Сімейство спеціалізованих комп’ютерів «Карат» для Військово-морського флоту СРСР | Історія ІТ в Україні

Сімейство спеціалізованих комп’ютерів «Карат» для Військово-морського флоту СРСР

У листопаді 1976 року за наказом міністра оборони першими в СРСР уніфікованими ЕОМ «Карат» почали оснащувати кораблі Військово-морського флоту. Малогабаритна й надійна обчислювальна машина з дуже високими функціональними параметрами докорінно змінила ситуацію в морському приладобудуванні, значно спростивши створення сучасних комп’ютеризованих радіоелектронних систем на флоті.

EVM_Karat

Біографії:

Kudriavtsev
Кудрявцев Iван Васильович

Plotnikov
Плотнiков Вiлен Миколайович

Можна сказати, що «Карат» був «незаконним дитям». Його історія почалася тоді, коли до Київського НДІ радіоелектроніки прийшов Вілен Миколайович Плотников. На новому місці він починає самостійно досліджувати перспективність новостворених елементів цифрової обчислювальної техніки на транзисторах з потенціальними зв'язками. Досі цих елементів ще ніде не застосовували. Плотникова всебічно підтримав керівник НДІРЕ І. В. Кудрявцев.

В 1963 році Плотников демонструє базові елементи для нових розробок – плоскі мікромодулі (ПММ), освоєні й дороблені в його лабораторії. Вперше в Україні й колишньому СРСР були створені придатні до серійного виробництва універсальні елементи, що давали змогу проектувати ЕОМ та іншу цифрову апаратуру на найвищому, на той час, технічному рівні.

ПММ складалися з мікроелементів, змонтованих по обидва боки друкованої мікроплати розміром 9 х 17 мм з перпендикулярними до неї штирковими виводами, розміщеними на відстані 4 мм один від одного. Щоб захистити ПММ від механічних і кліматичних впливів, його вкладали в тонкостінний алюмінієвий корпус і заливали компаундом. Корпус ПММ 4Н02 мав розміри 17,5 х 9,5 х 6,3 мм, а його маса не перевищувала двох грамів.

Але на цьому дослідження не припинилися. Плотников поставив нове завдання – створити ЕОМ, яку б визнав флот. Потрібні були мініатюрніші за ПММ і надійніші елементи. На той час уже з’явилися перші (ще недосконалі) інтегральні мікросхеми вітчизняного виробництва. Вже мали з’явитися й великі інтегральні схеми (ВІС). Керівник НДІРЕ І. В. Кудрявцев підтримав ініціативу Плотникова застосувати ці елементи для створення ЕОМ нового технічного рівня. Дозвіл на те, щоб проектувати мікросхеми спеціально для систем власного виробництва, довелося затверджувати в Москві на міністерському рівні, що забрало багато зусиль.

Так почався новий етап – створення багатокристальних інтегральних мікросхем. Це був зовсім новий напрям у розробці елементної бази обчислювальної техніки не тільки в СРСР, але й за кордоном (принаймні в Європі). За кілька років стало відомо, що аналогічні елементи (мультичипи) розробили в США й застосували у військовій апаратурі.

В СРСР нові багатокристальні мікросхеми класифікували як гібридні великі інтегральні схеми (ГВІС). Вони мали назву ГВІС «Вардува», а згодом – «серія 240».

Тим часом лабораторія Плотникова підготувала документ «Основні характеристики ЕОМ «Карат»», долучивши до нього функціональну схему й систему команд. Того ж таки 1969 року з’являються й нові труднощі.

Комітет у справах радіоелектроніки СРСР вважав, що проектувати й виготовляти засоби обчислювальної техніки для корабельних систем повинні спеціалізовані інститути, конструкторські бюро та підприємства. Комітет був категорично проти того, щоб ЕОМ розробляли «системники», тобто ті організації, що мали своїм завданням створювати дуже складні корабельні радіоелектронні системи. З одного боку, це було справедливо – засоби обчислювальної техніки повинні створювати не «ремісники», а фахівці. Проте, з іншого боку, такий підхід мав і свою ваду – розробники обчислювальної техніки віддалялися від вимог, що їх ставили творці систем. Керівник НДІ Іван Васильович Кудрявцев наважився піти проти волі високого Комітету й вирішив, спираючись на Плотникова, розробляти ЕОМ самостійно.

Створення ЕОМ замаскували словами: машина перетворилась на цифровий обчислювальний пристрій (ЦОП). ЦОП не рекламували для застосування в галузі. Це сталося згодом, з ініціативи чотирьох авторитетних ленінградських приладобудівних підприємств Міністерства суднобудівної промисловості. Вони ознайомилися з «Основними характеристиками ЕОМ «Карат»» і схвалили цю розробку. Дарма що створення уніфікованої ЕОМ не відповідало головному профілеві КНДІРЕ, Кудрявцев домагався визнання «Каратів». Але наприкінці 1970 року в Міністерстві суднобудівної промисловості був розроблений конкурент «Карата».

Головне підприємство Міністерства суднобудівної промисловості ЦНДІ «Агат» опрацювало концепцію уніфікації ЕОМ для систем, створюваних у галузевих організаціях, запропонувавши розробити кілька програмносумісних 32-розрядних машин різної продуктивності під загальною назвою «Атака». Концепція була добре аргументована й переконлива.

