Русский | English   поискrss RSS-лента

Главная  → Материалы музея с 2013 по 2016 год  → История отечественной вычислительной техники  → Универсальные ЭВМ  → Агрегатная система средств вычислительной техники (АСВТ)

Агрегатная система средств вычислительной техники (АСВТ)

В 1965 г. ИНЭУМ возглавил работы Минприбора СССР по созданию Агрегатной системы средств вычислительной техники на микроэлектронной базе (АСВТ-М), предназначенной, в первую очередь, для автоматизации технологических процессов в промышленности и автоматизированных систем управления предприятиями (АСУП) и входящей в состав Государственной системы промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП).

При определении принципов архитектуры и структуры моделей ЭВМ и УВК, входящих в состав АСВТ, учитывались два принципиальных момента:

В составе АСВТ были предусмотрены две очереди разработки.

Первая очередь на технической базе второго поколения (АСВТ-Д) включала модели М-1000 (ТНИИСА, г. Тбилиси), М-2000, М-3000 (НИИУВМ, г. Северодонецк).

Вторая очередь на технической базе третьего поколения (АСВТ-М) включала модели М-4000/М-4030 (ИНЭУМ совместно с Киевским ПО «Электронмаш»), М-5000 (СКБ Вильнюсского завода счетных машин), М-6000, М-7000 (НИИУВМ), М-400, М-40 (ИНЭУМ).

Для моделей верхнего уровня (М-2000, М-3000, М-4000/М-4030) была выбрана архитектура, которая обеспечивала программную совместимость с моделями ЕС ЭВМ, промышленное производство которых было развернуто в СССР в начале 1970-х годов. Проработка сопряжения моделей верхнего уровня АСУП с управляющими комплексами нижележащих уровней, выполненная в рамках АСВТ, подготовила основу для разнообразных проектов совместного использования ЕС ЭВМ и СМ ЭВМ в дальнейшем. При разработке программного обеспечения АСВТ был решён вопрос обеспечения совместимости близких архитектур на уровне операционных систем. Как известно, решение разработчиков НИИЦЭВТ по выбору архитектуры было связано с альтернативой обеспечения двоичной совместимости семейства ЕС ЭВМ с системой 360/370 фирмы IBM или с Системой 4 фирмы ICL, и это представлялось принципиальным вопросом. Операционная система ДОС АСВТ, разработанная в ИНЭУМ под руководством И.Я. Ландау и В.А. Козмидиади, будучи совместимой для приложений с OS BS-2000 фирмы Сименс (архитектура семейства Siemens 4004), работала на аппаратуре М-4030, двоично совместимой с аппаратурой ЕС ЭВМ. Разработкой аппаратуры М-4000/М-4030 руководил в ИНЭУМ В.Г. Захаров.

М-2000 серийно выпускалась Северодонецким приборостроительным заводом, М-3000, М-4030 – Киевским заводом ВУМ. Разработка и освоение производства М-4030 были отмечены Государственной премией Украинской ССР (А.Ф. Незабитовский, С.С. Забара, В.А. Афанасьев, Э.И. Сакаев, В.Н. Харитонов, Ю.М. Ожиганов, А.Г. Мельниченко – Киевский ВУМ и Б.Н. Наумов, И.Я. Ландау – ИНЭУМ).

Старшие модели АСВТ сыграли роль моста между управляющими комплексами ГСП и универсальными вычислительными машинами ЕC ЭВМ, обеспечив проектным организациям выбор технической базы АСУ в зависимости от конкретных условий. Такой выбор требовался не только в сфере автоматизации промышленности, где проектировщики могли использовать связки машин М-4030, М-400 и М-40 или М-4030 и М-6000/М-7000, но и других областях. Одной из таких областей была система массового обслуживания «Сирена», предназначенная для резервирования мест на авиалиниях Аэрофлота, разработанная Институтом проблем управления (главный конструктор В.А. Жожикашвили) совместно с НИИУВМ. Техническую базу «Сирены-1» составляли два вычислительных комплекса М-3000, сопряжённые по коммутируемым или выделенным телефонным линиям с абонентскими пультами кассиров Аэрофлота и региональными центрами переработки информации на основе комплексов М-6000/М-7000.

