Текст книги "Очерки истории отечественной программной инженерии в 1940-е – 80-е годы"

2.4. История единого семейства (ЕС) ЭВМ в 1970-е – 80-е годы

В СССР в 1970 – 80-е годы разработкой разнообразных ЭВМ занимались множество различных институтов и промышленных предприятий. К этому периоду в СССР наблюдался бурный рост выпуска ЭВМ второго поколения [10]. Нарастала необходимость серьезной стандартизации семейств вычислительной техники, программного обеспечения, кодов, протоколов, интерфейсов. Многим руководителям промышленности и специалистам стало ясно, что необходимо объединение и концентрация усилий в стране для создания и развития современной вычислительной техники и программного обеспечения для различных отраслей народного хозяйства и систем вооружения. Для этого следовало разработать концепцию проектов, позволяющих сократить хаос и широкий спектр дублирующихся разработок разнообразных ЭВМ и компонентов программного обеспечения.

Естественно, встал вопрос о координации развития вычислительной техники и о создании унифицированных семейств ЭВМ третьего поколения, разной мощности и назначения. Для этого должна была разработана государственная стратегия, развития вычислительной техники и программного обеспечения на ближайшие десятилетия [23, 25]. Несмотря на наличие некоторых достижений в области программирования, программного обеспечения ЭВМ, выпускаемых в стране в шестидесятых годах, было катастрофически недостаточно, и серьезно сдерживало их применение в ряде отраслей народного хозяйства. Эти факты хорошо понимали многие отечественные специалисты, но на их согласование и принятие решений ушли годы дискуссий.

В 1968-м году началось в СССР практическое создание семейства совместимых ЭВМ общего назначения третьего поколения, хотя подготовка, обсуждение основных концепций, организация разработки проекта велись нарастающими темпами с 196бго года. Ниже изложены особенности развития трех семейств ЭВМ и их программного обеспечения, оказавших наибольшее влияние на вычислительный потенциал страны:

• универсальных, стационарных ЭВМ общего назначения (ЕС ЭВМ);

• мобильных, бортовых ЭВМ, совместимых с ЕС ЭВМ (БЭВМ);

• системы стационарных, малых управляющих ЭВМ (СМ ЭВМ).

В 1966-м году в народнохозяйственном плане появилось задание Минрадиопрому (МРП) СССР разработать аванпроект Елиной Системы ЭВМ – ОКР «Ряд». Задание было сформулировано начальником Главного управления по вычислительной технике МРП – Михаилом Кирилловичем Сулимом. Оно предписывало в течение 1966-го и 1967-го годов представить аванпроект «Комплекса типовых, высоконадежных информационных вычислительных машин с диапазоном по производительности от 10 тыс. до 1 млн. операций в секунду, построенных на единой структурной и микроэлектронной технологической базе, и совместимых системах программирования для вычислительных центров и автоматизированных систем обработки информации». Наибольшую активность в обсуждении проблем ряда совместимых ЭВМ проявляли Институт прикладной математики (ИПМ) АН СССР, Конструкторское бюро промышленной автоматики (КБПА), НИИсчетмаш и СКБ Минского завода им. Г.К. Орджоникидзе.

В январе 1967 года академик А.А. Дородницын, возглавлявший комиссию АН СССР и ГКНТ по вычислительной технике, выступил с докладом на коллегии ГКНТ «О состоянии математического обеспечения ЭВМ и мерах по его коренному улучшению». В нем было объективно отражено состояние с математическим (программным) обеспечением в СССР и предложены меры по его развитию. Докладчик оценил отставание от США в этой области обеспечения минимум в девять лет. Он назвал число программистов в СССР – 1500 человек, из которых 660 трудились в 18 союзных и республиканских ВЦ, в институтах – разработчиках ЭВМ, в институтах АН СССР и университетах, т. е. в основных научных организациях, занятых программированием и созданием средств его автоматизации. Численность программистов только в двух организациях – Институте кибернетики АН УССР и СКБ Минского завода им. Г.К. Орджоникидзе составляла более 100 человек, а в остальных 16 организациях не превышала 40 человек в каждой. (Однако на предприятиях оборонной промышленности в это время трудилось уже около 20 тыс. человек — разработчиков программ – см. главу 3). В то же время численность программистов в США оценивалась в 50 тыс. человек. Докладчик утверждал, что в СССР не было ни одной организации, способной в разумные сроки представить современные операционные системы (ОС) для новой серии ЭВМ, для этого не было ни людских, ни технических, ни финансовых ресурсов (но была создана мощная ОС для БЭСМ-6). Прикладные программы каждый пользователь создавал для себя сам, поставщики ЭВМ ими не занимались, и это вызывало главную озабоченность у комиссии по вычислительной технике [10, 24].

