На заре создания управляющих программ реального времени

Геннадий Георгиевич Рябов

17 ноября 1959 года. Полевой аэродром (аэродром - сильно сказано) «Камбала».В чуть уже заснеженной пустыне Бет-пак-дала (Голодной степи) приземлился очередной спецрейс ИЛ-18 из Москвы. И в уже привычной для местного глаза толпе прилетевших, одетой в полушубки, тулупчики, комбинезоны, ушанки, унты, взгляд выхватывает небольшую группу людей, мягко выражаясь одетых не по месту и не по сезону. Их демисезонные пальто и даже теплые шарфы бессильны против колючего холодного ветра. А небольшие фибровые чемоданчики в их руках( а не вещевые мешки и огромные рюкзаки) еще больше подчеркивают этот диссонанс. Но надо сказать, что молодых людей из этой группы объединяло нечто большее, чем внешний вид. Все они были выпускниками мех-мата МГУ пятидесятых годов, сотрудниками отдела логических и структурных схем Института точной механики и вычислительной техники, руководимого академиком Сергеем Алексеевичем Лебедевым, создателем первых отечественных электронных счетных машин. А в фибровых чемоданчиках находилось около десятка алюминиевых бобин с туго намотанной перфорированной бумажной лентой-носителем БП- боевой программы управления в реальном времени от ЭВМ М-40 объектами сложнейшего комплекса ...

Несколько характерных штрихов к научно-техническому портрету этого времени прежде всего в области вычислительной техники, численных методов и программирования.

С 1953 года начались планомерные расчеты научных задач на отечественных ламповых ЭВМ БЭСМ АН СССР (Главный конструктор С.А. Лебедев) и «Стрела» (Главный конструктор Ю.Я. Базилевский). Прочный математический фундамент, заложенный выдающимися учеными М.А. Лаврентьевым, М.В. Келдышем, А.А. Дородницыным, С.Л. Соболевым, А.Н. Тихоновым, А.А. Самарским и их школами, позволил ставить и решать на ЭВМ самые актуальные задачи того времени. Запуск первого спутника в 1957 году показал не только высокий уровень космической техники, но и уровень математического и программного обеспечения ЭВМ в нашей стране. Но следует отметить, что и невысокая надежность ламповых ЭВМ и программирование на уровне простейших автокодов (а то и в машинных кодах), хотя и были препятствиями, но всегда преодолевались в этом бурном потоке поступательного развития этого беспримерно универсального научного инструмента, каким стала ЭВМ.

К середине 50-х годов встал вопрос о принципиальной возможности противодействовать столь совершенному наступательному оружию как межконтинентальные баллистические ракеты. Концептуальные подходы к этой проблеме к настоящему моменту изложены во многих изданиях (сошлюсь на одно из последних [1]). Поэтому ограничусь только рассмотрением аспекта « управление территориально разнесенным сложным комплексом радиотехнических средств в реальном времени от ЭВМ с целью перехвата противоракетой (ПР) головной части баллистической ракеты дальнего действия (БРДД)». В целом во всех изданиях признается принципиально важным решение включить ЭВМ в контур управления экспериментальной системой ПРО (Главный конструктор системы А - Григорий Васильевич Кисунько).

Опуская многие детали, общий цикл работы системы можно представить в виде следующей последовательности этапов.

1. Дальнее обнаружение и сопровождение цели, предварительные расчеты траектории цели на ЭВМ и передача целеуказаний с ЭВМ на локаторы точного сопровождения.
2. Сопровождение цели локаторами точного сопровождения, передача данных на ЭВМ и уточнение траектории цели, продолжение выдачи с ЭВМ целеуказаний.
3. Расчет на ЭВМ траектории противоракеты и момента ее пуска.
4. Захват ПР локатором сопровождения ПР с выдачей данных на ЭВМ и в дальнейшем управление ПР от ЭВМ с заданным тактом через локатор сопровождения ПР вплоть до подрыва ПР
5. Выдача с ЭВМ целеуказаний по ПР на локаторы точного наведения и прием данных от них по ПР, расчет точки встречи и момента подрыва ПР.

К 1958 году примерно такой цикл был запрограммирован (коллектив отдела насчитывал около 20 человек) для ЭВМ М-40 по алгоритмам, разработанным в КБ-1 и ИТМиВТ. На опытном образце М-40 (Главный конструктор С.А. Лебедев, зам. гл. констр. В.С. Бурцев), установленном в ИТМиВТ, была проведена отладка этой программы (10 тысяч команд) под руководством заместителей главного конструктора по математическому и программному обеспечению Е.А. Волкова и Л.Н. Королева. Имитация работы средств системы была представлена в самом упрощенном виде.

