Единое семейство ЭВМ

Источник: журнал «Наука и жизнь», №8, 1973 год.

И впредь быстрыми темпами будут развиваться электроника, радиопромышленность, приборостроение, то есть весь комплекс отраслей, создающих техническую базу для автоматизации производства и управления. Этот комплекс по праву может быть назван катализатором научно-технического прогресса. В предстоящем пятилетии здесь особое значение приобретает организация широкого выпуска современных электронно-вычислительных машин.

Л. И. БРЕЖНЕВ (Из Отчётного доклада Центрального Комитета КПСС XXIV съезду Коммунистической партии Советского Союза)

Немногим более трёх лет назад шесть социалистических стран – Болгария, Венгрия, ГДР, Польша, СССР, Чехословакия (недавно к ним присоединилась Куба) – решили объединить свои усилия для создания целого семейства программно совместимых вычислительных машин, которое было названо «Единая система электронных вычислительных машин» (ЕС ЭВМ). За короткий срок был создан единый комплекс вычислительной техники; значительные успехи достигнуты и в разработке математического обеспечения. Впервые при конструировании ЭВМ удалось осуществить единую техническую политику для социалистических стран. Очень важное внимание проявлено к технологии, а также к созданию высоконадёжных устройств, которые входят в состав единого семейства машин, что имеет первостепенное значение для такой ответственной и важной техники, как ЭВМ. Сейчас самое главное – обеспечить массовое производство всех машин и устройств Единой системы ЭВМ. Это должно сыграть решающую роль в развитии высокопроизводительных, эффективных АСУ для самых разных уровней управления народным хозяйством страны, ибо современные электронные вычислительные машины – это и есть главное техническое средство автоматизированных систем управления.

Пропаганда идей развития вычислительной техники, ознакомление миллионов людей с успехами, достигнутыми соединёнными усилиями социалистических стран в создании Единой системы ЭВМ, – большое и полезное дело. Вот почему несомненный интерес представляет рассказ о ЕС ЭВМ её генерального конструктора А. М. Ларионова.

Председатель Научного совета по вычислительной технике и системам управления Государственного комитета Совета Министров СССР по науке и технике и Президиума Академии наук СССР академик В. ГЛУШКОВ.

Генеральный конструктор Единой системы ЭВМ, директор Научно-исследовательского центра электронной вычислительной техники Александр Максимович ЛАРИОНОВ отвечает на вопросы нашего корреспондента.

Корреспондент. Развитие электронной вычислительной техники стало одним из основных факторов, определяющих научно-технический прогресс, его темпы. Сегодня без участия ЭВМ немыслимо решение широкого круга инженерных, научных, экономических, управленческих задач. Недаром ЭВМ стали важнейшим атрибутом научно-технической революции.

Всё это, конечно, требует непрерывного совершенствования и самих ЭВМ. Известно, что за годы восьмой пятилетки у нас резко увеличилось производство ЭВМ, их быстродействие возросло более чем в 4,5 раза; значительно увеличилась и ёмкость памяти (оперативной – в 8 раз, внешней – в 4 раза). Почему же мы не пошли по пути наращивания мощности парка вычислительных машин, увеличивая выпуск таких ЭВМ, как, например, «Минск», «Урал», а сосредоточили усилия на создании электронных вычислительных машин нового типа?

А. Ларионов. Пополнять и дальше парк ЭВМ разнородными машинами второго поколения (машин, у которых элементной базой служат полупроводниковые приборы), такими, как, например, «Минск», «Урал», БЭСМ, нерационально. Это привело бы к увеличению материальных и людских затрат на их обслуживание, на создание программ, ведь машины разных марок «понимают» лишь программы, специально для них написанные: программно несовместимы. Использование разнородных машин затрудняет построение крупных информационных систем; приводит к необходимости иметь большое число разнотипных периферийных (внешних) устройств; очень трудно организовать производство разнородных машин на основе специализации и кооперирования. А это, в свою очередь, сдерживает и технический прогресс в самой радиоэлектронике, которая при таких условиях не может во всём объёме реализовать новейшие достижения науки и техники.

Довольно большое разнообразие машин второго поколения определялось тем, что для них программная совместимость считалась не самой важной характеристикой. Это одна причина. А другая даже, может быть, более существенная, – разобщённость сил тех, кто создавал ЭВМ.

К середине 60-xгодов стали особенно ясно видны все недостатки такого положения. Примерно к этому же времени чётко определились и принципы дальнейшего развития ЭВМ – переход к созданию не машин-одиночек, а целых семейств ЭВМ третьего поколения, то есть машин программно совместимых и построенных на микроэлектронной технологической базе.

