40 лет Институту электронных управляющих машин

Н.Л. Прохоров, Е. Н. Филинов, Г. А. Егоров

В октябре 1998 г. исполнилось 40 лет Институту электронных управляющих машин (ИНЭУМ). ИНЭУМ был создан на базе самостоятельной Лаборатории управляющих машин и систем АН СССР (ЛУМС), которая двумя годами ранее выделилась из состава Энергетического института им. Г. М. Кржижановского. Организатором и первым директором ИНЭУМ был член-корреспондент АН СССР Исаак Семенович Брук (1902-1974), один из пионеров отечественной вычислительной техники.

И.С. Брук

Созданию ИНЭУМ предшествовали разработки цифровых электронных вычислительных машин с хранимой программой, выполненные по инициативе И. С. Брука и под его руководством коллективом выпускников Московского энергетического института. Эти разработки (М-1, 1951 г.; М-2, 1952 г.; М-3, 1956 г.) явились первыми результатами деятельности инженерной школы И. С. Брука в области ЭВМ малого и среднего класса (в отличие от инженерной школы академика С. А. Лебедева, которая развивала направление высокопроизводительных ЭВМ). Они сыграли значительную роль в становлении отечественной промышленности средств вычислительной техники, в частности, машина М-3 послужила прототипом для двух промышленных серий отечественных ЭВМ — “Минск” и “Раздан”.

Толчком к образованию ИНЭУМ и целого ряда научно-исследовательских организаций и проектно-конструкторских бюро в области создания управляющих машин и систем послужила проблемная записка “Разработка теории, принципов построения и применения специализированных вычислительных и управляющих машин”, составленная группой специалистов под руководством И. С. Брука. Она была опубликована АН СССР в 1958 г. в серии “Вопросы советской науки”.

В конце 50-х — начале 60-х годов ИНЭУМ выполнил разработку управляющей вычислительной машины М-4 (модификации М4М, М4-2М, М4-3М), предназначенной для управления в реальном времени комплексом радиолокационных станций, который создавал Радиотехнический институт АН СССР (под руководством академика А. Л. Минца) в составе радиоэлектронной системы наблюдения за искусственными спутниками Земли. Машины М4-2М выпускались серийно с 1964 г. в течение 15 лет. Они не имели аналогов за рубежом. Коллективу разработчиков ИНЭУМ под руководством М. А. Карцева удалось выполнить машины этой серии исключительно на базе собственных технических решений, многие из которых были зарегистрированы как изобретения и защищены авторскими свидетельствами.

В 1958-1961 гг. в ИНЭУМ под руководством И. С. Брука была разработана универсальная ЭВМ М-5, предназначенная для планово-экономических расчетов. М-5 отличалась развитыми возможностями мультипрограммной и многотерминальной работы и, будучи одной из первых отечественных ЭВМ, построенных на технической базе второго поколения, по архитектуре и структуре являлась предшественницей ЭВМ третьего поколения.

Важным направлением деятельности ИНЭУМ в 60-х годах была автоматизация мощных энергоблоков котел — турбина — генератор. Разработанные в ИНЭУМ управляющие машины М-7 были введены в эксплуатацию на 200 МВт блоке Щекинской ГРЭС (М-7-200) в 1966 г. и на 800 МВт блоке Славянской ГРЭС (М-7-800) в 1969 г.

В 1965 г. ИНЭУМ возглавил работы Минприбора СССР по созданию агрегатной системы средств вычислительной техники (АСВТ), предназначенной в первую очередь для автоматизации технологических процессов и систем управления предприятиями. Иерархическая система управляющих вычислительных комплексов третьего поколения на микроэлектронной базе (АСВТ-М) включала в себя созданные в ИНЭУМ модели М-4000/М-4030, М-400 и М-40, каждая из которых занимала свое место в интегрированных производственных системах. Эти комплексы в совокупности с другими агрегатными комплексами Государственной системы промышленных приборов и средств автоматизации составили техническую базу систем автоматизации, которые создавались в 70-х годах для энергетики, машиностроения и других отраслей промышленности.

Решением Межправительственной комиссии по вычислительной технике в 1974 г. ИНЭУМ стал головной организацией по разработке системы малых ЭВМ (СМ ЭВМ). СМ ЭВМ связана с именем генерального конструктора СМ ЭВМ академика Бориса Николаевича Наумова (1927-1988). “Бытует мнение, — говорил Б. Н. Наумов, — что ЕС ЭВМ и СМ ЭВМ представляли собой копии иностранных образцов. Это мнение является ошибочным. ЭВМ Единой системы, так же, как и СМ ЭВМ, существенно отличаются от аналогичных зарубежных ЭВМ, хотя бы уже потому, что они созданы на базе нашей отечественной технологии, а она неадекватна зарубежной. При разработке моделей Единой системы и СМ ЭВМ была поставлена цель обеспечить в максимальной мере их совместимость с ЭВМ из других стран. Такая цель вполне оправданна, поскольку в противном случае наша вычислительная техника была бы изолирована от мировых достижений в области компьютерной технологии и в принципе не имела бы доступа к накопленному в мире программному обеспечению”.