Для моделей АСВТ-М среднего уровня, относящихся к классу мини-ЭВМ, были выбраны две архитектурные линии. Первую из них представляли модели М-6000 и М-7000, разработанные НИИУВМ под руководством В.В. Резанова и В.М. Костелянского и выпускавшиеся Северодонецким приборостроительным заводом, Киевским заводом ВУМ и Тбилисским заводом УВМ. Эта архитектура была преемственной от мини-ЭВМ «Параметр», у которой базовая система машинных команд процессора и структура операционной системы были сходны с архитектурой мини-ЭВМ HP 2116 фирмы Hewlett-Packard (но уже в М-7000 появилось много отличий от этого прототипа. – прим. ред.). В составе семейства М-6000/М-7000 была разработана большая номенклатура устройств связи с объектом (УСО), устройств ввода-вывода (УВВ), средств внутрисистемных коммуникаций.

Была создана операционная среда, управляющая ресурсами распределённой системы сбора информации, её переработки и диалога с оператором технологического процесса в составе АСУТП. Ядро этой операционной среды М-6000 в своём развитии составило мощную операционную систему АСПО (Агрегатная система программного обеспечения), много лет служившую основой создания и использования последовавших за М-6000/М-7000 комплексов СМ-1, СМ-2, СМ-1210, ПС-1001 и других. При разработке комплекса М-7000 с целью повышения надёжности была реализована двухпроцессорная организация центрального вычислительного устройства, что дало возможность использовать его для прямого управления даже такими объектами, как атомные энергоблоки.

Вторую архитектурную линию моделей АСВТ-М среднего уровня представляла М-400, также относившаяся к классу мини-ЭВМ. Архитектура, выбранная для М-400, предусматривала систему команд и способы адресации, обеспечивавшие программную совместимость с семейством мини-ЭВМ PDP-11, корпорации Digital Equipment, наиболее распространенным за рубежом в то время (как стандарт «де-факто»), а также магистральный системный интерфейс ОШ – «Общая шина» (Unibus). К «Общей шине» подключались контроллеры периферийных устройств (внешней памяти, ввода-вывода), а также контроллеры, связывающие центральное вычислительное устройство с устройствами связи с объектом (УСО) из номенклатуры УСО М-6000/М-7000 и с машинами централизованного контроля М-40.

Разработка в рамках АСВТ-М в первой половине 1970-х гг. производительных интерактивных графических дисплеев, ориентированных на архитектуру ЭВМ с общей шиной, открыли перспективу использования разработок ИНЭУМ в системах автоматизированного проектирования. Характеристики графического комплекса на базе М-400 и экранного графического пульта ЭПГ-400 (В.И. Фукс) позволили ЦКБ «Алмаз» (академик Б.В. Бункин) выбрать его в качестве основной платформы оснащения предприятий оборонного комплекса автоматизированными рабочими местами (АРМ) проектировщиков. Серийное производство дисплеев ЭПГ-400 было организовано на Львовском ПО им. В.И. Ленина, а комплексирование АРМ на основе М-400 и ЭПГ-400 – на Гомельском заводе ГЗРТО. Это позволило в сжатые сроки начать внедрение АРМ в практику конструирования.

Отдельное место в составе АСВТ-М занимала модель М-5000, также относящаяся к классу мини-ЭВМ. Она была предназначена для замены машин счётно-перфорационного комплекса на машиносчетных станциях ЦСУ СССР, которые в середине 1960-х годов устарели как морально, так и физически. Оригинальная архитектура М-5000 учитывала специфику учётно-статистических задач. Разработку и серийный выпуск М-5000 осуществлял вильнюсский завод счетных машин (главный конструктор – А.М. Немейкшис).