Для решения большого комплекса сложнейших задач, связанных с созданием такого семейства ЭВМ, у нас в стране был создан Научно-исследовательский центр электронной вычислительной техники, который стал головной организацией по разработке универсальных вычислительных машин.

Этим не ограничилась концентрация усилий. В декабре 1969 года правительственными органами шести социалистических стран – Болгарии, Венгрии, ГДР, Польши, СССР и Чехословакии – решено было объединить свои усилия в развитии электронной вычислительной техники и, в частности, начать совместные работы по созданию целого семейства ЭВМ третьего поколения.

Предстояло создать вычислительные машины с единой элементной базой, на единой конструктивно-технологической основе, с единой структурой, единой системой математического обеспечения, единым унифицированным набором периферийных устройств, то есть семейство программно совместимых машин. Это и нашло отражение в названии семейства – Единая система электронных вычислительных машин, или сокращённо ЕС ЭВМ. Есть в таком названии и некоторая доля символики: оно отражает тот факт, что создание этого ряда машин шло под знаком единения усилий социалистических стран.

Сегодня уже можно говорить о том, что задача эта практически выполнена.

Постоянный председатель Межправительственной комиссии по сотрудничеству социалистических стран в области вычислительной техники, заместитель председателя Госплана СССР М. Е. Раковский так охарактеризовал работы по созданию ЕС ЭВМ:

«Наверное, не будет преувеличением сказать, что по своей сложности, масштабам, целенаправленности и концентрации усилий создание Единой системы электронных вычислительных машин является крупнейшим проектом в истории братского сотрудничества социалистических государств. К работам над ЕС ЭВМ по единому плану сегодня привлечены более 100 организаций и предприятий сотрудничающих стран, в стенах которых трудятся сотни тысяч рабочих, специалистов. Не только для нас, советских людей, но и для народов братских стран эти работы служат наглядным примером последовательного претворения в жизнь международной политики нашей партии, намеченной XXIV съездом КПСС. Нет сомнения, что создание ЕС ЭВМ станет важной вехой в реализации Комплексной программы СЭВ, послужит дальнейшему углублению и развитию социалистической интеграции, укреплению экономической мощи стран социалистического содружества».

Для нашего народного хозяйства создание Единой системы ЭВМ означает существенный вклад в решение поставленной в Директивах XXIV съезда КПСС задачи освоения в девятой пятилетке серийного выпуска высокопроизводительных средств вычислительной техники.

Корреспондент. Охарактеризуйте, пожалуйста, созданное семейство ЭВМ.

А. Ларионов. Все ЭВМ Единой системы по своей структурной схеме (то есть по схеме, которая определяет принципы функционирования и взаимодействия основных элементов), или, как говорят, по своей архитектуре, по составу периферийного оборудования, которое может быть подключено, – универсальные программно совместимые вычислительные машины третьего поколения, предназначенные для самого широкого использования: научных и инженерных расчётов, автоматизации производства, для работы в автоматизированных системах управления. Последнее из названных применений – одно из важнейших.

Очень часто ЭВМ третьего поколения определяют как вычислительные машины, построенные на интегральных схемах, в отличие от машин второго поколения, основная база которых – дискретные полупроводниковые приборы. Это, действительно, одно из важнейших отличий, так как уже сам по себе переход от полупроводниковых приборов к использованию интегральных схем привёл к существенным изменениям характеристик ЭВМ. Интегральные схемы позволили уменьшить габариты, повысить быстродействие машин, их надёжность, широко внедрить в производство автоматизированные методы изготовления аппаратуры.

Это отличие существенное, но не единственное. Не менее важным является то, что в машинах третьего поколения значительно улучшено взаимодействие человека с машиной, расширены возможности эффективного использования машин во всех областях нашей деятельности.

В состав ЕС ЭВМ сейчас входит семь машин. Каждая вычислительная машина Единой системы формируется из одного процессора (устройство, перерабатывающее информацию внутри самой ЭВМ), который и определяет производительность образованной модели, и комплекта периферийных устройств, который составляется (в зависимости от предполагаемого использования) из общего для всех наших машин набора этих устройств.

Самая маленькая в Единой системе – машина ЕС-1010 (разработана венгерскими специалистами); её среднее быстродействие – 5-7 тысяч операций в секунду. Характеризуя другие машины Единой системы, я буду опускать слово «среднее», но цифры буду приводить именно среднего быстродействия; в коротких операциях – типа сложения и вычитания – быстродействие в 2-3 раза выше.

