i самостiйно.

Координуюча машина "КВМ-1" системи "СОУ-1" мала на той час дуже високi технiчнi характеристики. Вона була задумана, як машина, що взаємодiє у реальному часi з 65-ма абонентами типу "УМ-1" i "МППI-1" на вiдстанi до 12 км, зв'язаними з "КВМ-1" радiальними каналами зв'язку. Це був iстотний крок до створення структури мережi обчислювальних машин для керування складними технологiчними об'єктами, тiльки тодi це так не називалося. "КВМ-1" могла працювати також i з власними пристроями зв'язку з об'єктом при розв'язаннi задач керування, що вимагають великих обчислювальних потужностей.

Обчислювальний комплекс "КВМ-1" мiг виконувати 256 рiзних операцiй iз швидкiстю 100 тис. операцiй за секунду. Операцiї виконувалися як iз фiксованою так i з плаваючою комами над 25-ти i 50-ти розрядними словами. Машина мала модульну оперативну пам'ять до 126976 слiв модулями по 4096, довгострокову пам'ять на магнiтнiй стрiчцi об'ємом 20 млн. слiв. Система мультипрограмування, що реагувала на 80 асинхронних запитiв, дозволяла створювати операцiйну систему реального часу, що включає до свого складу потужнi засоби дiагностики. Для "КВМ-1" були розробленi транслятори для декiлькох пiдмножин мови АЛГОЛ-60. Машина була оснащена пультом взаємодiї оператора з процесом у дiалоговому режимi з двоколiрним друком тексту дiалогу. Цiкавою особливiстю "КВМ-1" було те, що для неї був розроблений спецiальний набiр логiчних елементiв на тунельних дiодах i транзисторах, що дозволило отримати високу продуктивнiсть машини.

Створення машини "КВМ-1" збiглося за часом iз появою в Iнститутi кiбернетики АН УРСР машини "Днепр-2" та iнформацiї про систему IBM 360. Тому роботи з "КВМ-1" не одержали належного розвитку. Але основною причиною зупинки робiт над "КВМ-1" було те, що промисловi пiдприємства не були готовi до використання потужних керуючих машин. Система "СОУ-1" у цiлому випередила свiй час. Сєверодонецьким приладобудiвним заводом було випущено декiлька сот машин "МППI-1" i "УМ-1", що були використанi у системах керування рiзними об'єктами й успiшно працювали на протязi 2-х десятилiть.

В цей перiод на Сєверодонецькому приладобудiвному заводi почався промисловий випуск засобiв системотехнiки для керування технологiчними процесами. На вiдмiну вiд обчислювальних машин загального призначення, що випускалися у той час, керуючi машини мали структурнi й архiтектурнi особливостi, якi пiдвищують надiйнiсть їхньої роботи, мiстили у собi великий комплекс пристроїв зв'язку з об'єктом, оператором та iн., що у той час нiким не розроблялися i не випускалися. Творцi "СОУ-1" були змушенi здiйснити розробку й освоєння електромеханiчних пристроїв введення-виводу. Для машини "УМ-1" були розробленi стрiчковий перфоратор "ПЛ-80", двоколiрний друкуючий пристрiй на нескiнченному бланку, зчитувач iз перфострiчки "СП-3" та iншi. Цi вироби були освоєнi промисловiстю i стали жити самостiйним життям. Для прикладу, перфораторiв "ПЛ-80" i "ПЛ-150" було випущено понад сотнi тисяч. Вони були єдиними у СРСР вивiдними пристроями високого класу i випускалися масово до початку 90-х рокiв ХХ столiття.

Вимушенi рiшення

У серединi 60-х рокiв ХХ столiття перед розробниками комп'ютерної технiки в СРСР виникла проблема вибору перспективної структури й архiтектури засобiв обробки iнформацiї третього поколiння. Саме у цей час у Радянському Союзi було прийнято рiшення, що позбавило власного шляху розвитку вiтчизняну обчислювальну технiку - як основу для розробки у країнах Ради економiчної взаємодопомоги (РЕВ) єдиної системи електронних обчислювальних машин ЄС ЕОМ була прийнята структура й архiтектура системи IBM 360. Це вольове рiшення, що не враховувало думки фахiвцiв, привело до величезних невиправданих витрат i створення серiї обчислювальних машин (ЄС ЕОМ), що застарiли не вiдпрацювавши свого ресурсу. Використання структури та архiтектури системи IBM 360 у керуючiй технiцi перетворювало її у звичайну обчислювальну технiку, що довели подальшi подiї.