Машина централизованного контроля и управления М-40, занимавшая нижний уровень в иерархии моделей АСВТ-М, была предназначена для сбора, первичной обработки и регистрации параметров технологических процессов, многоканального двухпозиционного регулирования и вывода информации на цифровые индикаторы и электронно-лучевые трубки (ЭЛТ) пультов операторов. В М-40 был принят микропрограммный принцип выполнения программ, записываемых в постоянном запоминающем устройстве (с целью повышения надежности) ёмкостью 16 Кбайт.

Управляющие вычислительные комплексы М-4000/М-4030

Первая в СССР ЭВМ на интегральных схемах, управляющий вычислительный комплекс (УВК) М-4000 предназначен для использования в АСУ крупными технологическими агрегатами-цехами, предприятиями, а также возможно его использование на различных ступенях иерархической структуры АСУ

Для моделей верхнего уровня АСУП М-4000 была выбрана архитектура семейства ЭВМ системы 360 корпорации IBM, что обеспечило их программную совместимость с моделями ЕС ЭВМ, промышленное производство которых было развернуто в СССР в начале 1970-х годов. Проработка сопряжения моделей верхнего уровня АСУП с управляющими комплексами нижележащих уровней, выполненная в рамках АСВТ, подготовила основу для разнообразных решений совместного использования ЕС ЭВМ и СМ ЭВМ в дальнейшем. При создании программного обеспечения АСВТ был решён вопрос совместимости близких архитектур на уровне операционной системы. Как известно, решение специалистов НИЦЭВТ по выбору архитектуры было связано с необходимостью обеспечения двоичной совместимости семейства ЕС ЭВМ с системой 360/370 фирмы IBM или с системой 4 фирмы ICL.

Операционная система ДОС АСВТ (Ландау И.Я., Козмидиади В.А., Вайнштейн М.Я.), разработанная в ИНЭУМ, функционировала на аппаратуре М-4000, двоично-совместимой с аппаратурой ЕС ЭВМ и была совместимой для приложений с OS BS-2000 фирмы Siemens (архитектура семейства Siemens 4004).

Для М-4000 был разработан комплекс экранных пультов (ЭП) – «Диалог» (Ю.В. Нифонтов, В.И. Фукс) для взаимодействия оператора с ЭВМ через групповое устройство управления (УУ):

На каждом рабочем месте устанавливались:

Впервые в истории отечественных ЭВМ, внешний вид устройств, входящих в «Диалог», был разработан на основе художественно-дизайнерского проекта (художник Тэриан А.Е.) и в наружной отделке, вместо обычной для того времени «молотковой эмали», были применены искусственные материалы вишневого цвета.

Модернизированный совместно с Киевским ПО «Электронмаш» (А.Ф. Незабитовский, С.С. Забара, В.А. Афанасьев, Э.И. Сакаев, В.Н. Харитонов, Ю.М. Ожиганов, А.Г. Мельниченко) вариант управляющего комплекса (производительностью до 100 тысяч операций/с) под шифром М-4030, по своим возможностям был близок к ЭВМ ЕС-1022.

На международной выставке «Интероргтехника-75» в Москве УВК М4030 получил, свыше 100 положительных отзывов от ведущих фирм мира.

УВК М-4030 1973 г.

УВК М-4030 1973 г.

Модель М4030 предназначалась для использования в:

Следующей модификацией стал управляющий вычислительный комплекс М 4030-1.

М-4030-1 обладал наивысшей производительностью в АСВТ-М. Его особенности характеризуются:

М4030-1 реализует полную систему команд М4030, ЕС ЭВМ (РЯД 1) и дополнительно команды:

Основные параметры М-4030-1:

М-4000, а затем, М-4030 (с 1973 г.) и М-4030-1 (с 1977 г.) серийно выпускались Киевским ПО «Электронмаш». В 1976 г. сотрудники Киевского ПО «Электронмаш» и ИНЭУМ (Б.Н. Наумов и И.Я. Ландау) были награждены Государственной премией УССР за разработку и освоение комплекса М-4030.