Следующая по производительности – машина ЕС-1020 (разработка советских и болгарских специалистов); её быстродействие – около 15 тысяч операций в секунду.

Затем по производительности идёт машина ЕС-1021 (разработана в Чехословакии), быстродействие которой примерно 25 тысяч операций в секунду. Машина эта имеет некоторые особенности, которые связаны с тем, что она создавалась преимущественно для управления технологическими процессами.

Следующая машина – ЕС-1030; её быстродействие – 60-70 тысяч операций в секунду (разработана в Советском Союзе при участии польских специалистов).

Машина ЕС-1040 (создана в ГДР) имеет быстродействие 250-300 тысяч операций в секунду.

Машина ЕС-1050 (разработана в Советском Союзе); её быстродействие – 500 тысяч операции в секунду.

Последняя машина первой очереди нашего семейства – ЕС-1060 (разрабатывается в СССР) с быстродействием около 1,5 миллиона операций.

Замечу, что иногда машины Единой системы называют ещё и так: Р-10, Р-20, Р-20А (ЕС-1021), Р-30 и т. д. (буква «Р» означает, что это машины единого ряда).

Корреспондент. Расскажите, пожалуйста, о структуре Единой системы ЭВМ как комплексе технических средств и системы математического обеспечения.

А. Ларионов. Технические средства, которые входят в состав вычислительных машин, можно разделить на четыре уровня. Они и составляют структуру любой из машин Единой системы (см. 2-3-ю стр. цветной вкладки).

Первый уровень – процессор. Все процессоры Единой системы имеют одинаковую внешнюю логическую структуру и отличаются в основном скоростью выполнения операций и ёмкостью оперативной памяти.

Периферийные устройства (четвёртый уровень структуры) подключаются к процессору через специальные устройства обмена. Это каналы (второй уровень) и устройства управления периферийными устройствами (третий уровень). Замечу, что термин «канал» непосвящённых людей вводит часто в заблуждение: думают, что это какой-то «привычный» вид канала связи, ну, скажем, кабель. В действительности канал ввода-вывода – это тоже процессор, зачастую имеющий собственную память и работающий по определённым программам (вот почему каналы иногда называют и периферийно-коммуникационным процессором). Когда надо, чтобы машина начала работу, процессор посылает каналам одну-единственную команду «начать ввод-вывод». После этого обменом данными между процессором и периферийными устройствами управляют уже каналы. Они принимают команды и определяют адрес устройства, с которым надо организовать обмен данными, выбирают, расшифровывают и проверяют управляющую информацию, посылают сигналы управления и принимают подтверждающие сигналы, временно хранят в своей памяти информацию, которую затем передают процессору, и т. д.

Существует два типа каналов – селекторный и мультиплексный, которые отличаются внутренней структурой, режимами работы и назначением. Мультиплексный канал обеспечивает одновременный обмен данными с большим количеством периферийных устройств, которые работают с относительно малой или средней скоростью, например, с печатающими устройствами, перфокарточными и перфоленточными. А селекторный канал служит для связи в течение какого-то интервала времени, скажем, секунды, с одним внешним быстродействующим устройством, например, с накопителем на магнитных дисках. После этого может быть установлена связь с каким-то другим устройством и т. д.

В организации всей процедуры обмена данными каналам помогают устройства управления периферийными устройствами. Каналы посылают стандартную управляющую информацию, а эти устройства управления преобразуют её в сигналы, которые необходимы для работы конкретного внешнего устройства.

Благодаря такому разделению обязанностей между процессором и каналами и возможен режим параллельной работы, столь характерный для ЭВМ третьего поколения. В машинах второго поколения периферийные устройства в большинстве случаев работали поочерёдно. Это значит, что если процессор выполнял какую-то одну определённую операцию, скажем, управлял вводом информации с перфокарточного устройства, то уже ничего другого он делать в это время не мог.

В машинах же третьего поколения одновременно работают многие устройства, то есть параллельно производятся такие операции, как переписывание в свою память информации, например, с магнитной ленты, для очередной задачи, как вывод данных для какого-то устройства, ввод информации, работа с удалённым абонентским пунктом и т. д.

Возможность организации параллельной работы многих устройств, входящих в состав ЭВМ, в конечном счёте позволяет организовать многопрограммную обработку информации: в этом режиме в ЭВМ одновременно решается несколько задач. Важно отметить, что это достигается не столько за счёт введения дополнительного оборудования, сколько благодаря лучшему использованию имеющегося оборудования, сокращается время «простоя» каждого отдельного устройства (это относится не только к периферийным устройствам, но и к процессору).

