2.2. Компьютеры серии ес эвм
Компьютеры серии ЕС ЭВМ (Единая система электронных вычислительных машин, произносится «еэ́с эвээ́м») являлись аналогами компьютеров фирмы IBM серий IBM System/360/370, выпускавшихся в США c 1964 года. Были программно и аппаратно (аппаратно — только на уровне интерфейса внешних устройств) совместимы со своими американскими прообразами.
Предпосылки возникновения серии ЕС ЭВМ
Страницы из руководства по эксплуатации отечественной ЭВМ М-20. Один из предметов споров в 1960-х: допустима ли такая документация для военной техники?
В середине 1960-х годов в СССР в области вычислительной техники выявился ряд проблем, а именно: общее количество ЭВМ было явно недостаточным; производились десятки различных несовместимых друг с другом моделей ЭВМ, что затрудняло решение крупных вычислительных и организационных задач; для осуществления проектов АСУ (автоматизированных систем управления) была крайне желательна унификация компьютерных средств; ориентация отечественных ЭВМ того времени исключительно на численные расчёты и отчасти на управление оборудованием, а также ориентация вычислительной техники на специалистов в области математики и физики; значительным было отставание в области системного программирования: в то время в СССР всё ещё нормой были работа без операционной системы и программирование непосредственно в машинных кодах (даже без ассемблера); бедность периферийного оборудования.
Назревала необходимость «большого скачка» — перехода к массовому производству унифицированных ЭВМ, оснащённых большим количеством стандартизированного программного обеспечения и периферийного оборудования. Для решения этой задачи в 1966 г. в народнохозяйственном плане появилось задание МРП разработать аванпроект по ОКР «Ряд», сформулированное начальником Главного управления по вычислительной технике МРП М. К. Сулимом.[1]
Первоначально разработка аванпроекта была поручена Институту точной механики и вычислительной техники (ИТМиВТ). Отчёт, представленный институтом в середине 1966 года, не удовлетворил министерство, поскольку показал отсутствие интереса авторов отчёта к созданию такого ряда машин в СССР. В результате Министерство радиопромышленности приказом от 22 февраля 1967 года поручило руководство разработкой аванпроекта Конструкторское бюро промышленной автоматики (КБПА), проявившему гораздо бо́льший интерес.
С вопросами по составу и характеристикам периферийного оборудованием было всё более-менее ясно: материалы по этим вопросам, представленные НИИсчётмаш ещё для отчёта ИТМ, практически не вызвали дискуссий. Наибольшие споры вызвали принципы организации будущего «ряда»: логическая структура процессоров, система команд, принципы связи с внешними устройствами — то, что позднее стали называть «архитектурой ЭВМ».
В целом результаты дискуссии сводились к тому, что целесообразно взять за основу архитектуру широко распространённой на Западе системы IBM System/360:
Архитектура ЭВМ в то время не подлежала патентованию, патентовалось лишь её конкретное исполнение, которое — по причине действовавшего эмбарго на экспорт вычислительной техники — предполагалось создать самостоятельно
Большинство элементов этой архитектуры были уже известны отечественным разработчикам
Данную архитектуру приняли и успешно разрабатывали независимо уже несколько ведущих зарубежных фирм — RCA (США), ICL (Англия) и Siemens (ФРГ), и даже ROBOTRON в ГДР.
Согласно исследованиям ИПМ АН СССР, программы, составленные для IBM/360, требовали в 1,5-2 раза меньше памяти, чем аналогичные для БЭСМ-6, «Весна», М-20.
В серии IBM System/360 был впервые реализован ряд уникальных для того времени перспективных решений: универсальная архитектура, ориентированная как на расчёты, так и на обработку данных; линейка совместимых моделей ЭВМ различной производительности; байтовая адресация памяти, микрокод. Кроме того, IBM System/360 была одной из первых систем с виртуальной памятью (в отдельных моделях System/360, а позже во всех моделях System/370) и первой системой (не считая исследовательских прототипов), в которой была реализована концепция виртуальных машин.
Главный вопрос для сторонников клонирования, фактически, был в том, возможно ли скопировать аппаратную часть системы без полной технической документации, или же её целесообразнее реализовать заново «с нуля», одновременно дополнив и улучшив.
В качестве альтернативных вариантов рассматривалось сотрудничество на равноправных условиях с какой-либо из западноевропейских фирм. Академик А. А. Дородницын, сторонник этого варианта, в качестве партнёра рассматривал английскую фирму ICL. Руководство IBM, которое он же принимал в стенах ВЦ РАН, от подобного сотрудничества отказалось.
