Малые ЭВМ

Сухопутные войска /
За тридцать лет развития вычислительной техники за рубежом создано большое количество электронных вычислительных машин (ЭВМ). Как сообщалось в американской печати, только в насчитывается более 100 тыс. различных ЭВМ (около 1000 моделей), которые классифицируются по стоимости. Американские специалисты долгое время подразделяли все вычислительные машины на три основных класса: большие, средние и малые. К большим и малым относили те машины, стоимость которых была соответственно более 1,5 млн. и менее 400 тыс. долларов. Все промежуточные модели считались средними.

Позднее из группы больших машин выделили супер-ЭВМ (стоимость свыше 4 млн. долларов), а из малых — мини-ЭВМ (менее 50 тыс. долларов).

В настоящее время во всех видах вооружённых сил капиталистических стран самыми распространёнными в автоматизированных системах управления и связи становятся малые ЭВМ (табл. 1). От других машин они отличаются не только миниатюрными размерами, но и более совершенным математическим обеспечением. Благодаря улучшению операций ввода — вывода информации и доработке операционных систем круг применения малых ЭВМ расширяется. Их стали чаще использовать в управляющих и коммутационных, контролирующих и диагностических системах, а также в устройствах ввода, предварительной обработки и обмена данными. В иностранной печати это объясняется тем, что они наиболее полно удовлетворяют требованиям, предъявляемым к аппаратуре оперативно-тактического звена управления.

Таблица 1. Малые войсковые ЭВМ

Малые войсковые ЭВМ

К этим требованиям, в частности, относятся:

  • малые размеры, вес и потребляемая мощность;
  • высокая надёжность;
  • возможность установки на автомобилях, боевых машинах пехоты, самолётах, вертолётах и других мобильных объектах;
  • монтаж в специальных контейнерах, обеспечивающих быструю переброску в район боевых действий любым видом транспорта;
  • устойчивость к воздействию ядерного оружия;
  • обеспечение работы в условиях резких перепадов температуры, высокой влажности, запылённости, ударных нагрузок и вибраций;
  • простота в обслуживании, что обеспечивает работу при минимальном обслуживающем персонале;
  • обработка данных в реальном масштабе времени, модульная конструкция.

Как обрабатываемая, так и циркулирующая информация должна быть защищёна от перехвата противником и исключать несанкционированное считывание.

До недавнего времени разработка малых войсковых ЭВМ в капиталистических странах велась автономно, что, как указывается в иностранной печати, существенно повышало стоимость машин и математического обеспечения, а также увеличивало сроки разработки. Поэтому за рубежом для военных целей стали использовать специально доработанные малые коммерческие ЭВМ. Доработка таких машин, как правило, сводится к повышению надёжности их работы в тяжёлых условиях окружающей среды.

Высокая надёжность малых войсковых ЭВМ достигается путём применения твердотельных схем, герметичных и прочных упаковок, а также специального крепления для лучшей амортизации. Если не удаётся разместить все оборудование войсковой ЭВМ в одном герметичном кожухе, то делают отдельные блоки, в которые помещают движущиеся и трущиеся узлы, наиболее чувствительные к неблагоприятным воздействиям, а печатные платы и другие элементы заливают эпоксидной смолой. Для увеличения жёсткости и компактности конструкции уменьшают размеры печатных плат. Малые платы, которые лучше переносят вибрацию и толчки, размещают вертикально. Интегральные схемы в керамических корпусах закрепляют с помощью медных прокладок (толщиной 0,7 мм), изолированных от самой платы эпоксидной смолой. Для устранения вибраций используют специальные экраны, к которым крепятся дополнительные платы. Полученная жёсткая конструкция предотвращает прогибание плат и прикасание к ним стенок при вибрациях низкой частоты и, кроме того, служит дополнительным средством отвода тепла к внешним стенкам упаковки.

Войсковые ЭВМ комплектуются более надёжными устройствами энергопитания. Схему, обеспечивающую устойчивость питания, обычно монтируют в блоке центрального процессора. Это позволяет при отключении питания задерживать остановку процессора на 1—2 мс, в течение которых устройство управления питанием успевает подать сигнал на прерывание программы. При восстановлении питания автоматический пуск обеспечивает продолжение выполнения программы.