НДI КОМ приступив до розробки комплексу технiчних засобiв 3-го поколiння, аналогiчного за структурою до "СОУ-1", застосувавши у процесорах базову систему iнструкцiй та iнтерфейси периферiйних пристроїв системи IBM 360. Розроблювачi розумiли, що на той момент вони не можуть розраховувати на вiтчизняну мiкроелектронiку, тому розробка подiлялася на два етапи. Перший реалiзовувався на технологiчнiй базi обчислювальних систем 2-го поколiння i включав три моделi обчислювальних комплексiв: "М1000", "М2000" та "М3000". При цьому модель "М1000" призначалася для вирiшення завдань першого (нижчого) рiвня керування i не вимагала потужної архiтектурної пiдтримки, закладеної у системi IBM 360, тому у нiй була запропонована власна спрощена система iнструкцiй процесора та оригiнальне програмне забезпечення. Моделi "М2000" та "М3000" мали структуру та архiтектуру системи IBM 360 iз вiдхиленнями, визначеними, виходячи з можливостей елементно-технологiчної бази, доступної вiтчизнянiй промисловостi. При цьому всi моделi оснащувалися загальним спектром периферiйних пристроїв, серед яких значне мiсце займали засоби зв'язку з об'єктом. Другим етапом розвитку цiєї системи згодом стали бiльш досконалi комплекси "М6000", "М4030". За задумом ЕОМ "М1000", "М2000" та "М3000" розглядалися як агрегатна система засобiв обчислювальної технiки АСОТ i були частиною формованої у тi роки державної системи приладiв ДСП, призначеної для розв'язання насамперед задач керування у народному господарствi країни. Мова йшла про створення i виробництво найширшого спектра устаткування: датчикiв, вимiрювальних пристроїв, виконавчих механiзмiв, агрегатних засобiв обчислювальної технiки i т.iн., якi дозволяють проектним шляхом створювати будь-якi системи для керування народногосподарськими об'єктами. Це формувало гiгантський ринок продукцiї приладобудування.

НДI КОМ був призначений головною органiзацiєю по створенню i виробництву АСОТ. Це збiглося за часом iз прийняттям iншого рiшення, що стосується створення системи резервування пасажирських мiсць у московському авiавузлi Аерофлоту. Тому першою галуззю застосування обчислювальних комплексiв "М2000", "М3000" системи АСОТ стали не технологiчнi об'єкти, а система резервування мiсць на авiалiнiях Аерофлоту "Сирена". З 1973 по 1998 рiк "Сирена" "перевезла" понад 100 млн. пасажирiв. Власне кажучи "Сирена" стала першою у СРСР системою масового обслуговування глобального характеру, що включала сотнi термiнальних станцiй (робочих мiсць касирiв), десятки центрiв обробки i комутацiї повiдомлень, розкиданих по всьому Радянському Союзу i взаємодiючих iз Московським центром резервування мiсць на авiалiнiях Аерофлоту. Розроблювачi системи стикнулися з великими труднощами: порiвняно скромними обчислювальними потужностями, незадовiльними за перешкодами лiнiями зв'язку, транзисторною елементною базою 2-го поколiння, нечiткими уявленнями про необхiднi функцiональнi параметри системи. При цьому необхiдно було у стислий термiн створити i ввести у експлуатацiю гiгантський апаратний монстр (число тiльки апаратурних шаф у системi перевищувало 1000 шт.) iз високою надiйнiстю функцiонування. "Iнодi здавалося, що це завдання не вирiшується у принципi, - згадував В.В.Рєзанов. - Лише завдяки ентузiазму розробникiв Iнституту проблем керування (IПК) (Москва), НДIКОМ та iн. воно усе ж було успiшно вирiшено". Головним конструктором системи "Сирена" був В.А.Жожикашвiлi (IПК).

