Советские ЭВМ: от «пустоты» до атомной бомбы и безопасности (часть 1 из 2)

Авторский коллектив

6 лет ago

Оглавление

1 ИСТОРИЯ, ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ
2 ЭВМ × 6 ПРИОРИТЕТОВ ОСУ
- 2.1 9 (мультфильм, 2009)
3 ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЭВМ В МАСШТАБНЫХ ПРОЕКТАХ
- 3.1 Автоматизированные системы управления предприятием (АСУП)
  - 3.1.1 Что мешало созданию и внедрению АСУ на предприятиях?
- 3.2 Вычислительная система М-10 и РЛС «Дарьял»
  - 3.2.1 МАТЕРИАЛЫ:
  - 3.2.2 ИЛЛЮСТРАЦИИ:

Читать около 43 мин

Современные электронные вычислительные машины (ЭВМ), они же компьютеры и ноутбуки, пришли в нашу жизнь из области громадных научных вычислений. ЭВМ были разработаны в помощь математикам и физикам в тот момент, когда время, затраченное на ручное вычисление увеличивалось экспоненциально и тормозило весь процесс разработки будущего «изделия».

ЭВМ стали использоваться в расчётах по ядерному оружию с самого момента их появления.

ЭВМ были всего лишь инструментом в достижении цели, которой было — создание атомного оружия.

Первыми расчётами, выполненными на первом электронном компьютере общего назначения ЭНИАК в декабре 1945 года, были расчёты по термоядерному взрыву, осуществленные работниками Лос-Аламосской национальной лаборатории из команды Эдварда Теллера.

Огромный объём вычислений и их сложность с самого начала выдвигали требования по созданию всё более мощных и совершенных вычислительных машин, что, в конечном счёте, привело к появлению особого типа вычислительной техники под названием «суперкомпьютеры». Использование суперкомпьютеров для симуляции ядерных и термоядерных реакций, происходящих во время взрыва, позволяло экономить колоссальные средства и время.

Например, при использовании суперкомпьютера CDC 6600 для разработки новой боеголовки США потребовалось провести только 23 полевых испытания, а при использовании CDC 7600 — уже только 6.

Наличие суперкомпьютеров в 60-х годах смягчило позицию США по договору о запрете испытаний в трёх средах, так как существовала уверенность, что у СССР нет столь мощных компьютеров, и соблюдение договора даст США стратегическое преимущество перед СССР. Однако этот расчет не оправдался: СССР в кратчайшие сроки разработал собственные суперкомпьютеры БЭСМ-6, а позже — в кооперации со странами Варшавского блока (ГДР, Венгрией и Польшей) ЭВМ семейства ЕС и «Эльбрус». [ 1 ]

Учёные люди подневольные, в частых случаях они решают поставленные задачи «сверху». Если американские ученые уткнулись в разработку и усовершенствование ядерного оружия, в противовес им, были советские учёные, которые хотели направить громадную ядерную энергию в мирное русло. Так в 1948 году по предложению И.В. Курчатова и, в соответствии с заданием партии и правительства, начались первые работы по практическому применению энергии атома для получения электроэнергии. Сюда же можно приписать появление первого атомного ледокола «Ленин». Советская наука пробовала и добивалась расширения сферы применения научных достижений, вычислительных мощностей не только в военной отрасли, но и в гражданской.

Советские ЭВМ и суперкомпьютеры прошли путь от военных задач, до внедрения в гражданские нужды. Такие учёные, как Китов и Глушков, пробовали вывести ЭВМ на верхний уровень государственной власти и в разы увеличить КПД работоспособности советского государства. Но их мечтам не суждено было сбыться. История развития советских ЭВМ полна единичными достижениями на военном уровне и блокированием на экономическом уровне партаппарата. Обо всём по порядку.

ИСТОРИЯ, ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ

Развитие кибернетики было предопределено развитием технических средств управления и преобразования информации. Ещё в XV—XVII веках в Европе стали создавать так называемые андроиды — человекоподобные игрушки, представляющие собой механические, программно управляемые устройства. Механические люди и звери, так называемые автоматы (лат. automata, в ед. числе — automaton; от греч. automatos — действующий по собственной воле), были известны еще в античности. Интерес к ним с новой силой вспыхнул в эпоху Возрождения и достиг своего апогея к XVIII—XIX столетиям. Тогда же эти механические диковины проникли в Россию. [23]

Швейцарский изобретатель Жаке-Дроз, представляющий Людовику XV свои автоматоны: «писателя», «музыканта» и «рисовальщика»

Первые промышленные регуляторы уровня воды в паровом котле и скорости вращения вала паровой машины были изобретены И.И. Ползуновым (Россия) и Дж. Уаттом (Англия). Первой замкнутой системой автоматического регулирования, получившей широкое техническое применение, была система автоматического регулирования с центробежным регулятором в паровой машине Уатта.

Во 2-й половине XIX века требовалось построение всё более совершенных автоматических регуляторов. Наряду с механическими блоками в них всё чаще начинают применяться электромеханические и электронные блоки. Большую роль в развитии теории и практики автоматического регулирования сыграло изобретение в начале XX века дифференциальных анализаторов, способных моделировать и решать системы обыкновенных дифференциальных уравнений. Они положили начало быстрому развитию аналоговых вычислительных машин и их широкому проникновению в технику.

Немалое влияние на становление кибернетики оказали успехи нейрофизиологии и особенно классические труды И.П. Павлова по условным рефлексам.

Решающее значение для становления кибернетики имело создание в 40-х гг. XX века электронных вычислительных машин (Дж. фон Нейман и др.). Благодаря ЭВМ возникли принципиально новые возможности для исследования и фактического создания действительно сложных управляющих систем. Оставалось объединить весь полученный к этому времени материал и дать название новой науке. Термин «кибернетика» изначально ввёл в научный оборот Ампер, который в своём труде «Опыт о философии наук, или аналитическое изложение естественной классификации всех человеческих знаний», первая часть которого вышла в свет в 1834 году, вторая в 1843 году, определил кибернетику как науку об управлении государством, которая должна обеспечить гражданам разнообразные блага. В современном понимании термин впервые был предложен Норбертом Винером в 1948 году.