Тим часом у лабораторії В. М. Плотникова вже виготовили й налагоджували перший зразок «Карата» – малогабаритної 24-розрядної машини на ГВІС «Вардува». Ні розмірами, ні масою вона не поступалася малій машині цього класу, а продуктивністю рішення конкретних задач у системах навіть переважала середню модель. Проте «Карат» зовсім не відповідав опрацьованій концепції. Незабаром суперництво двох машин стало відвертим. Частина фахівців Міністерства суднобудівної промисловості не підтримувала ЕОМ «Карат».

Щоб розв’язати конфлікт інтересів, як було заведено в Радянському Союзі, сформували спеціальну експертну комісію. Вона мала визначити найкращу ЕОМ для підводних човнів і зробити висновок, «московські» чи «київські» ЕОМ стануть еталоном у суднобудівній галузі. Фахівці з десятка підприємств Міністерства кілька днів аналізували відповідність характеристик створюваних у Москві й у Києві машин до завдань, виконуваних на підводних човнах. З’ясувалося, що до більшості систем найкраще підходила ЕОМ «Карат».

Атмосфера була дуже напружена, але більшість підтримала розробку ЕОМ «Карат», обравши її за уніфіковану в галузі машину.

Лабораторії Плотникова доручили підготувати за два місяці ескізно-технічний проект і подати його на захист до головної організації, керівником якої був контр-адмірал І. О. Семко – затятий супротивник «Карата».

Протягом наступних двох місяців у Києві розробили ескізно-технічний проект на машину й налагодили експериментальний зразок ЕОМ «Карат». 25 березня 1971 року відбулося засідання науково-технічної ради Міністерства суднобудівної промисловості в тій самій справі, куди запросили (без права голосу) представників зацікавлених підприємств та організацій – замовників радіоелектронних систем. На засіданні постановили доробити проект ЕОМ «Карат», а відтак розглянути, де саме його можна буде застосувати.

Протягом 1971–1972 рр. фахівці доробили й випробували два дослідні зразки машини. Кінець кінцем науково-технічна рада Міністерства ухвалила рекомендації використовувати «Карат» у різних розміщуваних на надводних і підводних суднах Військово-морського флоту системах обробки інформації, керування й контролю, які відзначалися великим обсягом оброблюваної інформації.

Створені в лабораторії Плотникова «Карати» чекали на ще одне випробування – «пройти» державну комісію. Держкомісія приїхала до Києва і почала працювати 26 березня 1973 року. За півроку члени комісії зробили понад 100 перевірок і випробувань, виклавши результати у 128 протоколах.

В 1974 році комісія успішно здійснила контрольні випробування і склала акт із рекомендацією впровадити машину в серійне виробництво і постачати замовникам (через державне приймання) потрібну кількість зразків ЕОМ. За два роки з наказу міністра оборони електронно-обчислювальними машинами «Карат» почали оснащувати кораблі Військово-морського флоту.

Малогабаритна й надійна обчислювальна машина з дуже високими функціональними параметрами докорінно змінила ситуацію в морському приладобудуванні. Відтепер розробники будь-якої системи, виконуючи завдання, могли застосовувати програмний метод, встановивши в систему одну чи кілька машин. Споживачі могли легко одержати зразки ЕОМ, програмувати задачі чи «прошивати» вузли постійної пам’яті своїми програмами. Відмовляли машини дуже рідко. Наприклад, у навігаційних системах зразки ЕОМ працювали на об'єктах по 20 тисяч годин без єдиної відмови, що в кілька разів перевищувало вимоги технічного завдання.

Машину застосували в більш як шістдесяти системах і комплексах, розроблених на підприємствах чотирьох міністерств. У простих системах можна було використовувати ЕОМ у мінімальній модифікації, а на найбільших сучасних суднах із кількома системами на борту траплялося п’ятнадцять і більше ЕОМ типу «Карат» у найповнішому варіанті.

На початку 80-х років завершили модернізацію уніфікованої ЕОМ, підвищивши її швидкодію в складі гідроакустичних та інших систем («Карат-КМ»).

У машинах почали використовувати сучасніші конструкційні матеріали й нову елементну базу. Пам'ять на великих інтегральних схемах повністю витіснила пристрої на магнітних стрічках. З’явилася модифікація «Карат-КМ-Е» на секційних мікропроцесорних великих інтегральних схемах. Щоб обробляти інформацію, яка надходила від радіолокаційних систем з фазованими антенними гратками, розробили модифікацію «Карата» із швидкодією 2,5 мільйона операцій на секунду. Розвивалася й розширювалася крос-система автоматизації написання й налагодження програм, з’являлися новітні інструментальні ЕОМ. Програмісти, налагоджуючи програми для «Карата», могли працювати на звичайній персональній ЕОМ, приєднаній до центрального комплексу.

Крім «Каратів», у лабораторії Плотникова розробили також одноплатні ЕОМ на 16-розрядних стандартних мікропроцесорах. Їх застосували в кількох цивільних системах. Однак у складних системах вони не замінювали, а лише доповнювали високопродуктивні ЕОМ «Карат».

Загалом в НДІ радіоелектроніки створили 15 модифікацій ЕОМ сімейства «Карат» і підготували програмне забезпечення обсягом близько 5 мільйонів команд. На заводах СРСР було випущено близько двох тисяч машин, використаних згодом у системах 60 типів. Так глибока переконаність Івана Кудрявцева, Вілена Плотникова та їхніх однодумців у правоті своєї справи, їхня завзята боротьба за появу «Карата» зумовили те, що радянські кораблі обладнали безвідмовними комп’ютеризованими системами керування, які служили на флоті десятки років.


#photodescription7-1

#photodescription7-2

#photodescription7-3

#photodescription7-4