Система "Сирена" включала:

- обчислювальний комплекс для Московського центру резервування;

- засоби зв'язку з абонентами по стандартним, у той час ще слабко розвинутим i низькоякiсним каналам для передачi цифрової iнформацiї;

- велику архiвну швидкодiючу пам'ять iз гарантiєю збереження iнформацiї у аварiйних режимах;

- засоби дiалогового спiлкування системи зi споживачем - пульти касирiв для формування запитiв клiєнтiв i видачi квитка, довiдки, масової iнформацiї на табло, iндивiдуальної довiдки i т.iн.;

- систему програмного забезпечення, розраховану на надiйне функцiонування системи в iнтересах клiєнта та Аерофлоту в цiлому.

У обчислювальному центрi системи був використаний дуплексний комплекс "М3000", що iстотно пiдвищило його надiйнiсть. Комплекс забезпечував продажу до семи квиткiв у секунду по спонтанних запитах касирiв, розкиданих по всiй територiї СРСР.

У якостi основних каналiв зв'язку були використанi телефоннi i телеграфнi видiленi i комутованi канали мiських АТС. Усi канали зв'язку пiдключалися до системи за допомогою спецiально розробленої апаратури передачi даних, що забезпечує пересилання цифрової iнформацiї на швидкостях 600 або 1200 бод.

Для центру збору запитiв по 256 каналам зв'язку та обмiну даними з локальними обчислювальними центрами був розроблений спецiальний модуль розподiльчо-перетворюючого пристрою. Кожний iз них забезпечував зв'язок по 32-м телефонним видiленим каналам, 32-м телеграфним комутованим або видiленим каналам мiських телефонних станцiй. Розподiльчо-перетворюючий пристрiй мав у своєму складi адаптери для пiдключення до машинних iнтерфейсiв 2-х комплексiв "М3000". У такий спосiб забезпечувалася можливiсть органiзацiї розгалуженої двосторонньої мережi зв'язку центру з термiналами на вiдстанi до 8000 тис. км iз швидкiстю 600-1200 бод. При цьому здiйснювався задовiльний захист iнформацiї вiд збоїв i перешкод. Абонентами такої мережi могли бути будь-якi апарати телеграфного зв'язку того часу, пульти касирiв i регiональнi центри переробки iнформацiї, якi згодом формувалися з комплексiв "М6000" i "М7000". Така органiзацiя системи зв'язку дозволила згодом, замiнюючи компоненти, здiйснювати поетапну модернiзацiю i розвиток системи "Сирена", забезпечуючи її життєздатнiсть дотепер. Екзотичною частиною системи у складi обчислювального комплексу був магнiтний барабан, який використовувався для створення архiвної пам'ятi великого обсягу i швидкодiї, як ключовий елемент захисту iнформацiї про пасажирiв у аварiйних режимах. Цiкавим елементом системи "Сирена" був пульт касира, що є класичним вiдеотермiналом, який дозволяв здiйснювати повний дiалог пасажир-касир-система при формуваннi запиту i пiдготовки квитка або довiдки. Це було серiйне устаткування, яким оснащувалися сотнi кас. Варто пам'ятати, що на той час у країнi не було досвiду розробки власних операцiйних систем, програмного забезпечення систем масового обслуговування, мережних програмних пакетiв i т.iн. Усе це створювалося вперше у режимi найбiльшої вiдповiдальностi i у стислi строки. Для "Iмпульсу" робота над системою "Сирена" була серйозною школою для кожного спiвробiтника i для колективу в цiлому.

Комплекси "М1000", "М2000", i "М3000" створювалися декiлькома органiзацiями Мiнприладу. "М1000" розроблялася Тбiлiським iнститутом засобiв автоматизацiї, "М2000" i "М3000" - спiльними зусиллями НДI КОМ, IНЕКМ i СКБ Київського заводу ОКМ. Освоєння цих моделей йшло паралельно на Сєверодонецькому приладобудiвному заводi i Київському заводi керуючих обчислювальних машин.