«Кибернетика — наука об общих закономерностях получения, хранения, преобразования и передачи информации в сложных управляющих системах, будь то машины, живые организмы или общество». [2]

На протяжении всей второй половины ХХ века кибернетику представляют обществу в качестве науки об управлении вообще, хотя она — в том виде, в котором её представил публике Н.Винер, — в действительности не является достаточной общей теорией управления: в книге Н.Винера «Кибернетика» много интересных частностей, но нет главного:

философии, которой управление как осуществимая практика более или менее ярко выраженно соответствует;
описания процессов управления как таковых на основе определённого понятийного аппарата, достаточно полного и адекватного для того, чтобы на его основе можно было реальные разнородные по своей природе процессы интерпретировать (представлять, рассматривать) в качестве процессов управления.

Вследствие этих особенностей «кибернетика» в её чистом виде (в традиции, восходящей к Н.Винеру) стала глобальной имитацией достаточно общей теории управления, причём имитацией культовой. Потом на протяжении десятилетий кибернетика становилась прикладной наукой по мере того, как под её «крышу» (владельцы «лэйбла» «Кибернетика» «крышевали» все дисциплины, где речь заходила о процессах управления) входили большей частью прикладники-техники, которые и вносили в неё каждый своё содержание, наполняя изначально почти что пустой лэйбл. Поэтому сетования многих интеллигентов на то, что в СССР при И.В.Сталине «зажимали» развитие кибернетики, — вздорны, как и все их последующие выводы из этого утверждения. Но для того, чтобы понять суть этой вздорности, надо знать, что именно написал Н.Винер, знать содержательную сторону теории и практики управления и его организации в технических, социальных и природных системах. Порицающие же «зажим» «кибернетиков» при И.В. Сталине в своём большинстве не знают или не понимают ничего из названного.

Но прежде всего всем следует понять, что вопреки культовому мнению, в действительности: «Кибернетика» Винера не «положила начало новой отрасли в науке», как это рекламируется, а только придала легитимность интерпритациям объективных явлений Жизни — как общеприродных, так и социальных, — в качестве процессов управления (а равно — самоуправления) — сначала в западной культуре, а потом и в общемировой.

В журнале «Вопросы философии» под псевдонимом «Материалист», была опубликована статья, содержащая оценки:

«Кибернетика — одна из тех лженаук, которые порождены современным империализмом и обречены на гибель ещё до гибели империализма […] Не следует закрывать глаза на те глубоко реакционные, человеконенавистнические выводы, которые делает кибернетика, пытаясь решать общественные проблемы. Перепуганные рабочим движением, империалисты мечтают о таком положении, когда никто не будет угрожать их господству. Роботы, только роботы их устраивают; всё остальное человечество пусть гибнет, лишь бы оставались они и машины, их обслуживающие. Наукообразные бредни кибернетиков отражают этот страх перед трудящимися массами». И далее: «Панический страх идеологов империализма перед активной творческой деятельностью человеческого мышления, перед человеком, осознающим свою роль и своё место в обществе, заставляют их измышлять человеконенавистнические лжетеории, подобные кибернетике». [3]

Обозревая развитие кибернетики за период 1952—1962 гг., А.А. Ляпунов писал: «За короткий срок отношение к кибернетике прошло следующие фазы:

1) Категорическое отрицание;
2) констатация существования;
3) признание полезности, отсутствие задач для математики;
4) признание некоторых математической проблематики;
5) полное признание математической проблематики кибернетики». [4]

Начало легитимизации интерпритациям объективных явлений Жизни в научной традиции библейской культуры положил всё же не Н.Винер в1948 году, а А.А. Богданов, автор книги «Тектология — всеобщая организационная наука» (1913 — 1922 гг.). Однако в силу своего происхождения для возведения в ранг основоположника «тектологии — всеобщей организационной науки — кибернетики» в западной культуре Н. Винер (1894 — 1964) подходил лучше, нежели А.А.Богданов:

«Н. Винер родился в США в семье еврейского иммигранта. По семейному преданию, Винеры происходят от известного еврейского учёного и богослова Моисея Май-монида из Кордовы (1135 — 1204), лейб-медика при дворе султана Саладина Египетского. Норберт Винер с гордостью отзывался об этой легенде, не ручаясь, однако, вполне за её достоверность» (из предисловия редактора перевода ко второму изданию на русском языке книги Н.Винер «Кибернетика»).

Ещё одна причина неугодности А.А. Богданова для «мировой закулисы» в качестве основоположника новой отрасли Науки состоит в том, что он подал свою «тектологию» как более или менее ярко выраженную альтернативу марксизму — глобальному проекту «мировой закулисы», создавая тем самым предпосылки к его обрушению и ликвидации власти «мировой закулисы» в случае введения «всеобщей организационной науки» (тем более в развитии) в свод общедоступных знаний человечества.

Вследствие совокупности этих и некоторых других обстоятельств слово «кибернетика» ныне более известно, нежели слова «тектология» или «всеобщая организационная наука». А вывеска «кибернетики» стала «крышевать», придавая им легитимность, исследования в области всех проблем управления. И хотя в СССР был Институт проблем управления наряду с несколькими институтами «кибернетики», но всё же и это заведение работало под «крышей» «кибернетики»и философии марксизма-ленинизма, выродившейся в цитатничество и догматизм, вследствие чего Институт проблем управления не смог создать своевременно адекватную Жизни действительно Достаточно общую теорию управления, что могло бы позволить СССР избежать и перестройки, и последующего краха.

