АС-6, система обработки данных, предназначенная для решения больших научных и экономических задач, задач обработки информации и управления. Разработка АС-6 для повышения эффективности взаимодействия различных устройств и каналов связи с ЭВМ БЭСМ-6 завершена в 1975 г. Система могла функционировать в режиме дистанционной пакетной обработки, в режиме коллективного пользования и в режиме реального времени.

Общие сведения

Название система получила по первой поставленной перед разработчиками задаче – создание аппаратуры сопряжения для БЭСМ-6. При эксплуатации БЭСМ-6 в вычислительных центрах, где выполнялась обработка больших объёмов данных, поступающих от большого числа абонентов, в частности в Центре управления полётами, возникла необходимость разработки специальной системы обработки данных вследствие небольшого числа внешних устройств и низкой пропускной способности подсистемы ввода-вывода БЭСМ-6.

Над созданием АС-6 работали: главный конструктор В. А. Мельников, заместители А. А. Соколов, Л. Н. Королёв, В. П. Иванников. Основными разработчиками были: В. И. Смирнов, В. Л. Ли, М. В. Тяпкин, Л. А. Зак, В. С. Чехлов, Ю. И. Митропольский, Ю. Н. Знаменский, В. А. Жуковский, Л. Ф. Чайковский, А. В. Аваев, В. С. Новизенцев, О. К. Щербаков, В. Ф. Жиров, М. А. Головина, Г. В. Степанов, А. И. Журавлёв и др.; ведущими разработчиками программного обеспечения: А. Н. Томилин, А. Ю. Бяков, С. Д. Кузнецов, И. Б. Бурдонов, А. С. Косачев, В. И. Максаков, М. Г. Чайковский, В. А. Коликов и др.

Организациями – разработчиками АС-6 являлись Институт точной механики и вычислительной техники АН СССР (ИТМиВТ, ныне Институт точной механики и вычислительной техники имени С. А. Лебедева РАН) и Московский завод счётно-аналитических машин (САМ), на САМ было организовано производство АС-6. В период с 1977 по 1987 гг. было выпущено 8 систем АС-6.

Особенности архитектуры и технических решений

На первом этапе ставились задачи стыковки БЭСМ-6 с АС-6, которая должна была обеспечить подключение большого числа телеграфных и телефонных каналов, каналов приёма телеметрической информации, а также увеличение объёма памяти на магнитных дисках и существенное увеличение числа периферийных устройств.

Однако по мере накопления опыта по использованию оборудования первого этапа стало очевидно, что в системе необходимы более мощные средства для обработки данных и, главное, необходимо наличие возможности наращивания системы за счёт подключения дополнительных машин и устройств. При этом особенно следует отметить необходимость организации работы «конвейера ЭВМ» для обеспечения в реальном времени обработки всё возрастающего объёма поступающих данных.

Все эти обстоятельства привели к постановке задачи разработки многомашинной системы с развитыми средствами реконфигурации. В основу реализации системы легли идеи специализации подсистем и устройств и унификации в рамках системы каналов обмена.

В АС-6 была использована та же система элементов, что и в БЭСМ-6, которая превосходила интегральные схемы начала 1970-х гг. Было разработано несколько типов стоек (шкафов), что позволило разрабатывать большую номенклатуру устройств. Применялись компактные стойки с короткими связями между блоками с использованием внутреннего монтажа в стойке с двусторонним расположением ячеек. В отличие от конструкции БЭСМ-6, в ряде стоек применено автономное воздушное охлаждение. Стыковка БЭСМ-6 с АС-6 выполнялась с помощью дополнительной стойки аппаратуры, которую называли «рассечка». В частности, она позволяла осуществлять быстрые групповые обмены между памятью БЭСМ-6 и блоками памяти АС-6. Это существенно ускоряло передачу в БЭСМ-6 для обработки больших массивов данных, поступавших в АС-6 по внешним каналам связи.

Благодаря созданию системы автоматизированного проектирования, в основу которой легла методология разработки документации для БЭСМ-6, увеличилась производительность труда разработчиков и повысилась эффективность использования схем за счёт применения некоторых типов диодных блоков в единственном экземпляре и в одном месте.

Кроме БЭСМ-6 в систему входили центральный процессор АС-6 (работавший как отдельная машина), периферийная машина ПМ-6, дополнительные устройства оперативной памяти, контроллер приёма телеметрической информации и выдачи результатов обработки информации в комплексе на устройство отображения. Все эти устройства объединялись в систему в качестве абонентов канала 1-го уровня. Этот канал предназначался для передачи сообщений, содержащих 50-разрядное слово и 23-разрядный адрес. В коммутаторах канала 1-го уровня имелось 4 порта с буферной памятью для хранения сообщений, что обеспечивало режим коммутации сообщений. Общее число абонентов – 16. Таким образом, могло быть подключено по два и более однотипных абонента.

По существу, АС-6 была одной из первых локальных компьютерных сетей, которая к тому же имела выход во внешний мир по телефонным и телеграфным каналам связи. Само понятие сети и первые технологии появились как раз в 1970-е гг.

Центральный процессор АС-6 обеспечивал высокую эффективность обработки данных самых различных форматов, имел аппаратные средства для работы с массивами данных и аппаратно-программные средства для повышения эффективности работы трансляторов с языков высокого уровня. Его производительность превосходила БЭСМ-6 примерно в 1,5 раза, а объём оперативной памяти – в 4 раза. Следует подчеркнуть, что благодаря наличию параллельно работающей периферийной подсистемы в центральном процессоре АС-6 не выполнялись функции, связанные с вводом-выводом.