НДI КОМ виконував функцiї головного iнституту по проектуванню системи i зберiгав усi системнi i технологiчнi стандарти, що забезпечують єднiсть технiчних i технологiчних рiшень. На прикладi розробки "Сирени" формувався досвiд керування великими промисловими проектами, який згодом зiграв велику роль i став для НДI КОМ трамплiном для стрибка у велику комп'ютерну промисловiсть. Декiлька сотень великих обчислювальних комплексiв були впровадженi на рядi оборонних i народногосподарських об'єктiв.

Повернення у системотехнiку

Результатом виходу на всесоюзний рiвень у процесi роботи над "Сиреною" стало створення Науково-виробничого об'єднання НВО "Iмпульс" у складi НДI КОМ i Сєверодонецького приладобудiвного заводу (1972 р.).

Перед об'єднанням постало завдання створення бiльш досконалих засобiв системотехнiки на базi мiнi-ЕОМ, великого комплексу засобiв зв'язку з об'єктами i програмного забезпечення, орiєнтованого на задачi керування.

Попереднiй досвiд дозволив намiтити основнi параметри технiчних засобiв. Для нової мiнi-ЕОМ "Параметр" був розроблений стандарт на iнтерфейс зв'язку процесора з периферiєю, який повинен був ефективно вирiшувати проблему комплексування пристроїв зв'язку з об'єктом i зв'язок з iншими зовнiшнiми пристроями.

Варто сказати, що при розробцi "Параметра" склалася сприятлива ситуацiя з елементною базою. У країнi завершувалося освоєння 155-ої серiї мiкросхем, призначеної насамперед, для виробництва моделей ЄС ЕОМ. Розробка цих моделей запiзнювалася i першим споживачем вiтчизняних мiкросхем став НДI КОМ.

Пiсля ЕОМ "Параметр" була розроблена ЕОМ "М6000", складенi галузевi системнi i технологiчнi стандарти, що дозволяли вести одночасно розробку i пiдготовку виробництва ЕОМ. Були термiново розробленi типовi конструкцiї для компонування модульних керуючих систем, що стали вiдомчим конструкторським стандартом.

Розробка "М6000" була виконана дуже швидко. Паралельно розроблялося декiлька сотень модульних компонентiв центрального процесора, пасивної та оперативної пам'ятi, засобiв внутрiшньосистемних комунiкацiй, пристроїв введення-виводу i пристроїв зв'язку з об'єктом, методи комплектування програмно-технiчних комплексiв по вимогах конкретних споживачiв. До цього перiоду належить виникнення iдеї створення агрегатної системи програмного забезпечення. Вiдомi операцiйнi системи реального часу мiнi-ЕОМ того часу обмежувалися керуванням обчислювальними ресурсами тiльки самої мiнi-ЕОМ. Потрiбно було створити операцiйне середовище, яке керує ресурсами розподiленої системи збору iнформацiї, її переробки i дiалогу з оператором, що спостерiгає за процесом. Рiзноманiтнiсть структурних конфiгурацiй систем керування вимагала модульної структури побудови операцiйного середовища i потужних засобiв сервiсної пiдтримки як у процесi комплектування так i при функцiонуваннi системи. Ядро такого операцiйного середовища для моделей "М6000" було створено вже до моменту держвипробувань i у своєму розвитку вилилося у потужну операцiйну систему "АСПО", яка багато рокiв була основою створення i використання наступних комплексiв "СМ-1", "СМ-2", "СМ1210", "ПС1001" та iнших. Це - позитивний приклад створення потужних операцiйних систем.

У результатi була розроблена система модульних технiчних i програмних засобiв, що дозволяла проектним шляхом створювати найширший дiапазон систем керування та обробки iнформацiї вiд найпростiших до багатомашинних, розподiлених територiально програмно-технiчних комплексiв для керування процесами. Цiй системi було привласнене найменування "М6000" АСОТ-М. Мiнприлад пiдключив до виробництва комплексiв "М6000" ще два заводи - Київський завод ОКМ i Тбiлiський завод КОМ. Протягом 2-х рокiв виробництво комплексiв було доведено до декiлькох тисяч замовлених конфiгурацiй на рiк. Наявнiсть модульного процесора поряд iз розвинутими пристроями зв'язку з об'єктом, що дозволяли працювати з усiм спектром стандартних сигналiв Державної системи приладiв, засоби спiлкування оператор-система у сполученнi з запропонованою користувачу технологiєю проектування i комплексування конкретних систем керування, поставили комплекси "М6000" поза конкуренцiєю.

