Русский | English   поискrss RSS-лента

Главная  → Документы и публикации  → Материалы конференций  → Материалы Международной конференции - SoRuCom-2011  → Терминальная ЭВМ ЕС-1007

Терминальная ЭВМ ЕС-1007

Время неумолимо. Многие непосредственные участники создания наших отечественных ЭВМ уходят, зачастую публикации принадлежат лицам, которые знают о тех временах только понаслышке, а порой просто компилируют чужие статьи. Остаются моменты истории создания оригинальной техники, неизвестные широкой общественности. Это объясняется отчасти тем, что многие вычислительные машины были закрытыми, имели двойное назначение и, естественно, сведения о них циркулировали в ограниченном кругу. Да и далеко не все создатели оригинальных технических решений обладают даром печатного слова.

С течением времени интерес приобретают не тактико-технические данные изделия, а человеческий фактор – взаимоотношения в коллективе разработчиков, борьба мнений, отношение руководителей к разработке, кто мешал или помогал, кому на самом деле принадлежат оригинальные решения и изобретения. Как известно из фольклора конструкторов, последним этапом любой разработки является «награждение непричастных». В этом контексте интересна и поучительна история создания ЕС-1007.

Основным тезисом является утверждение, что машина ЕС-1007 была исключительным явлением в ряду Единой Системы ЭВМ социалистических стран (ЕС ЭВМ). Напомню, что машины серии ЕС назывались «Ряд»: Ряд 1, Ряд 2, Ряд 3. В основном это были отечественные клоны серий IBM/360, 370. Некоторые из них просто «передирали» американские образцы (мы их называли «цельнотянутая конструкция»), но случались и оригинальные разработки, например, ЕС-1033. Изобретения, заложенные в конструкции этой машины, были защищены более чем в 90 патентах в разных странах.

Первый тезис: машина была задумана и сделана как сетевая, т. е. как элемент компьютерных сетей, почему и получила название «терминальной (ТЭВМ)», от английского terminal – оконечная, крайняя, пограничная. Это машина, работающая в сети, но максимально приближенная к человеку. Теперь, в век Интернета, трудно представить себе, что в те времена серьёзной компьютерной сети, предназначенной для совместной работы ЭВМ, кроме ARPANET, не было. Конечно, существовали специализированные сети, в том числе и у нас, например, сеть ЭВМ КИК – командно измерительного комплекса космических войск СССР.

Все ЭВМ серии «Ряд» проектировались как стационарные вычислители. От поколения к поколению, Ряд-1 – Ряд-3, росла их вычислительная мощность, а значит, и занимаемая площадь, энергопотребление, и, конечно, стоимость. Возник парадокс: не выполнялась основная концепция Единой Системы ЭВМ – обеспечить доступность всего огромного пакета программ для широкого спектра пользователей за счёт полной программной совместимости машин Ряда. Большинство потребителей было не в состоянии приобрести, устанавливать и эксплуатировать таких монстров, а небольшие машины с архитектурой ЕС (ЕС-1020, ЕС-1030) исчерпали ресурс.

Второй тезис: ЕС-1007 была задумана и сделана исключительно компактной. Это было достигнуто засчёт глубокой интеграции ресурсов. Как это сделано – будет сказано ниже.

Третий тезис: машина была задумана и сделана для надёжной эксплуатации малоподготовленным техническим персоналом. Это обеспечивалось следующим образом: установка представляла собой связку из двух машин. Одна выполняла работу в соответствии с архитектурой ЕС на соответствующих операционных системах ЕС Ряда-3, вторая же управляла первой и имела собственную операционную систему как управляющая ЭВМ, пакет программ контроля и диагностики, в том числе эвристические, автономные сетевые средства для связи с региональным центром техобслуживания.

Четвёртый тезис: машина имела элементную базу с применением серийных микропроцессорных комплектов, слайсовых микропроцессорных БИС, БИС памяти. Причём были применены элементы, потребляющие мало электроэнергии – КМОП, ИИЛ, ТТЛ. Больше ни в одной ЭВМ ЕС такой элементной базы применено не было.

Естественно, что все вышеуказанные характерные особенности модели привлекли пристальное внимание Минобороны, которое заинтересовалось разработкой. Заинтересован в ЕС-1007 был и Госплан – в целях массового оснащения народнохозяйственных структур современными и доступными вычислительными средствами.

Говоря об «исключительности», «оригинальности» и тому подобных характеристиках изделия необходимо, прежде всего, иметь в виду уровень техники того периода. Например: в ЕС-1007 была применена полупроводниковая оперативная память объёмом в 1 панель (1/8 объёма шкафа машины) ёмкостью в 1 Мегабайт, позже в 4 Мегабайта. Сейчас в фотоаппаратах-«мыльницах» нередко устанавливается память в 4 Гигабайта. Я думаю, что далеко не все представляют себе, что такое Единая Система ЭВМ (ЕС ЭВМ). Не буду вдаваться в дискуссию о правильности и целесообразности принятого решения о развитии этого направления вычислительной техники в СССР. Отмечу только, что идея создания ряда программно совместимых машин была правильной и блестяще реализованной в масштабах стран СЭВ.

