СМ ЭВМ

СМ ЭВМ (Система Малых Электронных Вычислительных Машин) — семейство универсальных мини-ЭВМ и микроЭВМ, разработанных в странах — членах Совета Экономической Взаимопомощи (СЭВ) в 1970-х — 1980-х годах. СМ ЭВМ представляли собой единую систему машин, совместимых на уровне программного обеспечения и архитектуры, и предназначались для использования в автоматизированных системах управления (АСУ), научных исследованиях, системах сбора и обработки данных, а также в качестве управляющих машин в промышленности. Семейство было создано как ответ на распространение в мире мини-компьютеров, в первую очередь американских машин серии PDP (Digital Equipment Corporation).

История

Предпосылки создания

К началу 1970-х годов в СССР и странах Восточной Европы остро ощущалась нехватка современных вычислительных машин среднего и малого класса. Основной парк составляли большие ЭВМ (серии «Минск», «Урал», БЭСМ), которые были дороги, громоздки и требовали специальных условий эксплуатации. В то же время в мире начался бум мини-компьютеров — относительно недорогих, компактных машин, способных работать в лабораториях, на производстве и в офисах. Лидером этого рынка была компания Digital Equipment Corporation (DEC) с семейством PDP.

В 1968 году в СССР была принята программа создания Единой системы ЭВМ (ЕС ЭВМ), ориентированной на архитектуру IBM/360. Однако эта программа охватывала в основном большие и средние машины. Для малых и мини-ЭВМ требовалась отдельная программа, и в 1970 году было принято решение о разработке единой системы малых машин.

Разработка и производство

Проект СМ ЭВМ был инициирован в рамках Комиссии по вычислительной технике СЭВ. Головной организацией по разработке стал Институт электронных управляющих машин (ИНЭУМ) в Москве. В разработке участвовали предприятия и научные центры СССР, ГДР, Польши, Чехословакии, Венгрии, Болгарии и Румынии.

Первая модель, СМ-1, была выпущена в 1972 году. Она базировалась на архитектуре, близкой к PDP-8 (12-разрядное слово), и была ориентирована на управление технологическими процессами. Однако настоящим прорывом стало семейство СМ-2, СМ-3 и СМ-4, разработанное в середине 1970-х годов. Эти машины были 16-разрядными и архитектурно совместимы с PDP-11 (серия PDP-11/34, PDP-11/40, PDP-11/70). Именно эти модели стали наиболее массовыми и распространёнными.

Производство СМ ЭВМ было организовано на нескольких заводах:

• СССР: Заводы в Москве (ЗИЛ, МЭЛЗ), Киеве (завод «Электронмаш»), Минске, Вильнюсе.
• ГДР: Комбинат Robotron (Дрезден) — производил модели СМ-4, СМ-1420.
• Польша: Объединение Mera (Варшава) — модели СМ-3, СМ-4.
• Чехословакия: Завод Tesla (Пардубице) — модели СМ-4, СМ-5.
• Венгрия: Завод Videoton (Секешфехервар) — модели СМ-3, СМ-4.
• Болгария: Заводы в Софии — модели СМ-2, СМ-4.

Развитие и модернизация

В 1980-х годах семейство было расширено за счёт более производительных моделей:

• СМ-1420 (1984) — 16-разрядная машина на базе микропроцессора КМ1801 (аналог PDP-11/73). Была одной из самых массовых моделей в СССР.
• СМ-1700 (1987) — 32-разрядная машина, архитектурно совместимая с VAX-11 (DEC). Однако из-за технологического отставания и распада СЭВ эта модель не получила широкого распространения.
• СМ-1800 (1988) — персональная ЭВМ на базе микропроцессора КР580ВМ80А (аналог Intel 8080). Фактически это был советский аналог компьютеров «Электроника МС 0511», но в рамках системы СМ ЭВМ.

К концу 1980-х годов парк СМ ЭВМ в СССР и странах СЭВ составлял по разным оценкам от 50 до 100 тысяч машин. Однако с началом перестройки и открытием границ они начали активно вытесняться персональными компьютерами IBM PC и их клонами.

Архитектура и характеристики

Основные модели и их параметры

Структура и совместимость

Архитектура СМ ЭВМ (начиная с СМ-2) базировалась на шине Q-bus (аналог DEC Q-bus). Это обеспечивало модульную конструкцию: процессор, память и контроллеры периферийных устройств размещались на отдельных платах, которые вставлялись в общую шину. Такая структура позволяла легко наращивать мощность и конфигурировать систему под конкретные задачи.

Программная совместимость с PDP-11 была практически полной. Это означало, что для СМ ЭВМ можно было использовать операционную систему RT-11 (под названием РАФОС — Развитая Файловая Операционная Система), а также RSX-11M (под названием ОС РВ — Операционная Система Реального Времени). Позднее были разработаны собственные операционные системы, такие как ДИСПАК (Диалоговая Система Программирования и Автоматизации Контроля) и ОС-СМ.

Программное обеспечение

Операционные системы

• РАФОС (RT-11) — однозадачная ОС реального времени. Использовалась для управления технологическими процессами, сбора данных и научных расчётов. Отличалась простотой и низкими требованиями к ресурсам.
• ОС РВ (RSX-11M) — многозадачная ОС реального времени. Поддерживала до 16 пользователей (в модификации ОС РВ-16). Применялась в АСУ, системах управления базами данных (СУБД) и в качестве серверной платформы.
• ДИСПАК — диалоговая система, ориентированная на работу в режиме разделения времени. Включала в себя редактор, ассемблер, компиляторы с языков Фортран, Паскаль, Си.
• ОС-СМ — собственная разработка ИНЭУМ, совместимая с RSX-11M, но с улучшенной поддержкой русификации и периферии.