Комплекс технiчних засобiв типу "М-6000" АСОТ-М являв собою набiр агрегатних модулiв, виконаних на елементах мiкроелектронної технiки i був призначений для компонування проектним шляхом автономних iнформацiйних i керуючих обчислювальних систем, що працюють у реальному масштабi часу.

Обчислювальна частина комплексiв "М6000" мала:

- розвинену систему введення-виводу;

- розвинену систему команд, що забезпечує зручнiсть програмування;

- зручну систему прiоритетного переривання, що дозволяла сполучати виконання операцiй введення-виводу з розрахунком;

- високу для того часу продуктивнiсть (до 2000000 адресних операцiй i до 1800000 безадресних мiкрооперацiй за секунду);

- дiапазон нарощування пам'ятi вiд 8192 до 65736 байт;

- можливiсть пiдключення швидкодiючих каналiв прямого доступу до пам'ятi, що виконують операцiї введення-виводу без переривань процесора, а також iнкрементних каналiв для одержання гiстограм;

- високу надiйнiсть;

- простоту i зручнiсть у обслуговуваннi;

- сучасне естетичне оформлення.

Головний конструктор комплексу "М6000" В.В.Рєзанов став заступником генерального конструктора СМ ЕОМ по цьому напрямку, а НДI КОМ (уже НВО "Iмпульс") став одним з учасникiв програми створення СМ ЕОМ, його представники ввiйшли у всi технiчнi органи Ради головних конструкторiв. З цього моменту всiм наступним розробкам лiнiї "М6000" привласнювалося найменування СМ (СМ1, СМ2, СМ1210, СМ1634).

"Але з цього моменту "Iмпульс" працював у режимi жорсткої конкуренцiї у РЕВ, - продовжує В.В.Рєзанов - i, стверджую, не програв жодного раунду. До речi, така конкуренцiя здорово нас стимулювала, що йшло на користь справi. Життя розставило усе на свої мiсця. Те, що було напрацьовано у тi роки - величезний фронт впроваджених систем, що базувалися на нашiй технiцi i зараз є основою нашого iснування у цi нелегкi роки. Ми i зараз працюємо у жорстких конкурентних умовах але вже не всерединi країни i не у РЕВ, а у режимi конкуренцiї на українському ринку з головними свiтовими фiрмами i поки це вдається".

Немає лиха без добра!

Ситуацiя яка склалася, породила у "Iмпульсi" новий напрямок робiт. Справа у тому, що ще у шiстдесятi роки ХХ столiття по лiнiї розвитку ДСП (державна система проектування) i особливо у роботi над системою "Сирена" НВО "Iмпульс" тiсно спiвпрацював з московським iнститутом проблем керування (IПК). У серединi сiмдесятих рокiв IПК став учасником рiшення великої народногосподарської проблеми, зв'язаної з розширенням пошуку природних ресурсiв на територiї СРСР. При цьому виникла необхiднiсть швидкiсної обробки результатiв пошуку родовищ газу i нафти, шляхом сейсморозвiдки i знiмкiв Землi з космосу, що без обчислювальної технiки надвисокої продуктивностi зробити було неможливо. Дiюче у тi роки ембарго на продаж у СРСР захiдної комп'ютерної технiки виключало можливiсть покупки ЕОМ продуктивнiстю вiд 200 мiльйонiв до 1-го мiльярда операцiй у сек. Наробiток, що був у IПК, по принципах паралельних обчислень i побудовi комп'ютерних систем паралельної обробки iнформацiї, а також традицiйне спiвробiтництво IПК та НВО "Iмпульс" визначило, що розробку надпотужних обчислювальних комплексiв спецiальною постановою уряду доручили НВО "Iмпульс". Робота була виконана у стислий термiн - усього за 4 роки, при повнiй вiдсутностi в "Iмпульсi" практичних напрацювань по цьому напрямку. Так було покладено початок новому напрямку робiт iз створення обчислювальних структур, якi програмно-перебудовуються. Така назва вiдповiдала внутрiшнiй органiзацiї мультипроцесорних обчислювальних засобiв надвисокої продуктивностi. Далi це поняття було поширено на програмно-технiчнi комплекси для керування процесами, але тут уже була автоматична перебудова структури програмно-технiчних комплексiв у залежностi вiд вимог, запропонованих до систем, у тому числi при виникненнi аварiйних ситуацiй. Для крупносерiйного виробництва нової надпродуктивної технiки у Сєверодонецьку стала термiново будуватися третя черга Сєверодонецького приладобудiвного заводу. НВО "Iмпульс" став активним учасником по справжньому великої програми робiт. Однак, було зроблено усе, щоб технiка керування процесами не стала жертвою ще одного напрямку розвитку iнституту.