Свою роль сыграла и презентация, сделанная в США для советской правительственной делегации во главе с премьер-министром А. Н. Косыгиным в 1971 г., демонстрировавшая успешное повсеместное использование линии IBM System/360.
Развитие серии ЕС ЭВМ
Специально для этого проекта был создан Научно-исследовательский центр электронной вычислительной техники (НИЦЭВТ). Значительная часть работы НИЦЭВТа состояла в клонировании оригинального программного обеспечения IBM System/360, множество сотрудников были заняты исследованием дизассемблированного машинного кода оригинального компьютера и его адаптацией.
К счастью, фирма IBM поставляла значительную часть ОС в виде исходных текстов, что дало возможность доработать систему, устранить многие ошибки в коде системы и ввести дополнительные возможности. Поздняя система ОС ЕС 6.1.9 была уже гораздо стабильнее оригинала OS/360 21.8 (последней системы линии). Новая отечественная ОС ЕС 7 уже не имела прямого IBM-овского аналога, представляя собой увязанные в единый пакет Систему Виртуальных Машин (СВМ, аналог VM) и Базовую Операционную Систему (БОС, не имевшую IBМовского аналога и представлявшую собой развитие ОС ЕС версии 6).
В ЕС ЭВМ скопирована была только архитектура системы, аппаратная же реализация была создана заново. На надёжность и эксплуатационные характеристики этой серии отрицательно влияло низкое качество отечественных компонентов.
Модели, технические характеристики и конфигурации
Первые компьютеры появились в 1971 году. Выпускались, в частности на заводах в Казани и Минске. Последние машины были выпущены в 1998 г. (ЕС-1220). Всего было выпущено свыше 15 000 машин ЕС ЭВМ.
Компьютеры серии ЕС ЭВМ входили, в соответствии с годами выпуска, в т. н. «Ряд 1», «Ряд 2», «Ряд 3», «Ряд 4». К «Ряду 1» (аналог серии IBM System/360) принадлежали модели 1010, 1020, 1030, 1032, 1040, 1050, 1060 (на самом деле выпускалась в рамках Ряд 2) и основанные на них усовершенствованные модели, напр., ЕС-1022. К «Ряду 2» (аналог серии IBM System/370) принадлежали модели 1015, 1025, 1035, 1045, 1055, 1065. К «Ряду 3» принадлежали модели 1036, 1046, 1066, 1068.
В сериях устройств Ряд 3 и особенно Ряд 4 был запланирован и частично реализован ряд технических усовершенствований, не имевших аналогов в IBMовской серии машин. Реализовывались специализированные вычислительные блоки, такие как векторные и матричные процессоры, процессоры, работавшие на иных физических принципах (например оптический) и т. д. Практически все эти разработки были остановлены в 1990-х годах после распада СССР. Последние машины серии ЕС выпускались уже под лицензией и с использованием оборудования IBM.
Аппаратная основа всех компьютеров — платы с микросхемами размером 140х150 мм (т. н. «Типовые Элементы Замены» (ТЭЗ) или «Радиоэлектронные модули 1-го уровня»). Конструктивно компьютеры представляли собой большие стойки («шкафы», или «Радиоэлектроные модули 3-го уровня») примерно в рост человека (1200х750х1600 мм для ЕС-1030 и 1200х860х1600 мм для ЕС-1046) и соответствующие им по размерам периферийные устройства — принтеры, накопители на магнитных лентах, накопители на магнитных дисках.
Имели чёткое разделение функциональных блоков: стойка процессора, стойка (или стойки) с оперативной памятью, и т. д. Для обозначения блоков и периферийных устройств, от процессора и памяти до периферии, была установлена специальная числовая классификация. Коды устройств:
20XX — процессор;
32XX — оперативная память;
4XXX — мультиплексный или селекторные каналы;
5XXX — устройства управления накопителями и сами накопители на магнитной основе (НМЛ и НМД);
6XXX — устройства ввода информации (с ПК — перфокарт, ПЛ — перфолент);
7XXX — устройства вывода информации (например, дисплей модель 7927),
и т. д.
Для установки и размещения всех блоков компьютера требовалось отдельное помещение (или даже несколько помещений) площадью не меньше 25—30 м², со специальным фальшполом (для прокладки под ним всех соединительных кабелей), и с системами вентиляции и охлаждения.
Технические характеристики в вкратце описывались быстродействием процессора (от десятков тысяч до миллионов операций в секунду по смеси Гибсона), а также объёмом оперативной памяти — ориентировочные значения от 64 кб на самых первых и младших моделях до 16 Мб у последних по времени выпуска старших моделях. Периферийные устройства были взаимозаменяемы, но процессоры, память и т. п. — нет.