Все в этой работе по созданию программы было абсолютно неизведанным для выпускников мех-мата, ведь даже программирование в середине 50-х годов еще не преподавали, не говоря уже о работе в реальном времени и о приеме-передаче данных по релейным линиям связи.

Но и сам вопрос «можно или нельзя перехватить», сродни гамлетовскому «быть или не быть», генерировал такую энергию, которую можно сейчас и количественно охарактеризовать. Итак, боевая программа к концу 1959 года насчитывала 10 тыс. команд, а к концу 1961 года в ней было уже 40 тыс.команд. Причем перечень основных этапов, перечисленных выше, сохранился. Что же произошло? Попробуем это интерпретировать с самых современных научных позиций, с позиции так называемой сложности по Колмогорову. В самом общем виде сложность по Колмогорову для большой системы это размер программы для успешного управления такой системой. В нашем случае начальный вариант боевой программы для «идеализированной» системы был в 4 раза короче, чем программа, с помощью которой был осуществлен первый в мире перехват противоракетой головной части БРДД 4 марта 1961 года. Другими словами, в 1958 г. мы знали будущую систему в 4 раза хуже, чем в 1961. В наше время сказали бы, что программно-аппаратный комплекс стал более интеллектуальным в 4 раза. Постоянное изучение системы и ответы на вопрос «а что случится, если...» и затем еще одно добавление разветвления в программе- таково практическое содержание работы на полигоне, разумеется с регулярными проведениями пусков ПР и проводками целей в любое время суток. К сожалению, эта сторона работы (творческой, оперативной и ответственной) пока не нашла достойного отражения в печати. Пользуясь случаем, мне хотелось бы добрым словом вспомнить ответственных представителей КБ-1 И.Д. Яструба, Н.К. Остапенко, В.Н. Миронова и группу теоретиков О.В. Голубева, М.Г. Минасяна, Н.К. Свечкопала, с которыми приходилось решать ответственные оперативные вопросы. А что может быть более ответственным, чем принятие решения о внесении изменений в боевую программу! Конечно, в таком режиме положительно эволюционировали взгляды многих на вычислительную технику. От полного недоверия («Что-то у вас в программе протухло на барабане?» - «Не может этого быть, там информация с контрольными суммами; если хоть одна единица пропадет, то не будет совпадения с контрольной суммой»... - «А если две команды поменяются местами?» - «Тогда контрольная сумма не изменится»... - «Вот видите!!!») до полной веры, что любой огрех в системе можно дезавуировать программой.

Прошло более полувека с этих славных времен. И вот в 2011 году 3 марта (в канун юбилейной даты) команда ответственных разработчиков первой боевой программы реального времени (Е.А. Волков, Л.Н. Королев, Ю.М. Барабошкин, Д.Б. Подшивалов, Г.Г. Рябов, А.М. Степанов) вновь встретилась. Чтобы совместить приятное с полезным, решено было собраться в МГУ в конференц-зале суперкомпьютера «Ломоносов», самого мощного отечественного компьютера на сегодняшний день. Теперь на сам суперкомпьютер можно посмотреть только через большое окно. А вот раньше М-40 (тоже суперкомпьютер того времени - 40 тысяч операций с фиксированной запятой в секунду, объем оперативной памяти - 4096 слов, память на магнитных барабанах - 30 тысяч слов) была рядом с пультом управления ЭВМ, на котором всегда лежала трубка громкоговорящей связи. Так и кажется, что сейчас услышишь из этой трубки уверенный баритон полковника Решетникова (бессменного ответственного по Командному пункту): “«Днепр», я «Заря»” и дальнейший диалог: “«Заря», «Днепр» слушает” ; “«Днепр», я «Заря» - объявляется часовая готовность”; “«Заря», я «Днепр», принято...”

Литература:

1. М. Первов. «Аннушки»-часовые Москвы. Москва. ИД Столичная энциклопедия.2010.

Об авторе: МГУ им. М.В. Ломоносова
Москва, Россия
ryabov-gennady2014@yandex.ru
Материалы международной конференции Sorucom 2014 (13-17 октября 2014)
Помещена в музей с разрешения авторов 6 ноября 2015