Такой сложный процесс, как многопрограммная обработка информации, организуется самой ЭВМ с помощью операционной системы.

Операционная система – это целый комплекс программ, не только координирующих работу отдельных устройств ЭВМ, но и облегчающих пользование машиной: стандартных подпрограмм, осуществляющих стандартные вычислительные процедуры; трансляторов – программ-переводчиков с алгоритмических языков, например, с АЛГОЛа, ФОРТРАНа и т. п. на язык машины. Разумеется, машины второго поколения тоже имеют операционные системы, однако функциональные возможности этих систем существенно меньше, чем у современных операционных систем.

Благодаря параллельной работе повышается общая вычислительная мощность системы.

Кстати, когда я называл среднее количество операций, производимых в секунду, то это, по существу, относилось к процессору. Если же брать общую эффективность системы третьего поколения, скажем, любой машины Единой системы, то она оказывается значительно выше. Так, например, у машины «Минск-32» быстродействие формально выше, чем у машины ЕС-1020, но вычислительная мощность ЕС-1020 существенно больше, чем машины «Минск-32».

Ещё одна особенность ЭВМ третьего поколения заключается в возможности работать в режиме разделения времени. Этот режим позволяет вести работу с многими абонентами одновременно, причём каждый из них не ощущает того, что той же ЭВМ пользуются и другие.

Периферийные устройства подсоединяются к каналам через стандартную систему сопряжения, или, как ещё говорят, имеют стандартный интерфейс ввода-вывода. Практически это – многоконтактное разъёмное кабельное соединение с чётко оговоренными функциями проводов и функциями и параметрами сигналов, которые по ним проходят.

Это очень существенная особенность машин третьего поколения. Ибо именно благодаря стандартному сопряжению возможна работа процессора с большим набором разнообразных периферийных устройств. Любую из моделей Единой системы можно скомпоновать из устройств, которые разработаны и делаются в странах, создававших ЕС ЭВМ. Это, конечно, очень важно, так как позволяет строить весьма гибкие системы и обеспечить их компоновку, не затрачивая дополнительные усилия, средства. Раньше машина сопрягалась только с тем оборудованием, которое было разработано специально для неё.

По поводу такой ситуации академик В. Глушков очень образно заметил, что это выглядит так, как если бы выпускался трактор, который не мог бы работать с любым плугом, а только с плугом, специально для него разработанным.

Корреспондент. Вы отмечали, что широкая область использования машин Единой системы обеспечена благодаря тому, что создано много разнообразных периферийных устройств. Расскажите о них подробнее.

А. Ларионов. Существует группа периферийных устройств, которые необходимы для использования машины независимо от области её применения. Речь идёт о запоминающих устройствах, которые служат для создания внешней памяти машины – основного хранилища программ системы математического обеспечения, и об устройствах ввода и вывода информации.

Стандартизация, унификация и взаимозаменяемость деталей, узлов, элементов конструкций стали ключевыми проблемами современной техники, от решения которых во многом зависят темпы её развития. Знакомы эти заботы и конструкторам вычислительных машин. Стремление сделать так, чтобы любая программа, написанная для ЭВМ, могла быть «поставлена» на любую вычислительную машину, подобно тому, как на любом современном проигрывателе можно воспроизвести любую граммофонную запись, и было главным при создании целого семейства программно совместимых ЭВМ, семейства, построенного из унифицированных конструктивных элементов, семейства с единым набором внешних устройств. На этих снимках, сделанных на Международной выставке «Единая система электронных вычислительных машин социалистических стран» (проходившей на ВДНХ в мае-июне с. г.), вы видите пять ЭВМ Единой системы (шестая – ЕС-1050 – показана на 3-й стр. цветной вкладки).

Внешние запоминающие устройства – это накопители на сменных и постоянных магнитных дисках, на магнитных лентах, на магнитных барабанах. Все они получили довольно широкое развитие, особенно накопители на сменных магнитных дисках, которые у нас начали интенсивно разрабатываться только в процессе создания ЕС ЭВМ, а сейчас уже серийно производятся. В этих накопителях сочетаются два ценных качества: возможность запоминать большие объёмы информации и высокое быстродействие. Именно эти качества и позволяют создавать в машинах Единой системы мощную внешнюю память. В ней, в пакетах дисков, хранится часть операционной системы и различные прикладные программы, которые при пользовании ими поступают в оперативную память.

