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
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).
Рис. 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 «Ферранти» 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 НАТО 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.
Рис. 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
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