Нове поколiння засобiв системотехнiки

Однiєю з основних особливостей технiчної полiтики у НВО "Iмпульс" було правило - кожне наступне поколiння керуючих комплексiв мало "родзинку", яка привертала увагу користувача. Так, при розробцi комплексу "М7000", який успадковував галузь застосування "М6000", iз метою пiдвищення надiйностi його роботи була реалiзована iдея двопроцесорної органiзацiї центрального обчислювача. Iдея мультипроцесорностi народилася у НДIКОМ на початку сiмдесятих рокiв i була реалiзована у всiх наступних розробках НВО "Iмпульс". Висока надiйнiсть таких програмно-технiчних комплексiв дозволяла використовувати їх для прямого керування навiть такими важливими i небезпечними об'єктами, як атомнi енергоблоки (за високi надiйнi параметри комплекс "М7000" був визнаний гiдним золотої медалi Лейпцiгського мiжнародного ярмарку). Успiшне впровадження комплексiв "М7000" у народному господарствi вивели "Iмпульс" у першi ряди претендентiв на участь у роботах по створенню електронної системи суддiвства Олiмпiйських iгор "Олiмпiада-80" у Москвi. Проектування, постачання устаткування, монтаж i налагодження виконувалися у високому темпi. У результатi до початку олiмпiади була побудована багатомашинна розподiлена система суддiвства змаганнями, що ефективно працювала у перiод Олiмпiйських iгор iз задовiльною надiйнiстю.

У цей перiод створюються моделi "СМ1", "СМ2", "СМ1634", "СМ1210" для первинної переробки iнформацiї. "СМ2", якi були використанi у системi суддiвства "Олiмпiади-80", стали спадкоємцями машин "М6000" i "М7000". Таким чином, була досягнута наступнiсть у проектах розвитку i реконструкцiї народногосподарських i оборонних об'єктiв, якi орiєнтуються на продукцiю НВО "Iмпульс". Найбiльш широко ця технiка була впроваджена у системах енергетичного i вiйськового призначення. Досить сказати, що тiльки на космодромi Байконур використовувалося бiльш 100 згаданих комплексiв. До цього часу вiдноситься широкий фронт робiт iз розвитку та удосконалювання номенклатури модулiв зв'язку з об'єктом, дисплейної технiки, засобiв виводу-введення iнформацiї. Пристрої зв'язку з об'єктом стали атестуватися, як засiб вимiру, що означало перехiд програмно-технiчних комплексiв у нову якiсть. Були розробленi й освоєнi промисловiстю алфавiтно-цифровi дисплеї "СIД-1000" i станцiя обробки графiчних даних СIГДа. Цi розробки, як i попереднi, народжувалися усерединi системних розробок. Так робоча станцiя обробки графiчних даних народилася усерединi створюваної у "Iмпульсi" системи автоматизованого проектування багатошарових друкованих плат i гiбридних мiкросхем iз пропускною здатнiстю до 100 типiв блокiв на мiсяць. Розробка виявилася вдалою i була запущена у серiю. Нiчого було i думати про успiх без вирiшення питань унiфiкацiї i стандартизацiї, як основи системотехнiчних, конструкторсько-технологiчних i органiзацiйних рiшень. Це змусило розробити i впровадити у "Iмпульсi" ряд систем автоматичного проектування i комплексної системи керування якiстю. У НВО "Iмпульс" формується галузевий патентний фонд з обчислювальної технiки, а саме пiдприємство стає базовим по стандартизацiї. Усi згаданi напрямки дiяльностi i розробки виникали у "Iмпульсi" як послiдовнiсть дiй, необхiдних при вирiшеннi практичних народногосподарських завдань, а не як здiйснення висунутих iдей. "Iмпульс" мав можливiсть у цей час впливати на формування народногосподарських планiв, будучи вже досить авторитетною органiзацiєю.