Вторая группа устройств – традиционные устройства ввода и вывода информации, которые широко использовались раньше: устройства ввода и вывода информации на перфокарту, на перфоленту, алфавитно-цифровые печатающие устройства (АЦПУ), электрифицированные пишущие машинки. Все эти средства получили в Единой системе дальнейшее развитие: существенно изменилась их конструкция, технология изготовления, улучшились их характеристики.

Кроме этих двух групп устройств, которые важны для всех сфер применения ЭВМ, разрабатываются устройства (многие из них уже созданы), которые расширяют возможности использования машин в самых различных областях.

Прежде всего это устройства, обеспечивающие дистанционную обработку (телеобработку) информации, например, абонентские пункты: от самых маленьких, скажем, электрифицированной пишущей машинки, до достаточно сложных с целым набором устройств ввода и вывода информации, позволяющих на значительном расстоянии работать с машиной весьма эффективно, передавая большие объёмы информации. Конечно, в состав всей этой аппаратуры входят и средства передачи, приёма информации по телеграфным и телефонным каналам связи.

Созданы устройства, облегчающие общение человека с машиной. Назову в первую очередь различные операторские пульты со средствами наглядного и быстрого отображения информации на электронно-лучевых трубках – дисплеи. У нас разработаны, в частности, дисплеи, отображающие как алфавитно-цифровую, так и графическую информацию.

Устройства вывода графической информации крайне необходимы при использовании ЭВМ для конструкторских работ. Весьма показателен в этом отношении пример из нашей практики. Разрабатывая машины Единой системы, мы сами очень широко использовали ЭВМ как средство автоматизации процесса проектирования. Должен сказать, что машины такого класса, как ЕС-1040 и ЕС-1050, невозможно было бы практически создать в короткие сроки, опираясь только на ручные способы проектирования. Дело не только в том, что проектирование таких ЭВМ – огромная по объёму работа и что при их создании приходится перерабатывать колоссальное количество информации. Человек просто не в состоянии это делать безошибочно. И если он разрабатывает ЭВМ вручную, то допускает такое количество ошибок, что процесс отработки такой машины, её внедрение в производство оказываются очень тяжёлыми.

Корреспондент. Но ведь проектировались же вручную такие большие машины, скажем, как БЭСМ-6? Наверное, это и затягивало сроки их создания?

А. Ларионов. Дело тут не только в мощности машин или в сроках. В Единой системе ЭВМ другая техническая база, другая технология. Например, если многослойные печатные платы проектировать без средств автоматизации, неизбежно большое количество ошибок в соединениях, а устранение этих ошибок после изготовления плат – весьма дорогое «удовольствие». На готовой плате можно исправить небольшое количество ошибок, а когда их много, плата уходит в брак, и приходится изготавливать новые. Таким образом, то, что можно было допустить при создании даже такой высокопроизводительной машины, как БЭСМ-6 (просто там технология была другая – проводной монтаж), неприемлемо для той технологии, которая используется при создании машин Единой системы.

Графические дисплеи, о которых я говорил, дают возможность весьма эффективно вести проектирование, используя ЭВМ, так как позволяют оперативно просматривать всю информацию. Предположим, вы рассчитали с помощью ЭВМ какую-то схему или размещение проводников на плате. Всё это можно тут же воспроизвести на экране, просмотреть, внести необходимые исправления и уже после этого передать, скажем, схему в производство. Не будь таких средств, как дисплеи, пришлось бы тратить много времени на анализ информации, полученной от ЭВМ, на многократные повторные вводы и выводы её.

Я рассказал лишь о некоторых типах периферийных устройств. В действительности их уже разработано много: больше ста.

Корреспондент. Сколько же всего устройств можно подключить к машине?

А. Ларионов. К процессору любой машины Единой системы можно подключить до нескольких сотен устройств – это и различные удалённые абонентские пункты и устройства, расположенные рядом с машиной.

Всё, что я рассказывал, касалось комплекса технических средств, составляющих Единую систему ЭВМ.