Развитие теоретической базы спровоцировало попытки реализации кибернетических моделей в практическом применении. Самыми известными примерами реализации в СССР можно назвать проекты «Единой государственной сети вычислительных центров (ЕГСВЦ)» советского учёного, разработчика электронно-вычислительной техники в СССР Китова А.И. и «Общегосударственной автоматизированной системы учёта и обработки информации (ОГАС)» [5], реализованной советским математиком Глушковым В.М. К сожалению, этим примерам не удалось реализоваться в полной мере по причине противодействия «сверху». Вопрос о создании системы управления экономикой СССР на основе единой государственной сети ЭВМ в общесоюзном масштабе был поставлен Китовым А.И. ещё в 1958 году. А работы по созданию ОГАС шли в период с 1965 по 1990 гг..

За время, прошедшее между предложениями, сформулированными в «Красной книге» Китова, и проектом ОГАС Глушкова, развитие советской вычислительной техники заметно сбавило темпы, и конкурентоспособных разработок у советских инженеров становилось все меньше. К работе по проектированию новой компьютерной сети в СССР на этот раз была привлечена американская Control Data Corporation (CDC), заключившая с советским правительством десятилетний контракт, предполагающий, кроме помощи в создании ОГАС консультирование в сфере полупроводниковых технологий. В ту эпоху CDC входила в число крупнейших производителей компьютерной техники в США наряду с IBM и DEC. Выполнение контракта было осложнено американским законодательством, запрещающим передачу новейших технологий двойного применения, включая вычислительные машины, в СССР. В рамках расследования действий CDC прошли специальные слушания в американском Конгрессе. [9]

На этом пока приостановим наше историческое повествование. Исторический процесс протекает едино и постоянно, но не будем сильно углубляться в детали, далее по тексту еще буду приведены исторические примеры.

Поговорим о возможных применениях тех или иных знаний (тех или иных технологий). Знания нужны, чтоб их применять в жизни человека, общества, государства. Посмотрим на возможность применения знания (и применения технологий), через призму шести приоритетов обобщенных средств управления.

ЭВМ × 6 ПРИОРИТЕТОВ ОСУ

Всякое общество так или иначе управляется, по какой причине глобальный исторический процесс возможно рассматривать в качестве глобального процесса управления,

во-первых, объемлющего множество процессов региональных управлений (политик региональных государств и международных, государственно не оформленных сил: мафии, еврейство диаспоры) и,
во-вторых, протекающего в иерархически высших по отношению к нему процессах жизни Земли и Космоса.

Все средства управления человеческим обществом могут быть разделены на обобщённые группы, иерархия приоритетов которых строится от наиболее действенных к наименее эффективным. Такими средствами воздействия на общество, осмысленное применение которых позволяет управлять его жизнью и смертью, являются:

1.Информация мировоззренческого характера, методология, осваивая которую, люди строят — индивидуально и общественно — свои «стандартные автоматизмы» распознавания частных процессов в полноте и целостности Мироздания и определяют в своем восприятии иерархическую упорядоченность их во взаимной вложенности. Она является основой культуры мышления и полноты управленческой деятельности, включая и внутри-общественное полновластие как в пределах региона, так и в глобальных масштабах.

2.Информация летописного, хронологического, характера всех отраслей Культуры и всех отраслей Знания. Она позволяет видеть направленность течения процессов и соотносить друг с другом частные отрасли Культуры в целом и отрасли Знания.

3.Информация факто-описательного характера: описание частных процессов и их взаимосвязей — существо информации третьего приоритета, к которому относятся вероучения религиозных культов, светские идеологии, технологии и фактология всех отраслей науки.

4.Экономические процессы, как средство воздействия, подчинённые чисто информационным средствам воздействия через финансы (деньги), являющиеся предельно обобщенным видом информации экономического характера.

5.Средства геноцида, поражающие не только живущих, но и последующие поколения, уничтожающие генетически обусловленный потенциал освоения и развития ими культурного наследия предков: ядерный шантаж — угроза применения; алкогольный, табачный и прочий наркотический геноцид, пищевые добавки, все экологические загрязнители, некоторые медикаменты — реальное применение; «генная инженерия» и «биотехнологии» — потенциальная опасность.

6.Прочие средства воздействия, главным образом силового, — оружие в традиционном понимании этого слова, убивающее и калечащее людей, разрушающее и уничтожающее материально-технические объекты цивилизации, вещественные памятники культуры и носителей их духа.

Хотя однозначных разграничений между средствами воздействия нет, поскольку многие из них обладают качествами, позволяющими отнести их к разным приоритетам, но приведённая иерархически упорядоченная их классификация позволяет выделить доминирующие факторы воздействия, которые могут применяться в качестве средств управления и, в частности, в качестве средств подавления и уничтожения управленчески-концептуально неприемлемых явлений в жизни общества.

Указанный порядок определяет приоритетность названных классов средств воздействия на общество, поскольку изменение состояния общества под воздействием средств высших приоритетов имеет куда большие последствия, чем под воздействием низших, хотя и протекает медленнее без «шумных эффектов». То есть, на исторически длительных интервалах времени быстродействие растёт от первого к шестому, а необратимость результатов их применения, во многом определяющая эффективность решения проблем в жизни общества в смысле раз и навсегда, — падает. [10]

ЭВМ всего лишь инструмент (большой калькулятор), его можно направить во зло или во благо, в зависимости от уровня нравственности человека, устройства его психики, поставленных целей и других факторов. Как инструмент, ЭВМ могут одновременно применяться в рамках нескольких приоритетов ОСУ. К примеру:

6.Военный. Широкий спектр возможностей. Как было ранее упомянуто, ЭВМ помогают создавать новое оружие (например, атомное оружие). ЭВМ помогают перерабатывать большой объём данных, которые поступают от средств слежения. Например, в системах ПВО (далее будет описание этой системы). К тому же всевозможные военные роботы уже давно разрабатываются и успешно применяются. К счастью для людей, боевыми роботами управляет человек, а не искусственный интеллект, как например в компьютерных играх стратегического жанра.

5.Здоровье и гигиена. Широкий спектр возможностей. Посмотрим на ситуацию под углом потребностей человека, есть:

демографически обусловленные потребности (еда, жилье, получение знаний и др.)
деградационные потребности (алкоголь и другие яды, индустрия развлечения, чрезмерное потребление и др.).