В 1980 г. на базе М-4030-1 была создана АСУ, обслуживающая Московскую олимпиаду.

Основные разработчики – В.Г. Захаров, В.А. Козмидиади, М.Я. Ванштейн, Ю.Н. Глухов, В.Б. Егоров, Т.Д. Чернина, Л.М. Ленгник, В.В. Шаповалов, И.Я. Ландау.

ЭВМ М-400

В 1960-х годах в мировой практике наметилась тенденция применения в промышленности так называемых «малых» машин невысокой разрядности (12-16 двоичных разрядов) с системой команд, рассчитанной на реализацию многих операций программным путём.

В классе малых ЭВМ широкое распространение получила одношинная структура взаимосвязи процессора, оперативной и внешней памяти и периферийных устройств, что обеспечивало достижение компромисса соотношения производительности и стоимости при высокой гибкости (модульности) системных компоновок.

Первая в СССР модель подобной структуры – ЭВМ М-400 была разработана в ИНЭУМ в 1973 году для автоматизации строящейся Конаковской ГРЭС, мощностью 2400 МВт и состоящей из восьми энергоблоков по 300 МВт. Каждый энергоблок имеет 480 аналоговых и 600 дискретных вводов.

ЭВМ М–400

ЭВМ М–400

Архитектура, выбранная для М-400, предусматривала систему команд и способы адресации, обеспечивавшие программную совместимость с семейством 16-разрядных мини-ЭВМ PDP-11 корпорации Digital Equipment Corporation (DEC) и магистральный системный интерфейс ОШ (Общая шина, Unibus).

Модульность и простота малых ЭВМ с общей шиной обеспечивается не только тем, что каждое устройство использует однопортовый интерфейс, но и возможностью разделения и использования оперативной памяти (ОЗУ) и центральным процессором, и другими устройствами комплекса. Передача данных между памятью и устройством осуществляется по запросам в режиме разделения доступа. Этим обеспечиваются дополнительные преимущества архитектуры:

Технические характеристики М-400:

М-400 работала под управлением операционной системы (ОС) реального времени – аналога операционной системы RSX-11A фирмы DEC.

Разнообразие областей применения малых ЭВМ (автоматизация научных экспериментов, проектирования и т. д.) обусловило разработку для М-400 интерактивного графического дисплея ЭПГ-400 (Фукс В.И.), использующего преимущества архитектуры общей шины и возможность высокоскоростного прямого доступа в память для регенерации изображения на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Это позволило оптимизировать структуру дисплейного процессора и набор его команд для эффективного описания изображения.

Дисплейный процессор по КПДП считывает слова команд и данных, описывающих векторное изображение, расшифровывает их и запускает соответствующий функциональный генератор, который формирует последовательность сигналов перемещения и подсветки луча ЭЛТ. При этом используется не более 2-3 Кслов основной памяти и не более 15–20 % времени работы М-400. Резерв производительности М-400 может быть использован либо для решения основной задачи, либо для программных графических преобразований.

Технические характеристики ЭПГ-400:

Интерактивные возможности оператора обеспечиваются световым пером, функциональной и алфавитно-цифровой клавиатурами.

ЭПГ-400 выпускались сначала на ПО им. В.И. Ленина (г. Львов), а затем – на ГЗРТО (г. Гомель).

Возможность подключения к «Общей шине» контроллеров, позволяющих управлять аппаратурой, связанной с приборными интерфейсами, позволяла создавать на базе М-400 проблемно-ориентированные измерительно-вычислительные комплексы (ИВК) с использованием средств, отвечающих международным стандартам CAMAC (Computer- Aided Measurement And Control), и Агрегатного комплекса электроизмерительной техники (АСЭТ) ГСП. Это обеспечило применение АСВТ-М не только в области промышленной автоматизации, но и в области автоматизации научных исследований и экспериментов.