Дискуссия в основном сводилась к тому, что желательно использовать западную систему-прототип, и возможна ли реализация архитектуры и использования программного обеспечения IBM-360 в условиях жесткого эмбарго США, ибо если это без документации и образцов невозможно, то не стоит тратить силы на точное воспроизведение и ее нужно «улучшать». Конец этой дискуссии положило решение комиссии по ВТ АН СССР и ГКНТ в январе 1967-го года, которым было предложено принять для «Ряда» архитектуру IBM-360 «с целью возможного использования того задела программ, который можно полагать имеющимся для системы IBM-360». В этих условиях обеспечение полной совместимости машин системы ЕС ЭВМ с системой IBM-360 рассматривалось как одно из основных мероприятий, способствующих распространению и росту в стране прикладного математического (программного) обеспечения. В целом общественное мнение, в том числе мнение ответственного разработчика проекта, склонялось к тому, что нужно взять за основу архитектуру IBM-360. Восьмибитный байт был главнейшим отличием архитектуры IBM 360, эффективно работать с ним не могла ни одна отечественная ЭВМ. Не принять его для машин «Ряда» означало крайне затруднить информационную совместимость с западными ЭВМ, что даже в условиях «железного занавеса» считалось нежелательным.

Было рекомендовано использовать как прототип, логическую структуру и систему команд, принятую в IBM-360. Это решение было принято практически при поддержке представителей организаций, которым предстояло работать по программе «Ряд». В результате решением МРП в феврале 1967-го года руководство разработкой аванпроекта поручило КБПА, известному созданием высокопроизводительных машин «Весна» и «Снег». Функции головной организации по математическим вопросам разработки «Ряда» должен был выполнять ИПМ АН СССР (Михаил Романович Шура-Бура).

В первой половине 1967-го года коллективом КБПА во главе с Владимиром Константиновичем Левиным был представлен «Аванпроект комплекса типовых информационно-вычислительных машин» (ОКР «Ряд») [11]. В нем предлагалась разработка по архитектуре IBM-360 четырех полностью совместимых моделей – производительностью 10–20, 100, 500 и 2000 тыс. операций в секунду. Во второй половине 1967-го года под руководством М.К. Сулима прошло обсуждение аванпроекта, определение организаций-исполнителей работ, подготовка постановления правительства по дальнейшему развитию вычислительной техники [11]. Этим постановлением, вышедшим в декабре 1967-го года, разработка поручалась: Проектному бюро Минского завода им.

Г.К. Орджоникидзе, – Ереванскому НИИ математических машин, и – вновь создаваемому Научноисследовательскому центру электронной вычислительной техники (НИЦЭВТ). С начала 1968-го года развернулось проектирование машин во всех организациях, в том числе и в НИЦЭВТ.

Разработка операционных систем была в 1968 году поручена коллективам только что образованного НИЦЭВТа (основная операционная система ОС ЕС) и Минского проектного бюро завода им. Г.К. Орджоникидзе (дисковая операционная система ДОС ЕС). Научное руководство разработкой обеих систем в рамках Совета главных конструкторов (СГК) взял на себя профессор М.Р. Шура-Бура. Однако разработчики семейства Урал во главе с Б.И. Рамеевым, так же, как Виктор Михайлович Глушков, предлагали вести новую разработку на основе отечественного опыта с учетом зарубежных достижений. В октябре 1967 года они написали следующее письмо в Минрадиопром (приводятся фрагменты), которому была поручена правительством разработка ЕС ЭВМ [3]:

«Решение о разработке единого ряда электронных математических машин, предназначенных для использования в народном хозяйстве, правильное и своевременное. Оно призывает к объединению усилий коллективов разработчиков математических машин. Нужно ожидать, что это позволит резко увеличить производство математических машин, благодаря единой технологической и конструктивной основе, и даст возможность использовать единое математическое обеспечение для большинства применений.

Необходимо учитывать, что система IBM-360, являясь разработкой 1963-го – 64-го годов, уже в настоящий момент начинает отставать от уровня требований, предъявляемых к математическим машинам. Предложение о копировании системы IBM-360 эквивалентно планированию производства математических машин в семидесятые годы на уровне математических машин начала шестидесятых годов. Учитывая тенденцию развития науки и техники, можно смело утверждать, что в семидесятые годы архитектура системы 1ВМ-360 будет устаревшей, неспособной удовлетворить требования, предъявляемые к вычислительной технике. Архитектура системы IBM-360 имеет ряд недостатков, без устранения которых недопустима разработка ряда машин, предназначенных для использования в ближайшее десятилетие, так как совокупность этих недостатков делает систему не соответствующей даже сегодняшним требованиям.

