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

К этому времени резко расширился парк эксплуатируемых БЭВМ, значительно возросли трудоемкость и стоимость их разработки. Отечественными предприятиями было создано большое число машин, предназначенных, как правило, для одной конкретной системы вооружения. Незначительно отличаясь по функциональным возможностям, они имели оригинальные системы команд, структуру, конструктивные решения. По этой причине актуальность приобрела проблема унификации создаваемых моделей БЭВМ. Решение этой задачи стало возможным на пути перехода от отдельных моделей с несовместимыми системами команд к семействам машин единой архитектуры.

Базовой архитектурой нового поколения БЭВМ, предназначенных для решения расчетных и информационно-логических задач с большими объемами обрабатываемой и хранимой информации, была выбрана архитектура стационарных машин ЕС ЭВМ на основе IBM-360, которая к этому времени утвердилась в качестве магистрального направления развития отечественных стационарных ЭВМ общего назначения. Для построения ряда перспективных БЭВМ важное значение имели свойства присущие ЕС ЭВМ: система программного обеспечения, универсальный набор команд, 32-разрядное слово, модульность, стандартизованные интерфейсы, мультисистемные свойства, наращиваемость функциональных возможностей. Совместимость с ЕС ЭВМ позволяла использовать серийные стационарные машины в качестве промежуточного стендового варианта на весь период отработки системы управления и тем самым ускорять создание БЭВМ, их программного обеспечения и системы в целом.

Особого подхода потребовала унификация БЭВМ, используемых непосредственно для управления различными системами летательных аппаратов. Несмотря на значительный прогресс в области элементной базы, жесткие ограничения на физические характеристики машин этого класса по-прежнему требовали специализации системы команд к особенностям системы управления. Решение этой проблемы было найдено благодаря оригинальной архитектуре «Поиск» (Проблемно-Ориентируемая с Изменяемой Системой Команд), позволяющей адаптировать набор команд к решаемым задачам, путем расширения основного набора за счет команд, свойственных конкретным задачам мобильных систем [26].

Архитектура «Поиск» включала в себя четыре группы команд: операторы ядра типа обычных команд, операторы более сложной структуры, специальные операторы (обмена, операционной системы) и операторы пользователя. Разрядность операторов переменная. В зависимости от области применения число операторов в системе команд колебалось от 157 до 256. Как показали исследования и опыт эксплуатации, БЭВМ архитектуры «Поиск» при одинаковой элементной базе превосходили обычные одноадресные архитектуры по производительности в 1,5–2,5 раза, а по компактности кода в 3–5 раз.

На основе унифицированных архитектур в ходе работ второго этапа по созданию ряда «Аргон» (середина 1970-х – конец 80-х годов) было предложено несколько моделей машин: А-30, А-40, А-50 (архитектура ЕС ЭВМ), Ц100, Ц101, Ц102 (архитектура «Поиск»). Эти машины проектировались в расчете на крупносерийное производство и широкое применение в оборонных системах. В связи с этим первостепенное внимание уделялось снижению трудоемкости их изготовления и стоимости, обеспечению контроле– и ремонтопригодности, и удобства эксплуатации, созданию моделей межвидового применения, устойчивых к внешним воздействиям применительно к нескольким группам эксплуатации оборонной техники.

БЭВМ А-30— первая модель из ряда унифицированных высокопроизводительных 32-разрядных бортовых ЭВМ архитектуры ЕС ЭВМ, предназначены для обработки и хранения больших массивов информации. Она была спроектирована на основе принятых в ЕС ЭВМ: архитектуры, структурной организации, схемотехнических и конструктивно-технологических решений. А-30 полностью информационно и программно (снизу-вверх) совместимая с ЕС ЭВМ. В машине реализован стандартный набор команд ЕС ЭВМ за исключением команд десятичной арифметики и команд над операндами с плавающей запятой. Машина построена с максимальным использованием принципов модульности и стандартизации блоков, что позволяло гибко изменять вычислительные возможности. Для повышения быстродействия в ней реализовано трехуровневое совмещение операций. Система ввода-вывода включала два мультиплексных канала (специализированный и ЕС ЭВМ) и обеспечивает высокоскоростной обмен информацией с абонентами в реальном времени.