В малых войсковых ЭВМ по сравнению с коммерческими повышен уровень защиты данных. По сообщениям иностранной печати, это достигается путём их засекречивания. Так, для засекречивания информации в каналах связи американские специалисты разработали и широко применяют в военных сетях связи специальный шифратор «Люцифер». Кроме того, принимаются меры, предотвращающие несанкционированное считывание или стирание данных. Для этого ограничивают доступ абонентов к секретным массивам данных (эти массивы распределяются на зоны и страницы), а также закрепляют их за соответствующими абонентами. Доступ абонентов к закреплённым страницам памяти производится с помощью специальных программ и таблиц паролей, которые хранятся в специально защищённой памяти. Перед каждым обращением абонент должен вводить необходимые пароли. Программа опознавания абонентов сравнивает поступившие пароли с эталонными и при их совпадении подключает абонентское устройство для обмена данными.

Предотвращение утечки ценных сведений в результате паразитного электромагнитного излучения устройств при работе ЭВМ обеспечивается путём экранирования этих устройств, а также снижения уровня излучения различными схемными и конструктивными методами.


В США создано несколько поколений малых ЭВМ военного назначения В 1956 году был заключён контракт на разработку первой мобильной ЭВМ AN/MYK 1 («Мобидик»), предназначенной для автоматизации процессов управления в штабе полевой армии при ведении боевых действий. Позднее был выдан заказ на разработку ЭВМ AN/TYK-5 («Бейсикпак») для работы в штабе дивизии.

В декабре 1959 года в корпус связи армии США поступил первый опытный образец ЭВМ AN/MYK-1. При его создании широко использовались полупроводниковые приборы. Ёмкость оперативного запоминающего устройства на ферритах 28 тыс. байт, а внешний накопитель на магнитной ленте позволял записывать до 10 массивов информации, по 9 млн. байт в каждом. Быстродействие машины 15—20 тыс. операций в секунду. Для ввода данных использовались перфокарты, перфоленты и каналы связи. Скорость ввода данных составляла до 250 перфокарт в минуту, 200 знаков в секунду для перфолент и 12 для каналов связи. Вывод информации производился с помощью алфавитно-цифрового печатающего устройства со скоростью 400 строк в минуту, а также на перфокарты, перфоленты и в каналы связи со скоростями 150 перфокарт в минуту, 20 и 12 знаков в секунду соответственно.

ЭВМ AN/MYK 1 прошла длительные испытания в полевых условиях и в целом получила положительную оценку, однако громоздкость и сравнительно большая стоимость не позволили широко внедрить её в войска. В настоящее время американские специалисты разработали узкоспециализированные войсковые малые ЭВМ меньших габаритов и веса (рис. 1).

Малые войсковые ЭВМ СШАРис. 1. Малые войсковые ЭВМ США: 1 — AN/UYK-20; 2 — «Юнивак» 1816; 3 — AN/UYK-15

Характерная особенность современных малых ЭВМ — модульная конструкция и способность обеспечивать решение широкого круга задач. По мнению американских специалистов, унификация ЭВМ позволяет упростить работу машин при сопряжении, облегчает процесс обучения операторов и программистов, а также обеспечивает лёгкий переход операторов с одной машины па другую. Для повышения производительности типовых ЭВМ предполагается комплектовать их соответствующим набором стандартных модулей.

В качестве типовой войсковой ЭВМ для систем управления сухопутными войсками в США принята ЭВМ AN/GYK-12. Она применяется, в частности, в автоматизированной системе управления огнём полевой артиллерии «Такфайр». В состав этой ЭВМ входят четыре основных модуля: центральный процессор, модуль ввода—вывода данных и два модуля памяти. Быстродействие машины около 300 тыс. операции в секунду. Среднее время безотказной работы процессора до 6000 ч. Вес одного комплекта модулей около 200 кг. Комплект модулей машины можно увеличить в зависимости от объёма решаемых задач. Например, в центре управления огнём дивизиона полевой артиллерии американской армии используется один комплект, а в центре управления артиллерией дивизии — два.

В Великобритании фирма завершила разработку малых ЭВМ типа FM-1600. Одна из моделей этой машины — FM-1600В выпускается английской промышленностью и применяется в информационно-управляющих системах, а также в системах сбора, обработки, отображения и передачи информации. Эта машина модульной конструкции выполнена на интегральных схемах. Среднее быстродействие около 100 тыс. операций в секунду. Запоминающее устройство (ЗУ) на магнитных сердечниках имеет ёмкость 4096 24-разрядных слов. Вес ЭВМ около 18 кг.