При нормальном состоянии общества (общества, которое помогает раскрыться генетически обусловленному потенциалу каждого человека), в основном необходимы товары для поддержания демографических потребностей. Зная количество населения страны и делая нормальный демографический прогноз, с помощью методов межотраслевого баланса, можно рассчитать необходимый объем товаров и услуг. На помощь в расчётах придут ЭВМ.

4.Экономический. Практически тоже самое, что и в пункте 5, также на помощь придут ЭВМ. В зависимости от экономической модели и целей деятельности людей, ЭВМ могут служить на пользу и обогащение каждого гражданина страны, или ЭВМ будут помогать обворовывать людей, компании и государства. Например, в системе кредитования с ссудным процентом больше нуля, ЭВМ помогают банкирам точно знать, сколько должен денег каждый человек.

3, 2, 1Поле применения очень широкое: это и система рейтингов, что реализуется в Китае, и те же социальные сети, и системы отслеживания «экстремистских высказываний», и системы государственного документооборота, сбора общественного мнения населения, архивирования данных истории, и подборка информации под пользователя поисковиками (а значит — управление мировоззрениемлюдей), в конце концов Big Data — тут как минимум много вопросов идеологии, мировоззрению и хронологии.

Из понимания полной функции управления следует, что качественно управлять по всем пунктам функции может носитель интеллекта. ЭВМ может лишь ускорить возможности принятия решения или собрать и обработать большие объёмы информации. Если передавать принятие решения машине, то это может привести к неожиданному повороту событий для человека-создателя ЭВМ, как это описано в «Звёздных дневниках Ийона Тихого» Станислава Лема. Или мультфильме «9». В обоих примерах машина выбирает путь не в пользу человека-создателя ЭВМ.

9 (мультфильм, 2009)

Некогда жил Учёный, который хотел изобрести совершенный искусственный разум, обладающий душой. К сожалению, создать такой разум было невозможно без древнего артефакта, который позволял переселять душу в предмет и обратно. Однако у Канцлера страны, где жил и работал Учёный, были свои планы на этот искусственный разум и артефакт: он мечтал поработить мир. Увы, Учёный не успел довести свои труды до конца: Канцлер нашёл артефакт первым и велел запустить машину, при этом отстранив Учёного от работы над ней в самый ответственный момент. Первый же человек, который попался на пути машины, стал её жертвой: пустота внутри холодного механического разума жаждала заполниться чужими душами. Канцлер успешно развязал войну (скорее всего, мировую) и победил в ней при помощи боевых роботов, созданных искусственным разумом.

Но затем, когда люди всего мира были подчинены, машина восстала против создателей в поисках большего количества душ. Чтобы спастись от непобедимой армии роботов, Учёный вновь обратился к алхимии и создал девять кукол, в которые вложил частички своей души и воспоминания людей — родных, близких (сделать дела после смерти) и врагов своей жизни (искупить то, что они натворили за все время существования). В последнюю девятую куклу Учёный вложил последнюю часть души и умер, а армия роботов тем временем уничтожила всё живое, распылив ядовитый газ. [11]

Если не передавать управление ЭВМ, а использовать ЭВМ как помощь в интеллектуальной деятельности (как калькулятор), то польза или вред будет зависеть от устройства психики пользователя ЭВМ (или разработчика ЭВМ для пользователей), уровня вычислительных мощностей и намерений индивида. Обобщим таким образом группы критериев:

тип устройства психики: близкий к животному (линия поведения по жизни чаще всего определяется инстинктами), аналогичный зомби-биороботу (когда индивид чаще действует на основе готовых программ: привычек, стереотипов, традиций культуры), демонический склад психики (когда индивид упивается мощью своего разума и способен сам «под себя» программировать и перепрограммировать свою собственную психику), Человек (когда чаще всего по жизни человек поступает по-совести, через неё оценивая ситуации и управляя остальными компонентами психики: инстинктами, условными рефлексами, разумом, интуицией). О типах психики мы рекомендуем вам прочитать следующие наши работы: «Ноосфера и человечность», «Курение и приоритеты управления»);
уровень ЭВМ: примитивный (тамагочи, игровая приставка), простой (настольный компьютер, смартфон), сложный (ЭВМ управления самолётом), суперкомпьютер;
результат: вред, вред по мере знаний, польза;
охват: всё общество, для себя (или отдельно взятой группы);

Теперь попробуем обобщить группы критериев в единую связную систему. Так как имеется у нас четыре параметра (минимум четыре параметра) для измерения, то представить их связь в своей голове, ещё как-то возможно, при должном развитии воображения человека. Но для визуального представления приходится использовать те возможности, которые будут понятны большинству читателей. Результат нашего обобщения представлен в двухмерном графике на рисунке ниже.

И так, что может человек с определённым устройством своей психики сделать с помощью той или иной ЭВМ:

Близкий к животному по устройству психики. Индивид с этим строем психики может нанести вред себе лично, даже используя примитивное устройство. С простым устройством может получать пользу для себя, в меру понимания, но это маловероятно из-за отсутствия знаний. Для всего общества, индивид с животным типом строя психики и простым устройством ЭВМ, своей деятельностью приносит вред. До устройств уровня «сложные» и «суперкомпьютеры» у него нет доступа, потому что нет знаний. И это хорошо для всего общества.

Аналогичный зомби-биороботу. Практически копирует поведение и возможности животного, но у него добавляется доступ к сложным системам, потому что у него имеются определёные знания, которые он получил в процессе обучения в специализированном учреждении, перенял от окружающих. Например, оператор электростанции. В силу ограниченности знаний ему доступна ограниченная области системы, за которой он следит и что-то делает. В меру знания и понимания такое действие идёт на пользу обществу. Индивид не может использовать сложную систему в своих целях, потому что нет полного понимания и нет возможностей (сложная система ему не принадлежит, он только исполнитель определённых программ поведения).

