Владимир Липаев - Очерки истории отечественной программной инженерии в 1940-е – 80-е годы

• измерение параметров движения цели – опасного космического аппарата агрессора по данным радиолокационных станций;

• прогнозирование движения космического аппарата – цели;

• расчет траектории наведения на цель космического аппарата перехватчика;

• определение параметров движения космического аппарата – перехватчика по данным радиолокатора;

• расчет параметров старта ракеты – перехватчика и программы расчетов первого витка движения цели;

• подготовка и выдача информации на стартовую позицию КА для перехвата цели;

• наведение космического аппарата – перехватчика на цель методом трех импульсной коррекции его траектории.

Необходимость разработки программ реального времени с высоким качеством функционирования, надежности, ресурсными ограничениями по занимаемой памяти, временам реакций по разным задачам для еще несуществующей машины в заданные сроки привело к необходимости выполнения ряда научных работ (Владимир Федорович Гребенкин):

• разработке специального программного комплекса решения задач реального времени: диспетчеризации и планирования функциональных задач, контроля, обмена и резервирования;

• разработке кросс-систем отладки, позволяющих отлаживать программы на универсальной ЭВМ М-50 в архитектуре и формате команд управляющей, специализированной ЭВМ БШВЦ и поставлять на объект внедрения инсталляционный комплект перфокарт;

• разработке методов оценки трудозатрат на программные работы и прогнозированию сроков и количества исполнителей на основе статистики по имеющимся аналогам.

Все это явилось основой развития программной инженерии как метода создания специальной программной продукции. Программное изделие для системы «ИС» представляло собой комплект перфокарт (толщиной 30 см) и комплект программной документации. Общий объем разработанного программного обеспечения составлял – 40 тыс. слов, среди которого:

• функциональное программное обеспечение по орбитальным расчетам и обработке радиолокационных измерений – 32 тыс. слов

• системные задачи, явившиеся прообразом операционной системы реального времени: счет времени, организация запуска задач по запланированному времени, контроль вычислений с восстановлением при сбоях, диспетчеризация задач, сохранение и восстановление результатов вычислений, организация резервирования по информации и вычислительным машинам – 5 тыс. слов;

• средства отладки в виде кросс программ, позволяющих документировать работу отлаживаемой программы – 3 тыс. слов.

Для решения этих задач оказалось необходимым создание специальной аппаратно-программной системы, обеспечивающей мультипрограммную организацию вычислительного процесса. Повышенные требования по надежности и уровню автоматизации были решены путем создания трех машинного комплекса с аппаратной организацией межмашинного обмена. Характеристики разработанной на предприятии специализированной ЭВМ БШВЦ были следующие:

• двухадресная система команд с использованием трех индексных регистров;

• 42-разрядная структура слова, из которых 2 контрольных;

• арифметика с плавающей запятой, 6 разрядов – порядок числа, 34 разряда – мантисса;

• объем ОЗУ – 32 тысячи слов;

• внешняя память на магнитном барабане объемом 50 тысяч слов;

• быстродействие – 50 тысяч простых операций в секунду;

• прямой канал обмена с получением информации от абонента в ОЗУ;

• мультиплексные каналы для обмена с внутренними абонентами.

Вы числительный центр из трех машин БШВЦ с дополнительным оборудованием занимал площадь 600 кв.м. и потреблял около 1000 кВт. В состав радиолокационной станции определения координат и передачи команд (СОК ПК) входила ЭВМ БШМ, обеспечивающая взаимодействие устройств СОК ПК. Сложности разработки ПО БШМ состояли в необходимости обслуживания устройств СОК ПК за интервал времени 0,3 сек. при имеющейся арифметике с фиксированной запятой.

С 1963-го года начали появляться первые алгоритмы по расчетам орбитальных параметров, команд коррекции, обработке измерений, прогнозу местоположения КА. Алгоритмы программировались и отрабатывались на универсальной ЭВМ М-50. Стали возможны оценки объемов, трудозатрат и сроков на программные работы. Выявилось, что срок готовности системы к натурным испытаниям определяется тремя годами с момента поставки управляющей ЭВМ. Это означало, что поставленные технические средства должны были ожидать окончания отладки программного обеспечения в течение трех лет. Этот факт способствовал быстрому внедрению кросс-системы отладки программ для БШВЦ на М-50. Исходные команды программ набивались на разработанном перфораторе в формате БШВЦ, отлаживались на интерпретаторе в системе команд БШВЦ на М-50 с замедлением в 100 раз. Способ перевода отлаженных процедур в макрокоманды позволил отладить программы реального времени к моменту поставки макетного образца БШВЦ. Кросс-система функционировала в 1964-й – 1966-й годы и выполнила свое предназначение. С 1966-го года отладка программ выполнялась непосредственно на объектах внедрения систем ИС и МКРЦ двумя лабораториями программистов по 15 специалистов. Размеры программных комплексов по современной классификации соответствовали «средним» проектам (30–40 тыс. строк). В дальнейшем процесс сопровождения комплексов программ были выполнены версии на персональных ЭВМ с одновременной модернизацией средств сопряжения с абонентами.