Теперь несколько слов о математическом обеспечении. Прежде всего поясню, что стоит за этим термином. Математическое обеспечение – это большой комплекс программ, даже, правильнее сказать, комплекс комплексов программ. Во-первых, это комплекс служебных программ, составляющих операционные системы, которые обеспечивают эффективное функционирование каждой ЭВМ, независимо от её конфигурации (то есть состава устройств) и характера решаемых задач. Затем комплекс программ технического обслуживания, которые позволяют проверять работу различных устройств при их наладке, работу машины в целом, а также обнаруживать неисправности в процессе её эксплуатации. И, наконец, комплекс (пакеты) прикладных программ. В этот комплекс входят программы для решения научных, экономических, инженерно-технических, управленческих и других задач народного хозяйства, программы, которые обеспечивают работу машин в реальном масштабе времени, с разделением времени и в других специальных режимах, программы, которые позволяют использовать программы, составленные для вычислительных машин второго поколения, например, «Минск-32». Хотя, вообще говоря, использование программ, написанных на «языке» других машин, целесообразнее осуществлять с помощью сменных микропрограмм. Но для этого необходимо микропрограммное управление.

Уже само перечисление программ, составляющих систему математического обеспечения, даёт представление о её важности. Действительно, система математического обеспечения создаётся для максимального сокращения затрат времени и труда на подготовку, отладку и выполнение программ пользователей, для увеличения общей производительности вычислительной системы. В частности, входящие в состав системы математического обеспечения трансляторы с универсальных алгоритмических языков на язык машины позволяют программировать задачу на каком-либо алгоритмическом языке, а это, как известно, существенно упрощает, ускоряет и соответственно облегчает процесс составления программы. Кроме того, служебные программы освобождают того, кто составляет программу, от необходимости задумываться над организацией процесса решения задачи в машине, так как это уже заложено в её операционной системе. Кто знает операционную систему, знает все её особенности, тот будет использовать машину очень эффективно. Но этому надо учить, и перед нами как раз сейчас и стоит одна из серьёзнейших проблем – подготовка всех тех, кому предстоит работать с новыми машинами.

Хочу подчеркнуть, что программная совместимость машин Единой системы позволяет создать единую, а потому и мощную систему математического обеспечения. Она, конечно, будет в процессе освоения и эксплуатации машин все время наращиваться. Это очень важно для повышения эффективности работ ЭВМ: ведь именно развитая система математического обеспечения – одно из решающих преимуществ машин третьего поколения.

Корреспондент. Рассказывая о системе математического обеспечения, вы упомянули метод микропрограммного управления. В чём его суть?

А. Ларионов. Микропрограммное управление – это один из методов организации управления работой процессора. Существует два метода: жёсткая аппаратная система управления и микропрограммное управление. Жёсткое управление – это совокупность логических схем, которые позволяют машине организовывать выполнение той или иной операции по раз и навсегда заданному алгоритму – вы не можете его изменить, так как для этого пришлось бы переделывать машину. Микропрограммное управление базируется на том, что любая операция, происходящая в машине, расчленяется на микрооперации, набор которых в общем-то можно сделать чётко определённым и ограниченным. Различное сочетание таких микроопераций и позволяет выполнять тот или иной процесс в самой машине.

Что это даёт? Во-первых, существенно упрощается вся система управления. Она приобретает форму достаточно простых логических связей, которые и реализуются с помощью такой микропрограммы. Во-вторых, программа эта может быть в принципе и сменной, то есть на машине, имеющей какую-то определённую систему команд, можно реализовать и систему команд другой машины. Благодаря этому появляется возможность широкого использования без всякой переделки большого количества программ, разработанных для разных машин. Каждая «чужая» команда определённым образом «переводится» микропрограммой в набор команд, понятных машине.

Надо отметить, что в наших машинах не предусмотрена достаточно простая и быстрая смена микропрограмм. Поэтому такая замена хотя принципиально и возможна, всё-таки не столь проста. В дальнейшем намечается создать более гибкую систему микропрограммирования, которая позволит такие программы менять достаточно быстро.

Корреспондент. Вычислительные машины Единой системы построены на унифицированной конструктивно технологической базе с широким использованием последних достижений микроэлектроники. Интегральные схемы – электронная «начинка» машин. Как строятся из такой «начинки» разные конструктивные элементы машин?

А. Ларионов. Стандартная микросхема (интегральная схема) в стандартном корпусе – это и есть та «элементарная частица», на основе которой строится первый конструктивный уровень машины: типовой элемент замены – ТЭЗ. Он представляет собой печатную схему с размещёнными на ней интегральными схемами. ТЭЗ – это функциональный узел машины, её основной модуль. Из таких модулей собираются всё более сложные части конструкции (см. 2-3-ю стр. цветной вкладки).

У нас есть два типа ТЭЗов. Один содержит максимально 24 интегральные схемы на базе двусторонней платы с печатным монтажом; другой тип – для машин более высокого быстродействия – выполнен на многослойной печатней плате (которая содержит несколько таких плат, как у ТЭЗа первого типа), и там можно разместить 72 интегральные схемы. Размеры ТЭЗа примерно таковы: ширина – 140, длина – 150 миллиметров.