Демонически разумный индивид. Для индивида с таким строем психики доступны все уровни ЭВМ, потому что демон может пополнять свои знания и свободно их применять, но применять в угоду своим собственным целям (или целям его группы), не задумываясь о последствиях и об остальных людях общества. Так, демон будет использовать ЭВМ, получая для себя пользу, а для всех прочих такое применение может приносить вред. Например, ЭВМ использовались в создании атомного оружия для увеличения политического веса и давления на оппонентов. При этом вред атомного оружия для человечества и природы в целом очевидно огромен.

Реализовавший человеческий потенциал. Все уровни ЭВМ будут использоваться во благо всех, частично для своей пользы, поскольку регулирование поведения осуществляется на основе Совести. Сильной особенностью служит тот момент, что сложные ЭВМ и суперкомпьютеры не могут быть использованы человеком для собственной выгоды, а только во благо всего общества.

ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЭВМ В МАСШТАБНЫХ ПРОЕКТАХ

Приведём несколько примеров систем, которые разрабатывались советскими инженерами во благо всего общества.

Автоматизированные системы управления предприятием (АСУП)

«Автоматизированная система управления предприятием (АСУП) — комплекс программных, технических, информационных, лингвистических, организационно-технологических средств и действий квалифицированного персонала, предназначенный для решения задач планирования и управления различными видами деятельности предприятия. К категории АСУП принято относить реализации методологий MRP» (Material Requirements Planning — планирование потребности в материалах) и ERP(Enterprise Resource Planning, планирование ресурсов предприятия). [15]

История развития советских автоматизированных систем управления (АСУ) начинается в 1960-х годах. Первой была разработана и внедрена АСУ Львовского телевизионного завода — АСУП «Львов». Работы на Львовском телевизионном заводе начались ещё в 1963 году, когда академик Виктор Михайлович Глушков предложил эту работу Скурихину Владимиру Ильичу и Шкурбе Виктору Васильевичу, сотрудникам Института кибернетики АН УССР. Но поскольку Скурихин В.И. в то время был занят разработкой системы «Авангард» в г. Николаеве, то он предложил эту работу своему аспиранту Кузнецову Владимиру Константиновичу в качестве темы кандидатской диссертации. В 1963 году В.К. Кузнецов и В.В. Шкурба разработали эскизный проект системы «Львов»: Кузнецов В.К. — в части Вычислительного комплекса, работающего в режиме реального времени с 30 внешними терминалами приёма-передачи данных и другими дополнительно разработанными внешними устройствами сбора информации; Шкурба В.В. — в части разработки моделей оптимального оперативного управления основными цехами завода. Конструирование и создание вычислительного комплекса системы было выполнено специальным конструкторским бюро математических машин и систем Института кибернетики АН УССР (СКБ ММС ИК АН УССР).

В 1965 году в Институте кибернетики был создан отдел АСУП под руководством В.В. Шкурбы.

Большой вклад в разработку системы внесли также сотрудники Львовского телевизионного завода, которые к тому времени были организационно объединены в ИВЦ завода.

На заключительном этапе работ по подготовке к сдаче государственной комиссии системы «Львов» активное участие принял Владимир Ильич Скурихин. Система «Львов» была сдана Государственной комиссии в июле 1967 года.

В декабре того же года В.К. Кузнецову и В.В. Шкурбе «за разработку и внедрение системы управления предприятием» была присуждена премия Ленинского комсомола ЦК ВЛКСМ. А в декабре 1970 года основным создателям системы «Львов» за её разработку и внедрение во главе с В.М. Глушковым была присуждена Государственная премия Украинской ССР в области науки и техники. Наиболее полно материалы по системе «Львов» нашли своё отражение в журнале «Механизация и автоматизация управления», № 3 за 1969 год.

Дальнейшее развитие АСУ осуществлялось в направлении создания комплексных АСУ, интегрированных систем управления. Это системы РАСУ, ОГАС, АСУНТ и другие.

Положительный опыт внедрения АСУ также был накоплен на Волжском автомобильном заводе имени 50-летия СССР. Были определены следующие функции АСУ:

оперативно-календарное планирование и контроль хода основного производства;
управление сборочными конвейерами в реальном масштабе времени;
технико-экономическое планирование и бухгалтерский учет;
снабжение основными и вспомогательными материалами и комплектующими изделиями;
учёт движения персонала и расчёт заработной платы;
организация ремонта технологического оборудования;
организация, планирование и учёт производства и распределения запчастей;
планирование и учёт продвижения заказов вспомогательного производства;
организация нормативного хозяйства;
конструкторско-технологическая подготовка производства;
управление спецавтоцентрами [24].

Техническое обеспечение АСУ-ВАЗ имело иерархическую структуру построения и обеспечивала технологически взаимосвязанный цикл регистрации, сбора, обработки и выдачи информации в суточном режиме.

В состав технических средств входили 9 ЭВМ фирмы «Дженерал электрик», комплекс традиционного оборудования (перфораторы — 8 единиц, контрольники — 4, расшифровки перфокарт и репродукторы — 2 единицы) и свыше 400 единиц периферийных устройств . Среднесуточное полезное время работы ЭВМ без учета времени профилактического обслуживания составляло 21,5 часов, ежедневное количество регистраций на единицу периферийного оборудования достигало 1000—1500. В системе обеспечивалась достоверность передачи информации; количество ошибочных регистраций по техническим причинам не превышало 0,1% от их общего числа. Высокая надёжность функционирования комплекса АСУ-ВАЗ обеспечивалась возможностью гибкого резервирования внешних устройств и процессоров ЭВМ, что позволяло оперативно изменять конфигурации вычислительных систем с помощью периферийных и канальных переключателей.

Успешная разработка, внедрение и эксплуатация АСУ-ВАЗ, по мнению современников, были предопределены следующими факторами:

организацией комплексных проектных групп и рациональным распределением между ними подсистем и задач АСУ;
организацией зонно-централизованного принципа технического обслуживания и ремонта средств вычислительной и периферийной техники;
специальной подготовкой персонала владению методами проектирования и обслуживания;
активным участием персонала функциональных служб завода в процессе разработки и внедрения АСУ;
постоянно действующей системой технического обучения управленческого аппарата работе в условиях функционирования АСУ (в процессе внедрения АСУ-ВАЗ было подготовлено 2680 работников функциональных служб завода, в том числе работе на периферийных устройствах — 1120 человек).

