Семейство специализированных компьютеров “Карат” для Военно-морского флота СССР | История ИТ в Украине

Семейство специализированных компьютеров “Карат” для Военно-морского флота СССР

В ноябре 1976 года приказом министра обороны первые в СССР унифицированные ЭВМ «Карат» были приняты на снабжение Военно-морского флота. Появление малогабаритной и надежной вычислительной машины, имеющей достаточно высокие функциональные параметры, коренным образом изменило ситуацию в морском приборостроении, значительно упростив процесс создания современных компьютеризированных радиоэлектронных систем на флоте.
EVM_Karat

Биография:

Kudriavtsev
Кудрявцев Иван Васильевич

Plotnikov
Плотников Вилен Николаевич

Можно сказать, что "Карат" был "незаконорожденным ребенком". История его создания началась с прихода в Киевский НИИ радиоэлектроники Вилена Николаевича Плотникова. На новом месте он начинает самостоятельное исследование  перспективности только что появившихся элементов цифровой вычислительной техники на транзисторах с потенциальными связями, которые раньше не применялись. Большую поддержку ему оказал руководитель НИИРЭ И.В.Кудрявцев.

В 1963 году лаборатория Плотникова представляет в качестве базовых элементов для новых разработок плоские микромодули (ПММ), освоенные и доработанные лабораторией. Впервые в Украине и бывшем СССР был создан серийнопригодный универсальный элемент, позволяющий проектировать ЭВМ и другую цифровую аппаратуру на самом высоком для того времени техническом уровне.

ПММ собирались из микроэлементов, смонтированных с двух сторон печатной микроплатой размером 9х17 мм, перпендикулярно которой устанавливались штырьковые выводы с шагом 4 мм. Для защиты от механических и климатических воздействий собранный ПММ помещался в тонкостенный алюминиевый корпус и заливался компаундом.  Размеры корпуса ПММ 4Н02 были 17,5х9,5х6,3 мм, а его масса не превышала 2 грамм.

На этом исследования не прекратились. Следующей задачей Плотников поставил создание ЭВМ, которую должен признать флот. Нужны были более миниатюрные, чем ПММ, и надежные элементы. В эти годы уже появились первые, еще несовершенные интегральные микросхемы отечественного производства, а на подходе было создание больших интегральных схем (БИС). Руководитель НИИРЭ И.В. Кудрявцев поддержал инициативу Плотникова начать применять эти элементы для построения ЭВМ нового технического уровня. Разработку микросхем специально для систем своего предприятия пришлось утверждать в Москве на министерском уровне, что стоило немалого труда.

Так начался новый этап – создание многокристальных интегральных микросхем, что было абсолютно новым направлением в разработке элементной базы вычислительной техники не только в стране, но и за рубежом (по крайней мере, и Европе). Через несколько лет появились сообщения о разработке и применении аналогичных элементов (мультичипов) в США для аппаратуры военного назначения.

В СССР новые многокристальные микросхемы были названы гибридными большими интегральными схемами (ГБИС). Им было присвоено название ГБИС «Вардува», а в дальнейшем «серия 240».

В это время в лаборатории Плотникова был подготовлен документ под названием «Основные характеристики ЭВМ «Карат»» с приложением функциональной схемы и системы команд. В этом же, 1969 году, возникают и новые трудности.

Комитет по радиоэлектронике СССР считал, что разработка и выпуск средств вычислительной техники для корабельных систем должны осуществляться в специализированных институтах, конструкторских бюро и предприятиях. Комитет был категорически против разработки ЭВМ «системщиками», то есть теми организациями, задача которых состояла в создании очень сложных корабельных радиоэлектронных систем. С одной стороны, это было справедливо – средства вычислительной техники должны создавать не «кустари», а специалисты. Однако, с другой стороны, такой подход имел и свой недостаток – отрыв разработчиков вычислительной техники от требований, выдвигаемых разработчиками систем. Руководитель НИИ Иван Васильевич Кудрявцев имел смелость ослушаться высокого Комитета и решил, опираясь на Плотникова,  создавать ЭВМ своими силами.

Разработку ЭВМ замаскировали названием: машина превратилась в цифровое вычислительное устройство (ЦВУ). Для применения в отрасли ЦВУ не рекламировали. Это произошло позднее по инициативе четырех ленинградских приборостроительных предприятий Минсудпрома. Они ознакомились с “Основными характеристиками ЭВМ “Карат”, и разработка получила одобрение авторитетных организаций. Несмотря на то, что разработка унифицированной ЭВМ не соответствовала основному профилю КНИИРЭ, Кудрявцев решил добиться признания «Каратов». Однако, к концу 1970 года в Минсудпроме был создан конкурент «Карата».

Головное предприятие Минсудпрома ЦНИИ «Агат» разработало концепцию унификации ЭВМ для систем, разрабатываемых в отрасли. Предлагалось создать ряд программно совместимых 32-разрядных машин различной производительности под общим названием «Атака». Концепция была грамотно аргументирована и убедительна.