Периферийная подсистема состояла из периферийных машин ПМ-6 и ряда контроллеров-мультиплексоров, подключённых к ПМ-6 с помощью канала 2-го уровня. Канал 2-го уровня предназначался для передачи сообщений, состоящих из произвольного числа однобайтовых посылок. Для осуществления коммутации каналов использовались коммутаторы канала 2-го уровня. Общее число подканалов – 256. Основные контроллеры, рассчитанные на 32 подканала, – это мультиплексоры телефонных и телеграфных каналов и мультиплексор преобразования сопряжения, обеспечивавший подключение устройств, имеющих выход на интерфейс ввода-вывода ЕС ЭВМ.

Периферийная машина ПМ-6 состояла из параллельно работающих периферийного процессора и каналлера, каждый из которых ориентирован на обслуживание 256 подканалов. Операционная система периферийной машины получала задания на выполнение обменов с устройствами от операционных систем других машин комплекса, управляла работой каналлера, который осуществлял обмен массивами данных между оперативной памятью любого из абонентов канала 1-го уровня и внешним устройством.

Программное обеспечение

Для системы обработки данных АС-6 было разработано специальное программное обеспечение, которое состояло из распределённой операционной системы (ОС) многомашинного информационно-вычислительного комплекса АС-6, включавшей операционные системы БЭСМ-6, ЦП АС-6, ПМ-6, соответствующих систем программирования, тестовых и обслуживающих программ.

ОС АС-6 состояла из взаимодействующих друг с другом через единый интерфейс равноправных операционных систем ЭВМ, входящих в комплекс.

Операционная система АС-6 обеспечивала:

1. Сетевое взаимодействие вычислительных процессов в ЭВМ комплекса, а также с процессами в глобальных сетях ЭВМ.

2. Для процессов, выполнявшихся в любых ЭВМ комплекса, использование внешних устройств всех ЭВМ комплекса, адресацию и использование внешних устройств в дислокациях.

3. Конвейерную работу входящих в комплекс машин для обработки в режиме реального времени больших потоков информации о полётах космических аппаратов.

В операционных системах ЭВМ комплекса имелись средства организации параллельных процессов, в том числе средства соподчинения задач и средства организации в задачах ветвей обработки информации.

Сетевые программные средства ОС АС-6 разделялись на транспортные и функциональные. Транспортные средства были предназначены для передачи данных в комплексе как между операционными системами, так и между задачами пользователей. Функциональные средства, базируясь на транспортных, выполняли функции запроса ресурсов, обмена с устройствами ввода-вывода, вызова программ-посредников и т. п.

В соответствии с принципом равноправия операционных систем транспортные средства (в отличие от функциональных) были симметричны, т. е. каждая ОС обладала идентичными транспортными средствами.

Взаимодействие с транспортными средствами ОС какой-либо ЭВМ прекращалось в случае её выхода из строя и автоматически возобновлялось после перезапуска её ОС.

Итоги разработки

Сразу по завершении разработки в 1975 г. АС-6 участвовала в обеспечении управления полётом космических кораблей по совместной советско-американской программе «Союз» – «Аполлон». В результате за счёт «конвейера ЭВМ» расчёты баллистики были выполнены в советском Центре управления полётами (ЦУП) на 20 мин быстрее, чем в НАСА (США) (результаты совпали).

По мере создания и эксплуатации системы стало очевидно несоответствие новых архитектурных идей и возможностей элементной базы. С целью дальнейшего развития этого направления в 1973 г. был разработан проект системы БЭСМ-10, в котором на основе задела, полученного при создании АС-6, и использования высокоскоростных интегральных схем типа ЭСЛ планировалось создание перспективной вычислительной системы. Однако этот проект не был поддержан Министерством радиопромышленности СССР.

На основе опыта разработки распределённой операционной системы АС-6 (прежде всего ОС ЦП АС-6 и ОС ПМ-6) В. П. Иванниковым в 1977 г. была предложена концепция асинхронного кластера как базового объекта операционной системы. Кластер объединяет в себе не только понятия процедуры и данных (как в объектно ориентированном программировании, восходящем к абстрактным типам данных), но и понятие процесса. В 1980-х гг. была разработана кластерная операционная система КЛОС, технология кластерного программирования, включавшая расширение языка C – СИКЛОС, а также кластерная система управления реляционной базой данных. Основные разработчики: И. Б. Бурдонов, В. П. Иванников, Г. В. Копытов, А. С. Косачев, С. Д. Кузнецов, С. С. Гайсарян, Ю. П. Смирнов, Е. Г. Березин, В. Н. Пономаренко, В. П. Челноков, С. В. Шпекторов, В. Н. Юдин. Макет КЛОС был реализован на ЭВМ «Беста». Однако кластерный подход не получил дальнейшего развития, поскольку в 1990-е гг. были свёрнуты все проекты по созданию отечественных операционных систем.

За разработку системы АС-6 в 1980 г. была присуждена Государственная премия СССР сотрудникам ИТМиВТ В. А. Мельникову, А. А. Соколову, В. П. Иванникову, А. Ю. Бякову, В. Л. Ли, В. И. Смирнову, Л. А. Заку, В. С. Чехлову. Были получены патент на систему в целом, а также ряд патентов на отдельные её составляющие.