Блок-схема ТЭВМ ЕС-1007

СП – сервисная подсистема (управляющая машина)

КД – канал доступа (технологический канал доступа СП к оборудованию основной машины)

АСС – адаптер сетевой сервисный

АДП – адаптер пультового дисплея

АПНГМД – адаптер пультового накопителя на гибких магнитных дисках

АПП – адаптер печати пультовый

ОП – оперативная память основной машины

ЦП – центральный процессор

ИРК – интерфейс канала расширения (для подключения адаптеров)

АС – сетевой адаптер

АБЛМК – адаптер блок-мультиплексного (селекторного) канала

АБТМК – адаптер байт-мультиплексного канала

АДГ – адаптер дисплейной группы

АСМД – адаптер сменных магнитных дисков

АПРУ – адаптер прямого управления (для создания двухмашинного комплекса)

УВУ – устройство управления внешними устройствами

Итак, разрабатывался некий набор устройств ВТ, которые могли сопрягаться друг с другом через стандартизованные правила сопряжения интерфейсы примерно как кусочки игры-мозаики «пазл», причём из этих пазлов можно было собрать любую картину. Центром этой картины являлся центральный процессор (ЦП). От характеристик ЦП зависела производительность полученной установки, которая, собственно, и называлась вычислительной машиной. Планировался выпуск ряда ЦП разной мощности для удовлетворения потребностей широкого круга пользователей. Все устройства должны удовлетворять единым правилам – принципам работы. В связи с этим все программы, написанные для ЕС ЭВМ, должны были работать на любой установке независимо от мощности ЦП. Таким образом, разработка новой модели ЕС ЭВМ фактически сводилась к разработке нового центрального процессора, всё остальное уже было.

Рассмотрим типичную конфигурацию машины ЕС ЭВМ. В центре схемы находится центральный процессор (ЦП), связанный с оперативной памятью (ОП), системой электропитания (СЭП) и каналами ввода-вывода (блок-мультиплексный БЛМК и селекторный СК). У большинства ЭВМ имелся электромеханический пульт управления системой. К каналам подключаются все периферийные устройства через свои устройства управления УУВУ. Связь «каналы – УУВУ» стандартизирована. Связь УУВУ с устройством индивидуальная, но также стандартизированная в пределах типа.

Такое построение системы наряду с очевидными удобствами имело и вполне очевидные недостатки. Каждое устройство имело свой ящик, иногда вполне ощутимых размеров и веса, свою систему электропитания, комплект кабелей и т.д. Установка занимала большую площадь, имела высокую потребляемую мощность, невысокую интегральную надёжность и приличную стоимость. Обслуживать установку должна была целая бригада специалистов различного профиля, оснащённая КИП и ЗИП, объём которого порой позволял собрать ещё одну машину.

Чем же отличается ЕС-1007 от других машин Ряда? Глубокой интеграцией ресурсов. Был сделан достаточно мощный вычислитель, назовём его «Центральное обрабатывающее устройство, ЦОУ». Как и в других ЭВМ ЕС, он выполнял функции центрального процессора, т.е. выполнял команды программ, но одновременно он выполнял функции канала ввода-вывода, используя механизм микропрерываний. Физически обособленного устройства «каналы ввода-вывода» у ЕС-1007 не было. Каналы – это комплект микропрограмм ЦОУ. Конечно, пара плат (ТЭЗ) – интерфейса ввода-вывода сохранилась от типовой конфигурации – для физического подключения внешних устройств.

Для подключения 8 дисплеев (рабочих мест 8 операторов) вместо устройства управления (УУ) ЕС-7970 был создан адаптер дисплейной группы (АДГ) 2 платы (ТЭЗ), сетевой адаптер АС (два ТЭЗ) на четыре направления выполняет функции процессора телеобработки ЕС-8375. Адаптер 100 Мб дисков, состоящий из шести ТЭЗ ЕС-1007, заменяет стандартное устройство управления ЕС-5566 на ЭСЛ элементах в объеме полноразмерной стойки ЕС ЭВМ. Появилось групповое УУ на восемь накопителей на гибких магнитных дисках НГМД (адаптер ГМД) – единственное в ЕС ЭВМ.

Программное обеспечение

Операционная система ОС7 ЕС (для обеспечения резервирования больших ЭВМ);

Основная рабочая ОС СВМ (система виртуальных машин).

Основной режим работы ЕС-1007: под управлением ОС СВМ восемь операторов, каждый за своим дисплейным пультом АДГ, выполняют автономные задачи на своей виртуальной машине, получая исходные данные с закрепленного за ними одного из восьми НГМД. Любой из операторов имел возможность выхода в сеть через сетевой адаптер, в том числе при установленных в ЭВМ двух комплектах АС – каждый имеет независимую линию связи, что было немаловажно в то время ввиду низких скоростей передачи данных через штатные модемы ЕС ЭВМ. АС имел также спецстык для связи с аппаратурой засекречивания ЗАС. Использовались различные линии связи, в том числе через спутник.