В это время лаборатории В.Н.Плотникова уже был изготовлен и настраивался первый образец «Карата» – малогабаритной 24-разрядной машины на ГБИС «Вардува». Массогабаритные характеристики ее были не хуже, чем у малой машины предлагаемого ряда, а производительность при решении конкретных задач в системах – выше средней модели ряда. Однако, «Карат» никак не вписывался в составленную концепцию. Вскоре соперничество двух машин стало открытым. Часть специалистов МИНСУДПРОМА не поддерживала  ЭВМ «Карат».

Чтобы разрешить конфликт интересов, как это было принято в Советском Союзе, была назначена специальная экспертная комиссия по определению лучшей ЭВМ для подводных лодок. Именно она должна была решить, «московские» или «киевские» ЭВМ станут эталоном для судостроительной отрасли. Специалисты из десятка предприятий Министерства несколько дней рассматривали характеристики разрабатываемых в Москве и Киеве машин применительно к решаемым на подводных лодках задачам. Получалось, что для большинства систем лучше всего подходила ЭВМ «Карат».

Обстановка была очень напряженная, но большинство поддержало разработку ЭВМ «Карат» как унифицированную для отрасли машину.

Лаборатории Плотникова было поручено подготовить за два месяца эскизно-технический проект и представить его на защиту в головную организацию, руководителем которой был контр-адмирал И.А.Семко – ярый противник «Карата».

За последующие два месяца в Киеве был разработан эскизно-технический проект на машину и завершена отладка экспериментального образца ЭВМ «Карат».  25 марта 1971 года состоялось заседание научно-технического совета Минсудпрома по тому же вопросу с приглашением (без права голоса) представителей заинтересованных предприятий и организаций – заказчиков радиоэлектронных систем. В результате проект ЭВМ «Карат» решили доработать и потом уже рассмотреть его применение.

Доработка и испытание двух опытных образцов машины состоялись в 1971-1972 годах. В итоге научно-технический совет Министерства принял рекомендации использовать «Карат» в различных системах обработки информации, управления и контроля, размещаемых на надводных и подводных судах Военно-морского флота, которые отличались объемом обрабатываемой информации.

Созданные лабораторией Плотникова «Караты» ждало еще одно испытание: «пройти» государственную комиссию. Госкомиссия приехала в Киев и приступила к работе 26 марта 1973 года. За полгода члены комиссии провели свыше 100 проверок и испытаний, результаты которых были отражены в 128 протоколах.

В 1974 году были успешно проведены контрольные испытания, составлен акт с рекомендацией: внедрить в серийное производство и поставлять с приемкой заказчика необходимое количество образцов ЭВМ. Через два года приказом министра обороны ЭВМ «Карат» была принята на снабжение.

Создание малогабаритной и надежной вычислительной машины, имеющей достаточно высокие функциональные параметры, коренным образом изменило ситуацию в морском приборостроении. Отныне разработчики любой системы могли использовать для решения задач программный метод, установив в систему одну или несколько машин. Никаких проблем с получением образцов ЭВМ, с программированием задач и с «прошивкой» узлов постоянной памяти по своим программам у потребителей не было. Отказы машины стали большой редкостью. Например, в навигационных системах образцы ЭВМ работали на объектах по 20 тыс. часов без единого отказа, что в несколько раз превышало требования ТЗ.

Машина была применена более, чем в 60 системах и комплексах, разработанных предприятиями четырех министерств. В простых системах могла использоваться ЭВМ в минимальной модификации, а на самых крупных современных судах с несколькими системами на борту можно было встретить 15 и больше ЭВМ типа «Карат» в максимальном варианте.

В начале 80-х была завершена модернизация унифицированной ЭВМ с целью повышения быстродействия при решении задач в составе гидроакустических и других систем («Карат-КМ»).

Стали использоваться новые конструктивы и элементная база. Запоминающие устройства на больших интегральных схемах полностью вытеснили накопители на магнитных лентах. Была разработана модификация «Карат-КМ-Е» на секционных микропроцессорных больших интегральных схемах. Для обработки информации от радиолокационных систем с фазированными антенными решетками была разработана модификация «Карата» с быстродействием 2,5 млн. операций в секунду. Развивалась и расширялась кросс-система автоматизации программирования и отладки, применялись все более современные инструментальные ЭВМ. Программисты при отладке программ для «Карата» могли работать на обычной персональной ЭВМ, подключенной к центральному комплексу.

Кроме «Каратов» в лаборатории Плотникова были разработаны одноплатные ЭВМ на 16 разрядных стандартных микропроцессорах, которые стали применяться в ряде систем гражданского применения. Но в сложных системах они не заменяли, а лишь дополняли высокопроизводительные ЭВМ «Карат».

Всего в НИИ радиоэлектроники были разработаны 15 модификаций ЭВМ семейства «Карат», подготовлено программное обеспечение объемом около 5 млн. команд. На заводах СССР было выпущено около 2 тысяч машин, которые были использованы в системах 60 типов.  Так глубокая убежденность Ивана Кудрявцева и Вилена Плотникова и их сторонников в правоте своего дела,  их настойчивая борьба за появление “Карата” привели к тому, что советские корабли были оснащены безотказными компьютеризированными системами управления, служившими на флоте десятки лет.

#photodescription7-1

#photodescription7-2

#photodescription7-3

#photodescription7-4