ЦВС-2

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

Базовые концепции второй версии централизованной вычислительной системы автоматизации аэродинамического эксперимента — ЦВС-2 были сформулированы профессором А. Д. Смирновым в конце 70-х годов. Во многом ЦВС-2 явилась техническим развитием хорошо зарекомендовавшей себя ЦВС-1. Однако перед системой в целом ставились и существенно новые задачи по сравнению с предшественницей. В качестве ЦБ были предложены новые, более мощные машины серии ЕС. На объектах вместо аппаратуры САПФИР устанавливались мини-ЭВМ с развитой периферией, оснащенные измерительными и управляющими подсистемами. Был разработан также и новый системный интерфейс, позволивший соединить мини-машины на объектах с ЭВМ центрального блока. По техническим характеристикам проекта и фактической реализации система ЦВС-2 в 80-х годах вполне соответствовала мировому уровню, а некоторые заложенные в ней идеи актуальны и до сих пор. Так, разработка аппаратно-программных средств связи, объединяющих разнородные машины типа СМ, ЕС-1010 и ЕС ЭВМ в единую масштабируемую сеть, являлась на тот период уникальной и была защищена пятью авторскими свидетельствами. В проектирование и разработку аппаратно-программных средств системы ЦВС-2 большой вклад внесли: А. А. Кузнецов, К. А. Шарий, А. В. Пилюгин, В. С. Криворученко, В. Е. Мордвинов, З. Г. Садонина, Э. М. Синицына, Г. В. Степанова, В. Н. Змеев, А. П. Никитин, И. В. Гребеножко, В. В. Тыжнов, И. И. Тарасова, Г. В. Кувакина, В. В. Лихоперская и др.

Логически ЦВС-2 представляла собой иерархическую звездообразную структуру, состоящую из двух уровней. На первом уровне были установлены измерительно-вычислительные комплексы (ИВК), оснащенные мини-ЭВМ типа СМ-4 и ЕС-1010 и устройствами связи с измерительной и управляющей аппаратурой АДТ. Они подключались с помощью специально разработанной аппаратуры и линий связи к ЦБ ЦВС-2. Основными задачами, возложенными на ИВК объекта, были управление механизмами трубы и положением исследуемых моделей, сбор и преобразование данных в цифровой вид, оперативная визуализация данных, обработка и представление результатов в виде таблиц и графиков. Одна из важнейших задач — получение корректных точностных характеристик измерительных систем — была единообразно решена для всех ИВК системы. Для создания метрологического обеспечения были разработаны и доведены до уровня стандарта предприятия единая концепция, алгоритмы и транспортабельное математическое обеспечение (Б. С. Дубов, Е. Д. Никитина, Н. А. Самойленко, О. К. Лылова.). С помощью разработанных средств проводилась метрологическая аттестация практически всех ИВК.

Второй уровень — центральный блок был оснащен двухмашинным комплексом ЭВМ ЕС-1033 (с 1986 г. заменены на ЕС-1055) с общим полем памяти на магнитных дисках и магнитных лентах, устройствами для массовой выдачи результатов в символьной и графической форме и аппаратурой связи с ЭВМ первого уровня. На ЦБ возлагались задачи накопления и архивации данных, полученных с ЭВМ первого уровня, их комплексной обработки и погружения в централизованный банк экспериментальных аэродинамических данных (ЦБЭАД) .

В системе ЦВС-2 принята многоуровневая структура аппаратных и программных средств обеспечения связи. На физическом уровне связь была организована в виде проложенной по территории Института магистрали, состоявшей из 14 витых пар. К магистрали с помощью средств унифицированного интерфейса подключались все объекты параллельно. Магистральный интерфейс обеспечивал единые стандартные принципы обмена данными и их формат, единую последовательность управляющих сигналов между магистралью и приемопередающей аппаратурой объекта вне зависимости от характеристик аппаратуры объекта. Управление магистралью осуществлялось центральной ЭВМ.

На канальном уровне был разработан протокол, который устанавливает формат передаваемых по информационному каналу кадров, определяет процедуры управления этим каналом и порядок передачи информации по каналу. Для эффективности подтверждения приема был применен и запатентован способ передачи информации «против потока", позволяющий подтверждать правильность либо ошибочность приема кадра, не меняя направления передачи.

Схема построения верхнего уровня ПО связи в ЦВС-2 реализована не только на посылке-приеме сообщений, как в традиционных схемах, а и на вызове процедур, выполняемых в удаленных объектах. Это дает ряд преимуществ, а именно: снижение затрат на создание и эксплуатацию МО, расширение функциональных возможностей при меньшей затрате ресурсов.

На прикладном уровне программного обеспечения связи на ЦБ ЦВС-2 реализованы процедуры удаленного авторизованного доступа к центральному архиву данных на магнитных дисках и магнитных лентах. Архив логически представляет собой множество «почтовых ящиков" , через которые происходит диалоговый и программный обмен данными в ЦВС-2 в процессе обработки данных и представления результатов. Подчеркнем, что на прикладном уровне программное обеспечение связи «прозрачно" для пользователя и программный интерфейс удаленного вызова архивных операций идентичен применяемому на центральной ЭВМ.

Впоследствии (с 1986 г.) программное обеспечение прикладного уровня связи в ЦВС-2 позволяло осуществлять объектам диалоговый режим работы непосредственно с ЭВМ ЦБ ЦВС-2. На терминале объектовой ЭВМ тиа СМ-4 или ЕС-1010 эмулировался экран дисплея ЕС ЭВМ с возможностью использования всех ресурсов центральных ЭВМ. Практически еще в середине 80-х в локальной сети разнородных ЭВМ были реализованы технологии файл-сервер и сервер-приложений, которые задействованы сейчас в локальных сетях ЭВМ. Аппаратно-программные средства ЦВС-2 обеспечивали взаимодействие в рамках системы более десятка объектовых ЭВМ.

Структура ЦВС-2
Для просмотра полномасштабной схемы щелкните на изображении.

В развитие коммуникационных средств к концу 80-х в ЦАГИ были разработаны и широко внедрялись в промышленности интерфейсные программируемые контроллеры связные (ПКС) на базе микро-ЭВМ «Электроника-60" (А.А.Кузнецов, Г.Ф.Воронов, Р.Г.Айбашев, Э.М.Синицина, В.В.Тыжнов, Н.Г.Кочерженко, С.А.Иоселевич, В.Н.Змеев, А.П.Никитин.) Они использовались для подключения непосредственно к ЕС ЭВМ нестандартных устройств, удаленных терминалов и ЭВМ, а также для создания различных многомашинных комплексов. При этом только за счет программной логики достаточно легко эмулировались различные нестандартные аппаратные функции или протоколы взаимодействия в системах связи. Простота структуры такого контроллера предопределила небольшие производственные затраты на их широкое воспроизводство .

С помощью созданных ПКС и разработанных соответствующих эмуляционных программ в ВЦ ЦАГИ на ЦБ ЦВС-2 было обеспечено комплексирование ЭВМ ЕС-1055 и ЕС-1066, подключение импортных графопостроителей BENSON-1132 к ЕС ЭВМ, функционирование удаленных терминалов типа VT-100 в режиме дисплея ЕС-7927, связь с персональными ЭВМ разных типов и работа их в режиме графических терминалов, подключение рабочих станций на базе ЭВМ типа VAX-780.