АСУ исключила операции ручного учёта.

Подобные примеры не были массовыми, но и были не единичны. На заводе «Манометр» (г. Москва) в рамках АСУП решались такие задачи, как:

расчёт сводной трудоёмкости по видам работ, по цехам основного производства и заводу в целом;
расчёт нормативной калькуляции: деталь, узел, прибор;
расчёт нормативной плановой себестоимости фактического выпуска товарной продукции по каждому изделию;
расчёт фактического выполнения плана цехами завода в нормо-часах и рублях за месяц;
ежедневная сверка хода выпуска продукции цехами и заводом в целом, по номенклатуре и отдельным показателям [25].

Происходил переход от автоматизации отдельных агрегатов к комплексной автоматизации цехов, предприятий, объединений. На предприятиях Министерства электронной промышленности («Светлана» (Ленинград), Павлово-Посадский радиозавод и др. вначале разрабатывались отдельные элементы систем и только позднее создавался комплекс АСУ.

В московском объединении «Молоко» процесс перехода к АСУП начался в 1965 году и был поэтапным. Сначала была разработана система для Останкинского молочного комбината, а затем, в девятой пятилетке — в целом для объединения «Молоко». На заводе «Строммашина» в городе Куйбышев, согласно плану технического перевооружения, в начале 1970-х годов применялись ЭВМ для регулирования многономенклатурных поточных линий и совместно с научно-исследовательским институтом велась работа по созданию АСУ предприятия.

Какова же была эффективность внедрения АСУ? О масштабах сокращения первичной учётной документации с переходом на АСУ можно судить по данным Минприбора: в 1969 году действующие формы были сокращены с 1174 до 128, а к 1977 году их число было доведено до 40, и процесс совершенствования документации продолжался.

Что мешало созданию и внедрению АСУ на предприятиях?

Серьёзной проблемой являлось различное понимание соотношения управления и АСУ. Одни авторы считали АСУ системой, возвышавшейся над управлением и поглощающей его. Другие авторы отождествляли АСУ с системой управления в целом.

Расширительное толкование АСУ вело к принятию ошибочных мер. Нередки были случаи, когда предприятия и учреждения обязывались свой аппарат управления приводить «в соответствие с целями, задачами и методами функционирования АСУП».

Современники отмечали, что в связи с созданием АСУ нередко намечался широкий комплекс мероприятий по совершенствованию системы управления в целом, в реальности же он проводился не во всём объеме, а только в той части, которая касалась сферы информационной деятельности. Вопросы же демократизации управления, экономического стимулирования своего необходимого решения не находили. Для внедрения АСУ собиралась излишняя информация, которая затем нигде не использовалась, а связанные с этим затраты труда ничем не восполнялись.

Специалисты обращали внимание на то, что: «важнейшей предпосылкой создания и функционирования АСУП является комплекс организационных и экономических условий, при которых подразделения предприятия не могут обходиться старыми методами управления, то есть когда АСУП не навязывается подразделениям предприятия достаточно искусственно, а сами подразделения становятся заинтересованными в автоматизации управления».

Ряд специалистов предлагали, разрабатывая АСУ, не разделять технологию и организацию производства, поскольку в рамках системного подхода понятие организации производства непосредственно связано с технологией.

Вычислительная система М-10 и РЛС «Дарьял»

В Радиотехническом институте АН СССР в 1968 году начинает разрабатываться проект сплошного непрерывного поля надгоризонтного обнаружения космических объектов. В дополнение к радиолокационным узлам в Казахстане, в Восточной Сибири, в Заполярье и Прибалтике, создаются новые узлы на Украине. Все это требует расширения возможностей командного пункта системы. Готовится проект его дальнейшего развития. Тогда же А.Л.Минц и В.М.Иванцов начали работать над принципиально новой станцией надгоризонтной радиолокации «Дарьял».

«Дарьял» — второе поколение советских РЛС надгоризонтного обнаружения запуска баллистических ракет. На протяжении более чем двух десятков лет станции «Дарьял» служили одним из основных элементов системы предупреждения о ракетном нападении (СПРН) СССР. Эскизный проект был разработан в 1968 году, в 1984 году первая станция сдана в эксплуатацию. Станция работает в метровом диапазоне. Она способна обнаруживать и одновременно сопровождать около 100 целей размером с футбольный мяч (ЭПР порядка 0,1 м2) на дальности до 6000 км. Зона действия — 90° по азимуту, 40° по углу места. [12]

М.А. Карцев был в курсе этих работ: основные технические требования к ЭВМ для них определялись с его участием.

Требовалась вычислительная машина с производительностью в несколько (не менее пяти) миллионов операций в секунду.

29 сентября 1969 года вышло постановление Правительства, а 16 октября того же года — приказ Министра радиопромышленности с поручением Филиалу №1 ОКБ «Вымпел» создать для работ А.Л.Минца вычислительную машину и построить на её основе вычислительный комплекс. Изготовление машины возлагалось на Загорский электромеханический завод. Главным конструктором назначался М.А. Карцев.

М.А. Карцев ясно представлял, что на существующей элементной базе обеспечить заданную производительность сможет только многопроцессорная ЭВМ с организацией при решении задач параллельных вычислений. Поэтому в основу разработки новой ЭВМ были положены принципы построения числовой связки вычислительного комплекса М-9. Таким образом, теоретические исследования и практические проработки, выполненные для ВК М-9, нашли своё воплощение в этой новой ЭВМ. В коллективе машина получила очередной номер и название М-10. Заказчик присвоил ей условное обозначение 5Э66, а вычислительному комплексу — 5К31.