Следующий конструктивный уровень – панель с сорока ТЭЗами (первого или второго типов). Панели (обычно 6 штук) размещаются на раме. Последний конструктивный уровень – стойка, в которой укреплены 3 рамы – средняя неподвижна, а крайние на шарнирах, что обеспечивает лёгкий доступ к элементам монтажа.

Благодаря модульной структуре и конструкции ЕС ЭВМ, а также стандартному сопряжению центральной части и периферийных устройств конфигурацию конкретной машины, то есть её состав, можно выбрать в точном соответствии с требованиями решаемых задач и с учётом развития системы в будущем.

Каждую нашу модель можно расширить несколькими способами: увеличением количества и номенклатуры периферийных устройств, увеличением ёмкости оперативной памяти, созданием многомашинных вычислительных комплексов и, наконец, заменой процессора на более производительный.

Здесь я хочу отметить, что, разрабатывая машины Единой системы, мы создавали и средства, которые позволяют строить многопроцессорные и многомашинные системы. Это тоже важно, так как в результате возрастает вычислительная мощность системы в целом и обеспечивается высокая надёжность, что часто бывает даже важнее.

При расширении полностью сохраняется совместимость вычислительных машин, то есть на любой расширенной модели могут быть использованы все прежние программы.

Корреспондент. Какие задачи пришлось решать при разработке и освоении технологии производства машин?

А. Ларионов. Вопрос этот большой и заслуживает отдельного разговора, хотя бы потому, что возникло действительно очень много сложных проблем. Остановлюсь лишь на нескольких примерах.

Когда мы начинали разрабатывать машины Единой системы, двусторонний печатный монтаж был освоен промышленностью достаточно хорошо, хотя и не с теми техническими параметрами, которые нужны были нам. Пришлось ужесточать требования к плотности печатного монтажа. Для многослойных печатных плат требования эти ещё выше. Да и сама технология производства таких плат у нас только начинала разрабатываться. Её создание и внедрение на заводах потребовали больших усилий.

Ещё один пример, но из области, в которой уже много лет ведутся работы. Это проводной монтаж. Все вычислительные машины, вся радиоэлектронная аппаратура давным-давно монтировались с помощью паяльника, и, казалось бы, ничего здесь нельзя сделать. А сейчас и в эту технологию внесены существенные изменения. Прежде всего сами методы пайки удалось сделать более производительными за счёт использования автоматических линий, осуществляющих, например, пайку волной (за считанные секунды производится пайка не отдельных элементов, а сразу группы элементов). Процесс этот легко поддаётся автоматизации, и такие автоматизированные линии уже имеются. Они обеспечивают высокое качество монтажа и высокую производительность. Иначе просто невозможно было бы производить большое количество машин, паяя вручную.

Наконец, последний пример. Он касается монтажа панелей, на которых устанавливаются ТЭЗы. Здесь тоже был предложен новый метод: взамен пайки накрутка проводов. Кстати, и этот метод позволяет широко автоматизировать процесс монтажа. Раньше человек вручную паял соединения. Теперь штыревой контакт разъёма имеет прямоугольное сечение, и к нему провод не припаивается, а с помощью специального приспособления накручивается на него – делается несколько витков с достаточно плотным натяжением. В результате получается очень надёжное электрическое соединение.

Корреспондент. В самом начале беседы мы говорили о необходимости непрестанно совершенствовать вычислительную технику. Известно, что ЭВМ морально стареют довольно быстро. Как это учитывалось при создании Единой системы ЭВМ?

А. Ларионов. Технические средства, входящие в состав ЕС ЭВМ, могут в дальнейшем существенно обновляться на основе более прогрессивных конструктивных и технологических решений, а также новых принципов построения внутренней логической структуры машин. В качестве таких нововведений должны рассматриваться микросхемы с более высоким уровнем интеграции, более широкое применение многослойного печатного монтажа с повышенной плотностью, улучшенная система охлаждения, позволяющая уплотнить конструктивную компоновку (особенно старших моделей).

Намечена широкая программа дальнейшего совершенствования, обновления и развития Единой системы. Назову лишь основные направления этих работ.

Во-первых, улучшение технико-экономических показателей, то есть соотношения между производительностью машины и её стоимостью, которое зависит от совокупности многих факторов (и от структуры машины, и от её архитектуры, и от технологичности, и от математического обеспечения).