СМ ЭВМ была построена как агрегатная система технических и программных средств вычислительной техники, нормативного, методического и эксплуатационного обеспечения и стандартов, связанных рациональной совместимостью и унификацией системных, архитектурных и конструктивных решений.

СМ ЭВМ разрабатывались в ИНЭУМ по двум основным архитектурным линиям. Первая включала широкую номенклатуру управляющих вычислительных комплексов семейства микроЭВМ СМ 1800 (СМ 1810, СМ 1820), построенных по магистрально-модульному принципу с внутренним интерфейсом И41 (Multibus). Всего было разработано и выпускалось 24 модификации комплексов СМ 1800. К этой линии СМ ЭВМ предлагалась широкая номенклатура внешних устройств и устройств связи с объектом, а также большой набор операционных систем различного назначения (МДОС, БОС, ОС СФП, ДОС и др.).

Вторая архитектурная линия СМ ЭВМ была представлена рядом совместимых моделей миниЭВМ разной производительности. Младшие модели этой линии включали 16-разрядные мини-ЭВМ СМ 3, CM 4, СМ 1300, CM 1420. Эти модели были построены на базе системного интерфейса “Общая шина” (ОШ), модель СМ 1425 имела 22-разрядный магистральный параллельный интерфейс (МПИ).

Особое место в этой архитектурной линии занимали 32-разрядные мини-ЭВМ СМ 1700 с интерфейсом ОШ и СМ 1702 с интерфейсом МПИ. Архитектура этих машин обеспечивала поддержку виртуальной памяти, программную и аппаратную совместимость с 16-разрядными моделями СМ ЭВМ, а также развитую систему диагностирования.

Программное обеспечение этой линии включало широкий набор операционных систем (ДОС, ФОБОС, РАФОС, ДОС КП, ОС РВ, ДЕМОС, МОС ВП и др.), сетевого ПО для создания локальных и распределенных систем управления, информационных систем, пакетов прикладных программ различного назначения.

Большое место в номенклатуре СМ ЭВМ занимали контроллеры и периферийные устройства, а также спецпроцессоры, обеспечивающие значительное повышение производительности для конкретного класса решаемых задач. Среди них следует отметить спецпроцессор для быстрых преобразований Фурье, разработанный ИНЭУМ совместно с Институтом радиотехники и электроники АН СССР и использовавшийся для обработки радиолокационных изображений поверхности планеты Венера.

С 1984 г. директором ИНЭУМ, генеральным конструктором СМ ЭВМ стал Н. Л. Прохоров.

Производство СМ ЭВМ было организовано на многих предприятиях Минприбора СССР, которые принимали непосредственное участие в их разработке совместно с ИНЭУМ: Киевское ПО “Электронмаш”, ПО “Орловский завод УВМ им. К. Н. Руднева”, литовское ПО “Сигма”, московский завод “Энергоприбор”, тбилисское НПО “ЭЛВА”, винницкое ПО “Терминал”, черновицкое ПО “Электронмаш”.

С 1974 по 1990 г. было выпущено более 60 тыс. управляющих комплексов СМ ЭВМ, а также измерительно-вычислительных комплексов (ИВК) и АРМ на базе СМ ЭВМ.

Важно подчеркнуть, что индустрия СМ ЭВМ включала развернутую по всей стране инфраструктуру технического обслуживания и обучения. СМ ЭВМ явились массовой школой компьютерной грамотности для многих десятков тысяч специалистов, которые входили тогда в мир компьютерных технологий.

В последние годы ИНЭУМ, как и многие другие отраслевые и академические институты России, испытывает большие трудности. В этих условиях Институту удалось сохранить научно-технический потенциал, сосредоточив усилия прежде всего на разработках, требующих незначительных капитальных вложений в их освоение. Основными достижениями Института в настоящее время являются следующие разработки.

1. Создание широкой номенклатуры технических и программных средств многофункциональных промышленных контроллеров (МПК) для систем автоматизации управления в различных отраслях народного хозяйства. В состав МПК входят микропроцессорные управляющие модули; моноблоки; функционально полный набор модулей связи с объектом; сетевые технические средства (Bitbus, Profibus) для создания распределенных систем управления; блоки кроссовые; программное обеспечение (базовое и инструментальное).
2. Разработку отечественной лицензионно-чистой UNIX-подобной операционной системы USIX, соответствующей основным международным стандартам и соглашениям. USIX имеет ряд архитектурных особенностей и преимуществ, делающих ее конкурентоспособной с известными в мире системами UNIX. Это прежде всего поддержка режима реального времени, встроенные средства защиты от несанкционированного доступа и др.
3. Создание промышленного управляющего вычислительного комплекса в CM 1820M. Архитектура и конструктивные особенности CM 1820M обеспечивают возможность их широкого применения в различных сферах народного хозяйства, в том числе в атомной энергетике. В состав СМ 1820M входят вычислительные блоки на базе процессора Pentium и дополнительные модули связи с объектом, взаимодействующие через системный интерфейс Compact PCI (cPCI).

Кроме указанных разработок в Институте ведутся работы и накоплен большой опыт в области программных и технических средств систем цифровой распределенной связи и аналоговой обработки сигналов с цифровым управлением, телекомпьютерных систем идентификации движущихся и неподвижных объектов, компьютеризованных комплексов для исследований и диагностики в медицине и т. д.