На базе ЭВМ модели FM-1600B разработана система передачи данных. В её состав входят приёмно-передающие устройства, линия связи, а также ЭВМ с обслуживающими и управляющими программами. Система работает в реальном масштабе времени с приоритетным обслуживанием наиболее срочных и важных сообщений. Максимальное время ожидания в очереди информации высшего приоритета не превышает 2 мкс. Для повышения надёжности работы машины и системы передачи данных в целом используются специальные контролирующие и диагностические программы.

Конструкция ЭВМ FM-1600D значительно проще и технологичнее, чем у предыдущих моделей. Новая машина выполнена на интегральных схемах со средней плотностью интеграции и рассчитана на применение в качестве бортовой ЭВМ на самолётах, вертолётах и подвижных наземных объектах сухопутных войск. Эта модель имеет оперативное запоминающее устройство на 132 тыс. слов, буферную память на биполярных интегральных схемах и отдельное запоминающее устройство для информации источников с высоким приоритетом.

Кроме того, фирма «Ферранти» разрабатывает более совершенную, модель ЭВМ — FM-1600E, которая, как отмечается в английской печати, будет иметь структуру, аналогичную структуре модели FM-1600D, а производительность в шесть—десять раз больше. Для повышения производительности в процессоре вместо стандартных интегральных схем используются быстродействующие схемы с диодами Шотки. Размеры процессора ЭВМ FM-1600E будут в два раза больше (394X140X432 мм), память 262 тыс. слов. Блок управления вводом — выводом усовершенствован, четыре его канала (из 28) смогут работать одновременно, обеспечивая обмен одним словом за 6 мкс (в каждом канале). В качестве оперативной памяти предполагается использовать запоминающее устройство на сердечниках, выполненное в виде отдельных блоков (ёмкость 4096 слов, время обращения 200 нс).

Во Франции первая войсковая вычислительная машина разработана в 1965 году (Sagitar-1080). В настоящее время промышленность Франции освоила выпуск ЭВМ серии IRIS (IRIS-15M, -35М и -55М).

ЭВМ серии IRIS индекса «М» обеспечивают работу в реальном масштабе времени и применяются в сухопутных войсках, ВВС и ВМС для управления бортовым и наземным оружием, обработки и отображения разведывательных и радиолокационных данных, а также для решения задач МТО. При их создании максимально учитывались войсковые требования. Модульная конструкция позволяет изменять конфигурацию и комплектацию ЭВМ в зависимости от объёма решаемых задач и условий эксплуатации. По размерам модули отличаются только шириной. Они могут вставляться в специальные кожуха и закрепляться.

К ЭВМ этой серии можно подключить набор периферийного оборудования для местного и дистанционного ввода данных. Дистанционные терминалы и концентраторы обеспечивают ввод информации с перфокарт, перфолент и магнитных носителей (лент, дисков, карт). Вывод информации также может осуществляться на основные носители. Допускается работа ЭВМ с периферийным оборудованием военного и коммерческого назначения.

Французские специалисты считают, что из всех ЭВМ серии IRIS наиболее совершенной и распространённой является модель IRIS-35M, обладающая достаточной производительностью при сравнительно небольших габаритах. Стандартный вариант машины IRIS-34M имеет процессор, оперативное запоминающее устройство ёмкостью 16—65 тыс. байт и устройство ввода — вывода данных. Цикл обращения к оперативной памяти составляет около 1 мкс, операция сложения — 3,5 мкс, умножения — 12,2 мкс. В состав расширенного варианта ЭВМ может входить оперативное запоминающее устройство ёмкостью до 22 тыс. байт, а также внешние запоминающие устройства на магнитных дисках.

Машина IRIS-35M минимальной конфигурации включает процессор, устройство ввода данных с телетайпа и печатающее устройство (на бумажной ленте). Комплект может монтироваться в автоприцепе и работать при температуре окружающей среды от —35° до +65°С.

Питание ЭВМ осуществляется от сети переменного тока (частота 400 Гц±10%, напряжение 115 В или 220 В±5%) либо от источников постоянного тока (аккумуляторов) напряжением 25—30 В. Потребляемая мощность комплекта около 500 В-А. Время безотказной работы 4000 ч в стационарных и 2000 ч в полевых условиях. Это достигается применением специальных методов диагностики неисправностей и ремонта. При возникновении какой-либо неисправности включается программа её поиска и сигнализации. Отказавшая схема немедленно заменяется оператором, а ремонт вышедших из строя элементов производится специально подготовленным для этих целей персоналом мастерских.