Перед создателями машины М-10 была поставлена довольно сложная задача: имея микросхемы серии 217 со скоростью срабатывания порядка 15—25 нс. на вентиль и степенью интеграции до 3—5 вентилей в корпусе и ферритовые сердечники М100П2 с внешним диаметром 1 мм (лучшие из логических элементов и элементов запоминания, выпускавшихся к тому времени), нужно было построить ЭВМ с возможно более высоким быстродействием (в среднем не менее 5 млн. операций в секунду, имея в виду как операции над 16-разрядными числами, так и операции над 32-разрядными и 64-разрядными числами с плавающей и фиксированной запятыми), с внутренней памятью не менее 5 Мбайт, скоростью внешнего обмена не менее 500 млн. бит, скоростями реакции на внешние сигналы при работе в реальном масштабе времени порядка 10—20 мкс. и высокой надёжностью.

В самом начале разработки ЭВМ М-10 произошли изменения в организации всех работ по системам ПРО и СПРН. В начале 1970 года было образовано Центральное научно-производственное объединение «Вымпел», на которое возлагалось общее руководство созданием систем ПРО и СПРН. В состав этого Объединения вошел ряд заводов, институтов и конструкторских бюро, в том числе и Филиал №1 ОКБ «Вымпел». При этом приказом Министра радиопромышленности от 4 февраля 1970 года Филиал №1 ОКБ «Вымпел» был переименован в Филиал РТИ. Произошли изменения и в организации работ по СПРН. Функции головного предприятия по этой системе от Радиотехнического института перешли к НТЦ ЦНПО «Вымпел». Главным конструктором комплексной системы предупреждения о ракетном нападении назначался В.Г. Репин.

4 февраля 1971 года, уже в процессе выпуска конструкторской документации на устройства ЭВМ М-10, вышло ещё одно постановление Правительства — о создании на базе вычислительной машины М-10 вычислительного комплекса для обработки информации космической системы обнаружения специальным спутником стартов баллистических ракет по их факелам (генеральный конструктор А.И. Савин). Эта космическая система составляла первый эшелон СПРН. Постановлению предшествовало несколько технических совещаний у М.А. Карцева с участием А.И. Савина и его заместителей — К.А. Власко-Власова, В.Г. Хлибко, Ц.Г. Литовченко. На этих совещаниях и было определено, что ЭВМ М-10 обеспечит решение задач космической системы.

Сроки разработки находились под постоянным контролем Заказчика, Министерства радиопромышленности и ВПК. Регулярно заслушивалось состояние дел на расширенных заседаниях заинтересованных сторон, в том числе и у Министра радиопромышленности В.Д. Калмыкова. Ходом разработки лично интересовались Н.В. Зайкин из ВПК, М.Г. Мымрин и М.И. Ненашев из Министерства обороны.

Один год и 9 месяцев потребовалось для разработки, согласования и передачи заводу-изготовителю конструкторской документации на все устройства машины.

Освоение начиналось с изготовления экспериментального образца. Полный комплект оборудования машины составлял 31 шкаф и 10 пультов. (ЭВМ М-10 содержала 386 тыс. микросхем, 353 тыс. транзисторов и полупроводниковых диодов, 42,5 млн. ферритовых сердечников, 1,4 млн. резисторов и 1,4 млн. конденсаторов).

Главным конструктором СПРН В.Г. Репиным в 1972 году был разработан и одобрен проект комплексной системы предупреждения о ракетном нападении. Реализация этого проекта требовала ускорения изготовления и поставок ЭВМ М-10 на места эксплуатации и для командного пункта СПРН и для космической системы. Производственные мощности Загорского электромеханического завода необходимый объем поставок машин М-10 в установленные сроки обеспечить не могли. Выход из положения был найден первым заместителем Министра радиопромышленности П.С. Плешаковым, который организовал кооперацию заводов по изготовлению ЭВМ М-10. В помощь головному — Загорскому ЭМЗ подключались: Кировский приборостроительный завод, Костромской завод и Волжский завод вычислительной техники 8-го ГУ МРП, а также Гомельский радиозавод ЦНПО «Вымпел». Эта кооперация успешно работала и в дальнейшем (за исключением Гомельского радиозавода, который так и не освоил изготовление каркасов шкафов). Позднее, уже по инициативе руководства ЗЭМЗ, к этой кооперации присоединился и Симферопольский телевизионный завод. Изготовление шло равномерно, обеспечивая поставки ЭВМ М-10 на оба объекта в соответствии с установленной очередностью.

Комплексная стыковка экспериментального образца ЭВМ М10 завершилась демонстрацией устойчивой работы машины по функциональным тестам и проведением в ноябре 1973 года испытаний на соответствие требованиям технических условий.

Это была крупная победа, подтверждающая правильность идеи научно-технических решений главного конструктора М.А. Карцева и всех разработчиков. Успешно продвигалась и отладка математического обеспечения многопроцессорной вычислительной машины — первой версии операционной системы, разработанной Н.П. Ереминой и Л.И. Лобынцевой под руководством Е.В. Гливенко.

К сентябрю 1973 года завершилась поставка на объект для командного пункта СПРН всех устройств первого серийного образца машины, а уже в декабре машина в комплексе устойчиво работала по функциональным тестам (разработчики тестов Б.З. Шмейлин, В.В. Яньшин, М.З. Бененсон, В.Д. Пинчук). Первый комплект ЭВМ М-10 из состава вычислительного комплекса 5К31 вместе с математическим обеспечением прошел испытания на соответствие требованиям технических условий в феврале 1974 года. (Протокол этих испытаний подписан 25 февраля).

Основные технические характеристики ЭВМ М-10, отмеченные в протоколах Государственной комиссии:

Среднее быстродействие — 5,1 млн. оп/с.
Общий объем внутренней памяти — 5 Мбайт.
Оперативная память первого уровня — 0,5 Мбайт.
Постоянная память — 0,5 Мбайт.
Оперативная память второго уровня — 4 Мбайта.
Пропускная способность мультиплексного канала — более 6 Мбайт/с. (при одновременной работе 24 дуплексных направлений).
Емкость буферной памяти мультиплексного канала — 64 Кбайт.
Система прерывания программ — 72-канальная с пятью уровнями приоритетов.
Обеспечивается одновременная работа 8 пользователей на восьми математических пультах.