Второй очень важный момент – улучшение системных свойств машины. Мы хотим все технические средства сделать ещё более гибкими, чтобы расширить возможности ЭВМ для всех, кто их использует. Речь идёт о том, чтобы можно было легче и с меньшими затратами осуществлять создание систем коллективного пользования, систем, работающих в реальном масштабе времени.

Ещё одно направление нашей деятельности – совершенствование периферийного оборудования, улучшение его показателей и создание новых видов таких устройств. Например, у нас пока нет аппаратуры для ввода и вывода информации на микрофиши, то есть на форматную фотоплёнку. Это весьма эффективный способ. На единице площади такого носителя можно зафиксировать очень большой объём информации; кроме того, информацию в таком виде можно вводить и выводить гораздо быстрее, чем с перфокарт и на перфокарты. В наших планах предусмотрено создание и таких устройств.

Корреспондент. Как оценивается по мировым стандартам уровень, на котором стоят машины Единой системы?

А. Ларионов. При разработке Единой системы ЭВМ мы ставили перед собой задачу создать не какие-то уникальные образцы, а вычислительные машины, которые нужны для широкого использования, то есть такие, которые должны «тиражироваться» в большом количестве экземпляров и по возможности с меньшей затратой сил и материальных ресурсов. Вот с этих позиций машины Единой системы вполне соответствуют машинам, которые сейчас наиболее широко используются в мировой практике и будут в эксплуатации ещё достаточно длительное время.

Из семи машин Единой системы шесть уже создано. Машины ЕС-1020 и ЕС-1030 выпускаются с прошлого года. В этом году осваивается производство остальных четырёх моделей.

Уместно отметить одно важное обстоятельство. Объединив усилия как внутри каждой страны, так и всех стран – участниц разработки ЕС ЭВМ, мы создали мощную научно-техническую базу. Кроме того, на высокий уровень поднимается производственная база в странах, участвующих в создании ЕС ЭВМ. Все это позволит развивать вычислительную технику ещё более быстрыми темпами.

Корреспондент. Какое место займёт семейство машин Единой системы среди других выпускающихся универсальных электронных вычислительных машин?

А. Ларионов. По нашему мнению, машины Единой системы со временем должны заменить все пока ещё серийно выпускаемые универсальные ЭВМ того же класса (типа «Минск», «БЭСМ», М-220). Это не вызывает сомнения. Но значит ли это, что у нас, в Советском Союзе, не будет никаких других ЭВМ, кроме машин Единой системы? Думаю, что будут и другие ЭВМ. Мы заложили в Единую систему определённую концепцию, но это не единственная концепция, которая существует и среди зарубежных и среди наших специалистов, работающих над созданием ЭВМ. Будут развиваться, конечно, и другие направления в области вычислительной техники. Но можно с уверенностью сказать, что для тех сфер применения, для которых созданы машины Единой системы, уже не будут создаваться новые, похожие машины. Другие машины должны существенно отличаться по своим свойствам, характеристикам, а следовательно, и назначению. Только в этих случаях целесообразна затрата немалых средств на их разработку и производство.

Корреспондент. Каковы первые отзывы о машинах Единой системы?

А. Ларионов. Отзывы хорошие, но организаций, которые используют наши машины, пока ещё не так уж много. Кроме того, надо учесть, что все это организации, где машины эксплуатируются высококвалифицированными коллективами, ведь первые экземпляры машин всегда дают тем, кто в особо ответственный период внедрения может помочь в их совершенствовании, устранении недостатков.

Отмечу здесь, что техническая эксплуатация новых машин тоже имеет свою специфику и требует более высокого уровня подготовки. Кстати, Единая система имеет то преимущество, что она позволяет централизованно готовить обслуживающие кадры. Эти кадры с успехом могут потом обслуживать любую машину, так как они мало чем отличаются друг от друга. Поэтому можно иметь широко развитую систему централизованного обслуживания всех машин, находящихся в эксплуатации. И такая система сейчас создаётся.

В заключение нашей беседы хочу отметить, что разработать и внедрить целое семейство машин нам удалось в сравнительно короткие сроки. Необходимо учитывать, что приходилось создавать технические средства в достаточно большом объёме, и не просто конструировать их, а и организовывать серийное производство всех этих средств, и создавать соответствующее математическое обеспечение. Большинство того, что мы разработали, уже выпускается. Все это стало возможным благодаря максимальной концентрации сил всех, кто участвовал в создании Единой системы ЭВМ.

Беседу вёл С. КИПНИС.