Копирование зарубежной разработки исключит возможность использования собственного опыта, накопленного коллективами разработчиков математических машин, и на ближайшие годы приведет к отказу от начала разработок, использующих новые принципы. Все это приведет к торможению развития вычислительной техники в стране. Коллективы разработчиков отечественных математических машин имеют достаточный опыт для разработки рядов машин, соответствующих уровню требований, которые будут предъявлены к вычислительной технике в ближайшие годы».

На ЭВМ семейства IBM-360, выпускаемых в те годы, сложные системы обработки информации и управления в реальном времени построить было невозможно. Они предназначались в основном для пакетной обработки данных в вычислительных центрах. Переход на интегральную элементную базу и дальнейшее развитие структуры и архитектуры «Урал», обеспечили бы возможность создания совершенной системы средств вычислительной техники.

Разработчики крупных государственных и военных систем вынуждены были бы использовать сложные прикладные программные компоненты и ОС IBM-360 низкого качества, для которых не было достоверной документации. Их нелегальные, неопределенные версии требовали виртуозного «раскапывания» логики и смысла процедур для установления причин проявления дефектов при попытках их применения в сложных проектах комплексов программ. Для успешного воспроизведения заимствованного программного обеспечения было необходимо:

• иметь полный комплект документации по программному обеспечению системы-прототипа, достаточный для производства, сопровождения и эксплуатации;

• установить контакт с фирмой для сопровождения передаваемой информации и оказания помощи в использовании этой информации;

• информация по системе-прототипу должна была быть достаточной для обеспечения одинаковости программного обеспечения и функционирования средств ЕС ЭВМ и системы-прототипа;

• в распоряжении разработчиков программ должны были быть машины-прототипы, оснащенные полным, согласованным программным обеспечением, которое предполагается воспроизвести.

Однако выбор в качестве прототипа системы IBM-360, исключал выполнение указанных выше условий. Фирма IBM не стремилась к сотрудничеству с Советским Союзом. Имевшаяся в Союзе документация по программному обеспечению системы IBM-360 была неполной, так как поступала не от фирмы-производителя, а от случайных зарубежных фирм. Закупка моделей системы IBM-360 была возможна лишь через страны-посредники, что создавало немалые трудности в освоении программных средств. Хотя для освоения, адаптации и документирования программных продуктов были выделены специальные предприятия (например, НИИ Интеграл, отделение в НИЦЭВТ), такие работы шли медленно и усугубляли отставание в эффективном применении поступавшей в 1970-е – 80-е годы аппаратуры ЕС ЭВМ.

С начала 1968 года к исследованиям, ведущимся в СССР по унифицированному ряду ЭВМ, стали проявлять интерес научные и промышленные организации стран социалистического содружества — СЭВ. После длительных консультаций, совещаний и согласований в начале 1969-го года было подписано многостороннее соглашение о сотрудничестве в области создания, производства и применения средств вычислительной техники. В межправительственном постановлении была поставлена задача разработать Единую Систему ЭВМ стран социалистического содружества (ЕС ЭВМ). Этим постановлением была образована Межправительственная комиссия по вычислительной технике (МПК по ВТ) на уровне министров, возглавляемая постоянным председателем – заместителем председателя Госплана СССР и генеральными конструкторами ЕС ЭВМ – С.А. Крутовских, (1968–1969 годы), А.М. Ларионовым (1970–1977 годы), В.В. Пржиялковским (1977–1990 годы), одновременно являвшихся в соответствующее время директорами НИЦЭВТ.

Западноевропейские фирмы, производящие вычислительную технику, желая быть конкурентоспособными с фирмой IBM, учитывая огромный научный и производственный потенциал Советского Союза, а также неудовлетворенный спрос на ЭВМ в СССР и странах Восточной Европы, первыми сделали конкретные шаги по установлению сотрудничества с Советским Союзом в области создания и производства вычислительной техники. Инициатором выступила крупнейшая английская фирма ICL, разработавшая к этому времени семейство ЭВМ Система-4, не уступающее IBM-360. Б.И. Рамеев был активным сторонником и участником переговоров. Он считал, что при тесном сотрудничестве с фирмой ICL в соответствии с уже подписанными протоколами, Система-4 могла бы быть воспроизведена одним-двумя заводскими КБ. Основные силы НИИ и КБ страны можно было бы направить на создание более совершенного ряда машин на базе накопленного опыта с учетом новейших зарубежных достижений [3, 32, 34]. ^