Языки программирования

Для СМ ЭВМ были реализованы компиляторы и интерпретаторы большинства распространённых языков того времени:

• Фортран (Fortran IV, Fortran 77) — основной язык для научных расчётов.
• Паскаль (Pascal) — для обучения и системного программирования.
• Си (C) — для разработки операционных систем и прикладного ПО.
• Ассемблер (MACRO-11) — для низкоуровневого программирования.
• Бейсик (BASIC) — для обучения и простых задач.
• Лисп (Lisp) — для задач искусственного интеллекта.

Прикладное ПО

В рамках СМ ЭВМ было разработано множество прикладных пакетов:

• СУБД: «Сетка» (аналог DBMS), «Паллада» (реляционная СУБД).
• Математические пакеты: «Научный калькулятор», пакеты для решения дифференциальных уравнений, статистической обработки.
• Графические системы: «Графор» (Графическое расширение Фортрана), системы для автоматизированного проектирования (САПР).
• Системы управления базами данных: «Ока», «Искра».

Применение

Промышленность и АСУ

СМ ЭВМ широко применялись в автоматизированных системах управления технологическими процессами (АСУ ТП). Они устанавливались на заводах, в энергетике, на транспорте. Например, СМ-4 использовалась для управления доменными печами, прокатными станами, химическими реакторами. В системах АСУП (управление предприятием) СМ ЭВМ работали как центральные машины, обрабатывающие данные с цеховых терминалов.

Научные исследования

В научных институтах и лабораториях СМ ЭВМ использовались для сбора данных с измерительных приборов, управления экспериментами, математического моделирования. Они были особенно популярны в физике, химии, биологии и геологии.

Образование

СМ ЭВМ (в основном СМ-4 и СМ-1420) устанавливались в вычислительных центрах вузов и техникумов. На них обучали программированию, основам вычислительной техники, автоматизации. В некоторых школах (например, в рамках факультативов) также использовались упрощённые модели.

Системы реального времени

Благодаря архитектуре, ориентированной на реальное время, СМ ЭВМ применялись в системах управления космическими аппаратами, в авиации, в системах ПВО. Например, СМ-2 и СМ-4 использовались в наземных комплексах управления спутниками.

Критика и недостатки

Несмотря на широкое распространение, СМ ЭВМ имели ряд существенных недостатков, которые критиковались как пользователями, так и разработчиками:

1. Отставание от мировых аналогов. К моменту выпуска СМ-4 (1979) в мире уже активно продавались 32-разрядные мини-ЭВМ (VAX-11/780), а также первые персональные компьютеры (Apple II, IBM PC). СМ ЭВМ по производительности и возможностям уступали западным аналогам на 3–5 лет.
2. Низкое качество элементной базы. Советские микросхемы и комплектующие часто выходили из строя, имели большой разброс параметров. Это приводило к частым сбоям и необходимости ремонта.
3. Сложность эксплуатации. Для работы с СМ ЭВМ требовался квалифицированный персонал: системные программисты, инженеры-электронщики. Пользовательский интерфейс был минималистичным (в основном командная строка).
4. Отсутствие совместимости с IBM PC. К концу 1980-х годов стандартом де-факто стали компьютеры IBM PC. СМ ЭВМ не могли запускать программы, написанные для DOS, и не имели развитых средств для работы с текстами и графикой.
5. Проблемы с русификацией. Хотя были разработаны русифицированные версии ОС и ПО, они часто работали нестабильно и требовали дополнительных настроек.

Наследие

СМ ЭВМ оставили заметный след в истории вычислительной техники СССР и стран Восточной Европы. Они стали первыми массовыми мини-компьютерами, доступными для широкого круга организаций. На них выросло целое поколение советских программистов и инженеров. Многие разработки, созданные для СМ ЭВМ (например, СУБД «Паллада», графический пакет «Графор»), использовались вплоть до середины 1990-х годов.

С распадом СЭВ и СССР производство СМ ЭВМ было свёрнуто. К 1995 году большинство машин было списано или заменено на IBM PC-совместимые компьютеры. Тем не менее, отдельные экземпляры сохранились в музеях вычислительной техники (например, в Политехническом музее в Москве, в музее «Компьютерное наследие» в Санкт-Петербурге). В некоторых учебных заведениях СМ ЭВМ использовались в качестве учебных пособий до начала 2000-х годов.

Источники

• А. В. Гусев, В. В. Пржиялковский. «Система малых ЭВМ СМ-4». — М.: Финансы и статистика, 1983.
• Б. А. Головкин. «Вычислительные системы СМ ЭВМ». — М.: Радио и связь, 1985.
• В. П. Иванников, А. Н. Томилин. «Архитектура и программное обеспечение СМ ЭВМ». — М.: Наука, 1987.
• «Энциклопедия кибернетики» / под ред. В. М. Глушкова. — Киев: УСЭ, 1975.
• Документация ИНЭУМ (Институт электронных управляющих машин) за 1970–1988 гг.