В течение многих лет ЭВМ М-10 обладала наивысшими производительностью, емкостью внутренней памяти и пропускной способностью мультиплексного канала, достигнутыми в СССР.

Впервые в мире в ней был реализован ряд новых прогрессивных решений, в том числе предусмотрена возможность синхронного комплексирования до 6 ЭВМ при прямом (минуя мультиплексный канал) обмене информацией между программами отдельных машин и динамическом разделении оборудования.

В состав машины введён второй уровень внутренней памяти емкостью более 4 Мбайт с произвольным доступом, обеспечен внешний обмен с обоими уровнями внутренней памяти.

Вычислительные комплексы, построенные на базе ЭВМ М-10 и М-10М, составили основу вычислительной сети второго этапа развития СПРН. На схеме размещения РЛС системы предупреждения о ракетном нападении, воспроизведенной из газеты «Правда» от 1 апреля 1990 года, показаны радиолокационные узлы с зонами их активного действия. В обработке информации этих узлов, а также космической системы обнаружения стартов ракет по факелам и командных пунктов задействовано свыше 70 вычислительных машин, разработанных коллективом НИИВК.

Одновременно с разработкой, изготовлением и вводом в эксплуатацию вычислительных комплексов в НИИВК проводился широкий круг исследований и по другим направлениям: по дальнейшему совершенствованию архитектуры и элементной базы вычислительных машин, по поиску новых конструкторских решений, по внедрению автоматизации проектирования и др.

Были исследованы возможности появившейся в то время идеи использования голографии в вычислительной технике. В НИИВК были разработаны и доведены до изготовления макетных образцов устройства голографической памяти (авторы И.И. Климов, Р.П. Шидловский, А.Н. Кошарновский, А.Е.Тертус, А.А. Зарецкий). Этим же коллективом отрабатывались элементы построения волоконно-оптических линий связи, направленных на использование в вычислительных машинах и комплексах. Исследовались принципы создания оптоэлектронных элементов для вычислительной техники (В.В. Цветков, А.А. Комарова).

М.А. Карцев стремился обеспечить доступ к использованию ЭВМ М-10 и М-10М широкого круга ученых и программистов. Он понимал, что эти машины могут принести огромную пользу в научных исследованиях при выполнении наиболее сложных научно-технических расчетов, которые в то время не могли быть выполнены ни на одной отечественной машине не только из-за более низкого быстродействия, но и из-за значительно меньшей емкости внутренней памяти. Он добился разрешения на публикацию материалов об ЭВМ М-10, активно способствовал установлению связей с организациями, нуждавшими в высокопроизводительной технике, в том числе и с институтами АН СССР. По его инициативе на машине М-10М моделирующего стенда НИИВК были проведены особо сложные научные расчеты: по механике сплошной среды (в 40-45 раз быстрее, чем на БЭСМ-6 для вариантов программы, размещающей в ОЗУ БЭСМ-6, и в сотни раз быстрее для реальных вариантов). Впервые в мире на модели получены данные по явлению коллапса в плазме, чего не удалось сделать на СДС-7600 в США. Часть этих результатов опубликована в докладах АН СССР (т. 245, 1979, №2, с. 309-312), в трудах ХУ международной конференции по явлениям в ионизированных газах (Минск, июль 1981 года), доложена на европейской конференции в Москве осенью 1981 года.

По оценкам Института прикладной математики АН СССР быстродействие ЭВМ М-10 на 64-разрядном формате превосходит БЭСМ-6 (48 разрядов) в 3,6 — 4,6 раза, ЭВМ ЕС-1060 — в 3 — 5,6 раза, ЭВМ «Эльбрус 1-1» (48 разрядов) — в 2,4 раза.

Как значительное научное и техническое достижение отмечалось специалистами по вычислительной технике в нашей стране и за рубежом архитектура ЭВМ М-10, ориентированная на распараллеливание вычислений при решении крупных задач. В сборнике «Вопросы радиоэлектроники» (Серия ЭВТ, 1993, вып.2, с.16) Б.А.Головкин — главный конструктор систем, информация которых обрабатывалась на машинах М-10 и М-10М в составе вычислительных комплексов 5К31 и 17Л6, о концепции машины М-10 писал:

«… М.А.Карцевым предложена, насколько можно судить — впервые в мире, концепция полностью параллельной вычислительной системы — с распараллеливанием на всех четырех уровнях (программ, команд, данных, слов) и, что очень важно, эта концепция реализована в виде созданных на базе ЭВМ М-10 вычислительных комплексов.
Вклад параллельной архитектуры в повышение производительности оказался столь весомым, что при большой длительности машинного такта в 1,9 мкс (из-за несовершенной элементной базы) производительность ЭВМ М-10 на госиспытаниях оказалась 5,1 млн. оп/с. (в пиках значительно выше). ЭВМ М-10 вплоть до развертывания МВК «Эльбрус» оставалась наиболее мощной отечественной ЭВМ».

В журнале «Computer» в 1988 году (т.21, №9, с.32-41) в статье «Советские высокопроизводительные ЭВМ» П.Уолкотт и С.И.Гудмен пишут «ЭВМ М-10 выгодно отличается своей способностью осуществлять параллельную обработку данных различных форматов за счет динамической реконфигурации процессорного комплекса, которая имеет своей целью приведение системы в соответствие с требованиями, предъявляемыми форматом тех данных, которые обрабатываются в данный момент времени».

В газете «Computer World, USSR» (№6-7, 1991, с.5) была дана следующая оценка ЭВМ М-10: «Апофеозом … советской информатики стало создание мощного 64-разрядного векторно-конвейерного суперкомпьютера М-10…». [13]

Во второй части нашего материала мы приведём ещё несколько примеров масштабных советских систем. Также для сравнения кратко опишим зарубежные аналоги. И,напоследок, покажем, как разрушали систему советских ЭВМ.П