На первой сессии Совета главных конструкторов в январе 1969-го года были утверждены все основополагающие решения, в том числе по архитектуре новой системы ЭВМ, в качестве которой принята архитектура IBM-360 [10]. Другим важным решением, принятым на первой сессии, было решение о контроле разработки военной приемкой министерства обороны СССР, а также о единой документации, согласованной с министерством обороны для всех отечественных ЭВМ Единой системы. Впервые в истории стран социалистического содружества началась реализация общего проекта, к разработке и производству этих машин было привлечено около 100 организаций и предприятий, более 200 тыс. ученых, инженеров и техников, около 300 тыс. рабочих из стран СЭВ.

В сентябре 1969-го года при приемке отечественной части технического проекта ЕС ЭВМ Государственной комиссией, заместитель генерального конструктора ЕС ЭВМ Б.И. Рамеев, ответственный за создание программного обеспечения, фактически снова поставил вопрос о переориентации ЕС ЭВМ с архитектуры IBM-360 на архитектуру системы Системы-4 и Сименс-4004. Б.И. Рамеева поддержал заместитель министра радиопромышленности М.К. Сулим. Против решительно выступили ИПМ (М.Р. Шура-Бура), ИНЭУМ (Б.Н. Наумов), а также Минский филиал НИЦЭВТ (В.В. Пржиялковский), НИИсчетмаш (В.Б. Ушаков) и генеральный конструктор С.А. Крутовских. В декабре 1969-го года министр радиопромышленности В.Д. Калмыков, рассмотрев проблему в присутствии М.В. Келдыша, М.Е. Раковского, А.А. Дородницына, С.А. Лебедева, М.Р. Шуры-Буры, С.А. Крутовских, принял решение продолжать работы по ранее согласованному направлению по архитектуре IBM-360.

Срочную необходимость поправить положение в стране с программным обеспечением, подчеркивал председатель комиссии по вычислительной технике АН СССР и ГКНТ, академик А.А. Дородницын. В своем докладе на коллегии ГКНТ в сентябре 1969-го года он утверждал, что «по содержательной части математического обеспечения мы стоим на уровне, примерно, 1960 года, по сравнению с США». Этот доклад, отражавший действительное положение дел в стране, резко контрастировал с заявлениями некоторых популярных деятелей науки о превосходстве советской программистской школы над западной. В действительности, положительный отечественный опыт 1950 – х – 60-х годов в этой области относился в основном к академическому, индивидуальному программированию относительно небольших задач. Крупные программные комплексы были сосредоточены на оборонных предприятиях, не были востребованы и доступны для осознания и оценки в открытых научных и производственных организациях. Подобные проекты только начинали появляться на предприятиях народного хозяйства. Быстрый рост ресурсов ЭВМ общего назначения стимулировал естественное укрупнение проектов прикладных программных средств и необходимость перехода от «академического программирования» к коллективному созданию высококачественных программных продуктов с применением современных методов и средств программной инженерии.

В 1971-м году прошли совместные испытания первой машины Единой системы – отечественной ЭВМ ЕС-1020, разработанной Минским НИИЭВМ. Информационная и программная совместимость с наиболее распространенными в мире ЭВМ, являвшимися дефакто мировыми стандартами, была достигнута в трудных условиях отсутствия документации и работающих образцов машин IBM-360. С 1972-го года началась поставка ЕС-1020 с операционной системой ДОС (см. главу 3). С 1973-го года поставлялась операционная система ОС ЕС, обеспечивавшая мультипрограммный режим.

К концу 1973-го года по программе ЕС ЭВМ прошли испытания шесть моделей. Параллельно в эти же годы были разработаны две версии ДОС и две версии ОС ЕС. Программа создания ЕС ЭВМ первой очереди была практически завершена. Выставка «ЕС ЭВМ-73», открывшаяся в июне 1973 года, подвела итог проделанной работе, показав возможности стран социалистического содружества при объединении усилий. Впервые новый ряд машин, получивший название ЕС ЭВМ-2 (Ряд-2), был обсужден на совещании главных конструкторов социалистических стран в июле 1972-го года, проходившем под председательством генерального конструктора

Александра Максимовича Ларионова. СГК развивал эту программу, и в 1973 году она, была утверждена.