Автоматизированные системы связи (АСС) иностранных армий до недавнего времени создавались на основе больших управляющих ЭВМ. В них вся нагрузка по обработке информации управления возлагалась на центральную машину, что приводило к расширению комплекта оборудования, усложнению математического обеспечения, повышению стоимости и снижению надёжности работы. Учитывая это, американские специалисты уже в ходе агрессивной войны в Южном Вьетнаме начали использовать мобильные ЭВМ для обеспечения связи в районе боевых действий.

Так, с помощью ЭВМ «Юнивак» 105011 обслуживалась мобильная сеть связи, состоящая из 15 ближних и 13 дальних низкоскоростных абонентских пунктов передачи данных, 36 телетайпов, а также двух высокоскоростных каналов обмена информацией с основными пунктами управления. По сообщениям американской печати, эта ЭВМ позволяла в период активных боевых действий обрабатывать около 720 тыс. сообщений в месяц. Оборудование машины размещалось в трёх контейнерах, что давало возможность быстро перебрасывать его на вертолётах и самолётах.

Малые ЭВМ применяются в концентраторах связи. Специалисты США, проанализировав потоки информации в автоматизированных системах связи, доказали целесообразность проведения ступенчатой обработки информации по мере её приближения к ЭВМ. Они предложили использовать концентраторы цифровой информации, распределители сообщений и входные устройства, имеющие в своём составе малые ЭВМ. Первый опыт показал, как указывают американские специалисты, перспективность использования малых ЭВМ в качестве концентраторов, управляющих низкоскоростными потоками информации от ближних абонентов для максимальной загрузки канала дальней связи, распределителей, обеспечивающих приём, обработку сообщений и выбор оптимального маршрута для его передачи; входных устройств, сопрягающих центральную ЭВМ с каналами связи. Учитывая это, в США и других странах — участницах агрессивного блока стали разрабатывать специализированные малые ЭВМ, так называемые связные процессоры.

Одним из перспективных направлений применения малых ЭВМ в США считается область контроля и диагностики систем связи. Объясняется это тем, что проверка работоспособности и измерение качества канала на пункте неавтоматизированного контроля каналов (рис. 2) занимает, как указывается в американской печати, в лучшем случае несколько минут, а перерывы связи вследствие периодического ухудшения качества канала доходят до нескольких часов в сутки.

Неавтоматизированный пункт контроля каналов связиРис. 2. Неавтоматизированный пункт контроля каналов связи

Для существенного улучшения качества функционирования сети связи военного назначения в США разработана и находится в стадии внедрения автоматическая система контроля каналов, созданная на базе малой ЭВМ Н-316 фирмы «Ханиуэлл». Новая система включает пульт контроля и диагностические терминалы, расположенные на различных узлах или магистралях сети связи министерства обороны. ЭВМ каждые 5 с. осуществляет проверку каналов и в случае обнаружения тенденции к ухудшению качества производит переключение на резерв. С помощью специальных тестов в течение 15 с. отключённый канал тщательно проверяется. Данные о проверке выдаются на пульт оператору для принятия решения о проведении настроек и регулировок.

Командования иностранных армий придают большое значение перспективам развития малых ЭВМ и их применению в войсках. Например, в США планируется в 1977—1985 годах освоить выпуск микропроцессоров трёх классов (табл. 2) и ЭВМ четырёх типов (табл. 3). Первые будут выпускаться в виде монолитных схем (сейчас так изготавливаются интегральные схемы). Например, микропроцессор первого класса предполагается выполнить на одной или нескольких пластинках совместно с запоминающим устройством для записи микропрограмм. ЭВМ предусматривается собирать из стандартных микропроцессоров. В микро-ЭВМ, как правило, будет использоваться один процессор первого класса. Их же предполагается применять в составе абонентских устройств (терминалов) для ввода — вывода и предварительной обработки информации. Мини-ЭВМ будет включать несколько микропроцессоров (один второго класса и от трёх до 20 — первого) и использоваться в качестве управляющей ЭВМ в мобильных системах, работающих в реальном масштабе времени.

Таблица 2. Характеристики перспективных микропроцессоров

Характеристики перспективных микропроцессоров

Проводимые в США и других странах НАТО мероприятия по широкому внедрению в войска различных ЭВМ направлены, как об этом свидетельствует зарубежная печать, прежде всего на дальнейшее повышение боевых возможностей вооружённых сил агрессивного Североатлантического блока.

Таблица 3. Характеристики перспективных ЭВМ

Характеристики перспективных ЭВМ

Похожие записи

0 комментариев

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.