Первые решения. ЦВС-1

Системы ЦАГИ

А. Д. Смирнов, В. С. Криворученко, И. В. Криворученко

В начале 50-х годов была разработано устройство для ввода результатов с измерительной аппаратуры с фиксацией результатов на стандартные 80-колонные перфокарты для последующей обработки их на программируемых счетных машинах ЭВ-80-3 (аналог счетной машины IBM-601). Однако устройство это оказалось слишком громоздким и ненадежным, а ее весьма ограниченные вычислительные возможности (малое число программных шагов) усугублялись трудностями программирования на коммутационных досках.

С появлением к середине 50-х первых серийных универсальных ЭВМ была сделана попытка создания на базе электронных блоков первой серийно выпускавшейся универсальной ЭВМ «Урал» специализированной ЭВМ для ввода данных эксперимента и их обработки непосредственного в АДТ. Такая ЭВМ, получившая название СВМ-1 (специализированная вычислительная машина — 1), была создана и установлена в одной из труб ЦАГИ в конце 50-х (А. Д. Смирнов, А. А. Кузнецов, К. А. Шарий, Б.С.Дубов, В. С. Антонов, Т. Д. Сухова, И.А.Неаполитанский). Однако практическая эксплуатация ламповой СВМ-1 в реальных условиях работающей АДТ (сильные вибрации и электромагнитные излучения, значительные колебания температуры и т. д.) оказалась невозможной. Но был получен драгоценный опыт, и0главные разработчики системы А. Д. Смирнов, А. А. Кузнецов, К. А. Шарий теперь уже поставили проблему автоматизации ввода и обработки данных эксперимента для всех основных аэродинамических труб института в целом, в рамках проекта создания первой централизованной вычислительной системы (ЦВС-1).

Было решено сконцентрировать всю обработку в Вычислительном центре, где имелись требуемые условия для нормальной эксплуатации ЭВМ. В качестве ядра системы были выбрана одна из новых управляющих электронных вычислительных машина УМШН-1, разработанная в ИК АН УССР.

К УМШН по линиям связи подключались комплекты разработанной в ВЦ ЦАГИ аппаратуры САПФИР (система автоматической перФорации и регистрации). Расположенная непосредственно в АДТ аппаратура САПФИР осуществляла преобразование данных полученных измерителями в цифровую форму, автоматическую регистрацию показаний многокомпонентных аэродинамических весов и групповых манометров и передачу их на центральный блок (ЦБ) системы по линиям связи. Для обеспечения коммуникаций в сети ЦВС-1 был разработан унифицированный интерфейс. В комплект аппаратуры САПФИР входило также и устройство цифропечати, с помощью которого можно было быстро распечатать выборочные данные для оперативного контроля и сравнения с ранее полученными данными. Благодаря унифицированному интерфейсу и ряду других программно-аппаратных системных решений сеть ЦВС-1 была открытая и легко расширяемая. Это убедительно подтвердилось в процессе эксплуатации ЦВС-1, когда к центральному блоку было подключено более десятка АДТ с комплектами аппаратуры САПФИР.

Для полного дублирования и резервирования функций в центре установили еще одну, теперь уже серийную УМШН, «Днепр-1». Была значительно расширена оперативная память центрального блока ЭВМ. Через разработанные программно-аппаратные средства к ЭВМ были подключены дополнительные внешние устройства, в частности накопители на магнитной ленте, АЦПУ, графопостроители и др. Большой вклад в создание аппаратных средств ЦВС-1 внесли О. Н. Коршунов, В. Н. Дорощак, А. С. Титов, С. Ф. Мезенцева, И. А. Неаполитанский и др.

Потоки данных и их форматы в рамках всей системы были согласованы, что существенно облегчало программирование для передачи и обработки данных. Вокруг ЦБ ЦВС-1 сформировался своеобразный идеологический центр из ведущих программистов ЦАГИ, которые создавали лучшие алгоритмы и программы обработки. Особо следует отметить внедрение в начале 70-х годов средств автоматизированного графопостроения, позволивших значительно сократить полное время цикла обработки и представления данных. Огромный вклад в эти работы внесли программисты О. Ф. Иванова, В. И. Сурина, Ю. М. Бушуев, А. С. Осипчук и др.

Удачность архитектуры системы ЦВС-1 подтверждается ее почти 17-летним сроком эксплуатации, в течение которого она обеспечила обработку данных аэродинамического эксперимента для всего института. Когда с течением времени устаревшие ЭВМ «Днепр-1», (даже после значительной модернизации), не смогли удовлетворить растущие запросы по реализации сложных алгоритмов обработки, они были объединены в многомашинный комплекс с ЭВМ БЭСМ-3М (впоследствии заменена на БЭСМ-4). С появлением более мощных средств ВТ начали быстро развиваться численные методы расчета аэродинамических характеристик. В конце 70-х годов к ЦВС-1 была подключена ЭВМ БЭСМ-6 и были заложены основы слияния экспериментальных и расчетных методов обработки и анализа данных для набиравшей в те годы силу концепции систем автоматизированного проектирования летательных аппаратов (генеральный конструктор математического обеспечения САПР — Н. Г. Буньков).