В среде СВМ можно было использовать другие операционные системы и системно-независимые программы. Подсистема дистанционной передачи файлов (ПДП) обеспечивала возможность организации распределённой обработки данных между ЕС-1007 и более мощной ЭВМ «Ряда», позволяя передавать задания от виртуальной машины в операционную среду большой ЭВМ и получать от неё результаты исполнения. Подсистема дистанционной передачи файлов, доработанная с учётом аппаратурных возможностей ЕС-1007, обеспечивала функционирование машины в качестве группового абонентского пункта сети.

Надёжность и техническое обслуживание ЕC-1007

В ЭВМ были реализованы средства повышения надёжности. Применены методы дублирования (ЦОУ задублирован), контроля передачи данных по трактам, элементы деградации ресурсов. Приведу пример обеспечения надёжности системы электропитания. Центр потреблял 130-150 ампер. В машине установлено 2 блока по 200 ампер каждый. Блоки могли работать на общую нагрузку. В случае аварии одного из блоков второй полностью обеспечивал работоспособность центра, дефектный мог быть заменён «на ходу». В ЭВМ ЕС1007 в качестве сервисной подсистемы (СПС) была применена микро-ЭВМ на основе комплекта 580 под управлением ОС РВ RMX, фактически персональная ЭВМ, которых в то время, тем более с военной приемкой, в СССР не производилось. Дисплейный пульт СПС работал как в режимах пульта СПС, пульта системы диагностики, так и пульта оператора ОС СВМ (как девятый пульт АДГ). ЕС-1007, впервые в ЕС ЭВМ, вообще не имела электромеханического (лампочно-кнопочного) пульта. Всё управление установкой выполнялось через дисплейный пульт. Имелась только одна кнопка: ВКЛ/ВЫКЛ. Загрузка микропрограмм и диагностических тестов выполнялась с НГМД СПС. Собственный сетевой адаптер СПС, подключенный через модем к линии связи, обеспечивал удаленное обслуживание ЕС-1007, в том числе запуск диагностики, считывание и установку состояния технических средств с целью удаленного анализа ситуации квалифицированными специалистами и выдачи рекомендаций штатному обслуживающему персоналу по ликвидации неисправностей.

В ЭВМ была реализована система контроля и восстановления, работающая на аппаратном и микропрограммном уровнях процессора и программ сервисной подсистемы, а также, впервые в ЕС ЭВМ, был использован метод “сдвиговых регистров” диагностирования и тестирования оборудования, обеспечивающий доступ (считывание и установку) к любому запоминающему элементу ЭВМ. Состояние машины или отдельного блока могло быть считано по технологическому каналу в СПС, проанализировано средствами диагностики СПС, введены тестовые установки, выполнены тесты, в том числе эвристические, выданы рекомендации обслуживающему персоналу по замене дефектного блока. Если местная диагностика не давала результатов, состояние машины можно было передано в центр дистанционного обслуживания для анализа ситуации квалифицированным персоналом и выдачи рекомендаций. Такая особенность позволяла уменьшить численность обслуживающего персонала до минимума, что было необходимо при использовании ЭВМ в спецприменениях.

Машина разрабатывалась НИИ вычислительных систем в Казани для производства на Казанском производственном объединении вычислительных систем (КПО ВС). Основные технические решения защищены пятнадцатью авторскими свидетельствами СССР и свидетельством на промобразец. Машина получила золотую медаль ВДНХ.

Одновременно с разработкой и испытаниями машины проводилась подготовка производства. Были освоены новые технологические процессы, разработаны и изготовлены стенды для входного контроля микропроцессоров, для наладки отдельных блоков и ЭВМ в целом, подготовлен коллектив специалистов – наладчиков, построен цех наладки. Кстати, генеральный директор ОАО ICL КПО ВС В. Дьячков был начальником этого цеха.

Производство было подготовлено для серийного выпуска до 1000 машин в год. Однако наступили времена, когда отечественные ЭВМ стали не нужны. Предприятия боролись за выживание и максимально экономили на всём. Выпущено было 250 серийных машин, и в 1995 году выпуск прекратили. Вскоре и КПО ВС прекратило свое существование.

Музей истории вычислительной техники в Казани

Здесь собраны элементы ЭВМ, выпускавшихся в Казани, от ламповых до последних моделей третьего поколения. Имеется большой архив документов. Музей охотно посещают школьники и студенты, для сотрудников ОАО ICL КПОВС знакомство с музеем обязательно. Ветераны объединения с волнением вспоминают свои трудовые будни. Поскольку доступ в реальный музей ограничен, был создан виртуальный «Казанский компьютерный музей»,

http://kazan-computer-museum.blogspot.com,

который я приглашаю посетить.

Коллектив головного отдела – разработчика ЕС-1007

Об авторе:

Казанский виртуальный компьютерный музей
azaty1@gmail.com


Материалы международной конференции SORUCOM 2011 (12–16 сентября 2011 года)
Помещена в музей с разрешения автора 31 Января 2014

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