В 1975 – 1976-е годы состоялись контакты между руководством МРП СССР и НИЦЭВТ и представителями компании IBM [3, 23]. Первоначально со стороны компании IBM был проявлен интерес к сотрудничеству с МРП. Однако компания IBM не смогла добиться от правительства США согласия на сотрудничество с МРП, вяло текущие переговоры постепенно затихали. Эмбарго на поставку в СССР вычислительных машин серьезно осложнило задачу обеспечения совместимости ЕС ЭВМ с машинами IBM. Тем не менее, к концу 1978-го года программа разработки ЕС ЭВМ-2 была практически завершена.

Для машин ЕС ЭВМ-2 были разработаны две новые оригинальные ОС: ДОС-3.1 и ОС 6.1. Выставка 1979-го года показала масштабы использования средств ЕС ЭВМ в народном хозяйстве. На это время ЕС ЭВМ занимала уже 72 % в общем парке ЭВМ страны. В стране выпускались 6 моделей ЭВМ и 42 типа периферийных устройств. Только в период 1975-е – 79-ые годы было задействовано более 700 административных, автоматизированных систем различного уровня, целиком построенных на технике ЕС ЭВМ. Наиболее крупные системы работали в Госплане, Госснабе, ЦСУ СССР, ГКНТ, Госстандарте и многих других ведомствах. Машинами ЕС ЭВМ пользовались крупнейшие институты АН СССР и высшие учебные заведения.

Особое место в программе развития машин ЕС ЭВМ-2 занимала модернизация ЭВМ ЕС-1060. С 1983 по 1988 год было продано 566 машин. К началу 80– х годов машины ЕС ЭВМ практически удовлетворили спрос стран СЭВ в машинах общего назначения. К середине 1984-го года появилась первая очередь машин ЕС ЭВМ-3. Отечественные ЭВМ ЕС-1036, 1046 и 1066 снабжались оригинальной операционной системой ОС-7, состоящей из системы виртуальных машин (СВМ) и базовой операционной системы (БОС) (см. главу 3). Многие пользователи ЕС ЭВМ, в первую очередь такие крупные, как ЦК КПСС, СМ СССР, КГБ СССР, некоторые министерства, использовали оригинальные операционные системы IBM – VM и MVS. Около 20 % от выпуска поставлялось министерству обороны, шел устойчивый экспорт машин в страны содружества и страны третьего мира – Индию, Вьетнам, Китай, Кубу, страны Ближнего Востока.

В мае 1987-го года была одобрена концепция создания ЕС ЭВМ Ряд-4. Постановлением правительства была утверждена отечественная часть программы создания технических и программных средств ЕС ЭВМ-4, предназначавшихся «для решения широкого круга задач в вычислительных сетях и центрах коллективного пользования, АСУ различного уровня, АСПИ и САПР, с технико-экономическими показателями на уровне мировых достижений. Использование зарубежной концепции, архитектуры и операционных систем (ОС) IBM-360 позволило освоить и творчески применить их как фундамента при промышленной разработке мощного унифицированного семейства ЕС ЭВМ для отечественного народного хозяйства и оборонных систем. Распыленные по многим типам ЭВМ средства и силы наших специалистов промышленности смогли быть сконцентрированы на создании и развитии единой системы компонентов вычислительной техники и инструментальных операционных систем. Такая концентрация и координация усилий, разрозненных академических и отраслевых организаций со своими интересами и планами, была невозможной без жесткого планирования, высокой дисциплины и ответственности за выполнение заданий. Кроме того, учитывалось, что к 1985 году истечет 10-летний срок эксплуатации: 5500 различных ЭВМ общего назначения, в том числе всех машин Урал-11, 14, 16 (325 машин), БЭСМ-4 и БЭСМ-4м (441 шт.), М-220 и М-222 (502 шт.). Прогнозировался вывод из эксплуатации: 195 ЭВМ БЭСМ-6, из состава выпущенных на тот период 355 машин. Таким образом, машины ЕС ЭВМ должны были к этому времени составить практически 100 % парка универсальных ЭВМ общего назначения [23].

В январе 1986-го года вышло постановление правительства СССР по организации производства персональных ЭВМ (ПЭВМ) и предписывалось МРП, МЭП и Минприбору в короткие сроки освоить выпуск ПЭВМ, совместимых с IBM PC, в количестве около 1 млн. шт. в год. Разработка ПЭВМ в МРП поручалась Минскому НИИЭВМ. В короткие сроки НИИЭВМ разработал 12 типов ПЭВМ. Однако с каждым годом сокращалось финансирование, нарастало смутное время, работы по производству и развитию отечественной вычислительной техники затихли.