Важной областью применения М-400 стала автоматизация проектирования. На базе М-400 были созданы проблемно-ориентированные комплексы в виде АРМ (автоматизированных рабочих мест) для САПР в области радиоэлектроники и машиностроения, включающие в себя необходимые графические устройства для ввода-вывода информации и специальное прикладное программное обеспечение. Межведомственная программа работ по САПР в оборонных отраслях промышленности, возглавляемая Минрадиопром СССР (заместитель министра А.А. Реут) и головной организацией этого министерства НИИ «Алмаз», также была примером формирования и реализации государственной научно-технической политики. От ИНЭУМ в этих работах принимали активное участие И.Я. Ландау и Е.Н. Филинов.

Серийный выпуск М-400 с 1974 г. осуществлял Киевский завод ВУМ, производство ИВК на базе М-400 – Вильнюсский завод электроизмерительной техники, а АРМ – Гомельский завод радиотехнического оборудования.

Основные разработчики – Н.Н. Ленов, А.В. Филин, Ф.И. Гринфельд, А.А. Солохин, Е.С. Хайтин, К.А. Арбузов.

Микроэлектронные комплексы централизованного контроля и управления типа М-40

Микроэлектронные комплексы централизованного контроля и управления типа М-40, занимавшие нижний уровень в иерархии моделей АСВТ М, предназначались для сбора, первичной обработки и регистрации параметров технологических процессов, многоканального двухпозиционного регулирования и вывода информации на цифровые индикаторы и электронно-лучевые трубки пультов операторов.

Работа комплексов типа М-40 с управляющими вычислительными комплексами
М-400 и М-4030 обеспечивала помимо функций оперативного контроля ведение режимов управления и оптимизации технологических процессов с расчётом технико-экономических показателей, анализом аварийных ситуаций и др.

В М-40 был реализован микропрограммный принцип управления исполнением программ

Разработаны четыре модификации комплексов М-40: М-41, М-42, М-43, М-44, имеющие один и тот же процессор, но отличающиеся составом микропрограмм, управляющих работой разных наборов внешних устройств и каналов ввода-вывода. Особенностью комплексов являются высокая надёжность и удобство компоновки систем контроля и управления.

М-40 осуществляет:

Основные характеристики микропрограммного устройства управления:

Система аналогового ввода (САВ) включает в себя:

САВ М-40 обеспечивала приём сигналов:

При компоновке САВ М–40 было возможно использование различных сочетаний каналов высокого и низкого уровня в пределах принятой максимальной дискретности наращивания для каждого устройства:

М–40 обеспечивает:

Приём, нормализация сигналов и распределение кабелей от датчиков аналоговых и дискретных сигналов обеспечиваются кроссовыми устройствами.

Возможности построения разнесенных управляющих систем обеспечиваются блоком группового аналогового ввода, в состав которого входят:

Наличие БТС позволяет отнести ПНУ до 3 км от устройства управления.

М–40 обеспечивает:

М-40 обеспечивает:

М–40 стала первой управляющей ЭВМ, которая выпускалась по индивидуальным спецификациям, в которых функциональный набор и количество устройств ввода и вывода информации определялись заказчиком. Машина получила широкое распространение в ряде отраслей и показала высокую надежность.

Серийный выпуск М-40 с 1976 года осуществлял Московский завод «Энергоприбор».

Основные разработчики – Э.В. Кешек, Н.Д. Кабанов, В.Д. Гуськов, А.Я. Соколов, Ю.П. Страшун, Л.А. Сергеев, В.А. Еремин, В.А. Соболев.

Помещена в музей с разрешения авторов 29 Июля 2016

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