На вершинi

Повертаючись до створення високопродуктивних геофiзичних комплексiв, що одержали назву "ПС2000" i "ПС3000", слiд зазначити, що у цiй розробцi "Iмпульс" упритул пiдiйшов до створення власної елементної бази, що диктувалося необхiднiстю досягнення швидкостi в 1 мiльярд операцiй за секунду. Це завдання було реалiзовано у комплексi "ПС2100", продуктивнiсть якого складала 1,5 мiльярда операцiй у секунду. Перед цим у 1981 р. держкомiсiї був пред'явлений геофiзичний обчислювальний комплекс "ПС2000" iз продуктивнiстю 200 мiльйонiв операцiй у секунду побудований за принципом - багато потокiв даних, один потiк команд. Вiн мав до 64 процесорних елементiв, структура взаємодiї яких у процесi обчислень визначалася алгоритмами завдань геофiзики. Створенi комплекси зацiкавили фахiвцiв iз космiчного зондування природних ресурсiв Землi, що просунуло "ПС2000" у галузь космiчних дослiджень i ряд iнших, не традицiйних для "Iмпульсу", галузей. У результатi до середини 80-х рокiв ХХ столiття "Iмпульс" поставив на рiзнi об'єкти понад 150 комплексiв "ПС2000". Розробка наступного геофiзичного комплексу "ПС3000", побудованого за принципом, - багато потокiв даних - багато потокiв команд, - збiглася за часом iз згортанням у СРСР, що розпадався, геофiзичних дослiджень, тому цей комплекс не був доведений до серiйного освоєння, i роботи з нього були згорнутi. Така ж доля збагнула розроблений комплекс "ПС2100", що мав продуктивнiсть до 1,5 млрд. операцiй у секунду. Унiкальнi параметри для того часу були досягнутi, як за рахунок внутрiшньої структури обчислювача, що перебудовується, так i за рахунок спецiально розроблених мiкроелектронних компонент процесорних елементiв.

Роботи iз надпродуктивної технiки виконувалися одночасно з масовим впровадженням керуючих комплексiв "СМ-2", "СМ-1634", "СМ-1210" насамперед на паливно-енергетичних об'єктах у звичайнiй i атомнiй енергетицi.

Перебудова, що почалася, у колишньому СРСР багато чого змiнила - з'явилося Акцiонерне товариство "Iмпульс". Але це вже нова сторiнка iсторiї. Потрiбно тiльки, сказати, що створений за попереднi роки великий запас мiцностi ще утримує "Iмпульс" "на плаву" i у перiод кризи економiки в Українi.



Додатковi матерiали по темi

Внесок України в розвиток технiчних засобiв промислової системотехнiки  ›››

Iлюстрацiї по темi

Андрiй Олександрович Новохатнiй
Владислав Васильович Рєзанов
Iнформацiйно-керуюча система "Автодиспетчер" Керуючий обчислювальний комплекс "Автооператор"
Колектив розроблювачiв системи "Автодиспетчер" Машина первинної переробки iнформацiї "МППI-1"
Керуюча машина "УМ-1" Колектив розроблювачiв машини "МППI-1"
Координуюча машина "КВМ-1" Обчислювальний комплекс "М-3000"
Обчислювальна керуюча система "М-6000" Двохпроцесорний керуючий комплекс "М-7000"
Керуючий комплекс "СМ-1" Керуючий обчислювальний комплекс "СМ2M"
Мiнi-ЕОМ "Параметр" Обчислювальний комплекс "ПС-2000"
Обчислювальний комплекс "ПС-3000" Обчислювальний комплекс "ПС-2100"
"Могутня купка"
В.В.Рєзанова про НВО "Iмпульс"