Применение в полётах подобного типа бортовых ЭВМ было чрезвычайно важным. Полёт состоял из нескольких фаз, в каждой из которых требовался точный расчёт в реальном масштабе времени множества параметров работы систем корабля. Автоматика на основе программно-временных устройств (ПВУ) здесь непригодна: уж слишком непредсказуемы условия полёта. А вот цифровая ЭВМ с её гибкой программируемой логикой подходила для этих целей идеально. Тем более что БЦВМ серии «Аргон-1», разработанные в НИИЭМ для мобильного оперативно-тактического ракетного комплекса «Точка», доказали свою эффективность в управлении сложными процессами.
Именно на базе «Аргон-1» и была создана первая вычислительная машина космического базирования. БЦВМ «Аргон-11С» была предназначена для управления движением космического корабля Л1 из серии «Зонд» при его облёте Луны и аэродинамического спуска на Землю при вхождении в атмосферу на второй космической скорости.
Лунные программы СССР и США в то время шли ноздря в ноздрю, и допустить какие-либо оплошности, тем более по вине вычислительной техники, было немыслимо.
Надёжность системы управления при этом ставилась во главу угла. Конечно, техника военного назначения всегда отличалась высочайшими показателями отказоустойчивости, достигавшимися с помощью проектных, организационных и технологических мероприятий, а также жёсткой госприёмки. Однако в случае с БЦВМ для лунной миссии этих мер явно было недостаточно. Понимая это, инженеры НИИЭМ сделали «Аргон-11С»... трёхголовым. В буквальном смысле этого слова.
В «Аргон-11С» впервые в практике создания бортовых ЭВМ была применена схема резервирования узлов, которая именовалась троированной структурой с мажоритированием. За этим мудрёным названием скрывается элегантная по своей идее конструкция.
Вот он — космический Горыныч, бортовая цифровая вычислительная машина «Аргон-11С»
Структурно «Аргон-11С» состоял из трёх одинаковых функциональных блоков, работающих параллельно и независимо друг от друга. На входы каждого блока (всего их было 28) поступала совершенно одинаковая информация от множества датчиков телеметрии. На её основе каждый блок вырабатывал более сорока управляющих воздействий.
И вот тут начиналось самое интересное. Конечные управляющие воздействия формировались по мажоритарному принципу. То есть если на двух из трёх выходов они были одинаковы, а на третьем отличались, то за основу брались значения, выработанные большинством.
Мажоритарные логические схемы известны достаточно давно. Сигнал на их выходе зависит от одинаковых сигналов на большинстве входов
Фактически в «Аргон-11С» постоянно проходило голосование за наиболее правильное управляющее воздействие. А чтобы вы не подумали, что троица вычислительных блоков постоянно стремилась организовать коалицию против меньшинства, знайте, что между их входными и выходными каналами имелись связи, позволяющие обмениваться информацией в случае, если она в одном или нескольких блоках искажалась.
Ещё одной важной особенностью «Аргон-11С» было применение интегральных схем. Специально для этой серии специалистами НИИЭМ совместно с инженерами научно-исследовательского института точной технологии НИИТТ были разработаны гибридные интегральные схемы серии «Тропа» — фактически первые советские интегральные схемы.
Каждая интегральная схема «Тропа» содержала один логический элемент на базе транзисторно-транзисторной логики. В «Аргон-11С» таких интегральных схем были сотни. (Иллюстрация с сайта 155la3.ru)
Конструктивно печатные платы со схемами «Тропа» для каждого из трёх вычислительных узлов «Аргон-11С» собирались в многостраничную «книжку», корешком которой были шлейфы межмодульных связей. Вся эта «библиотека» жёстко монтировалась на специальном шасси, которое охлаждалось привычным для нас способом: с помощью вентилятора. С учётом тройного резервирования масса БЦВМ в 34 килограмма не кажется такой уж большой.
По нынешним меркам вычислительная мощность «Аргон-11С» — 200 тысяч операций в секунду — смехотворна, разрядность чисел и команд (14 и 17 соответственно) вызывает изумление, а объём оперативной памяти на ферритовых сердечниках (128 четырнадцатиразрядных слов) заставляет задуматься: как в ней вообще помещались какие-нибудь программы?!
Память на ферритовых сердечниках была единственным конструктивным решением для оперативного запоминающего устройства до середины семидесятых годов.
Зато надёжность этой машины, официально зафиксированная в её документации, потрясает. Вероятность отсутствия отказов в двух из трёх её модулей (а для голосования по большинству нужно минимум два работоспособных модуля) составляет 0,999 в течение восьми суток полёта космического аппарата к Луне и обратно.
Конструкция троированной схемы «Аргон-11С» была столь удачной, что в дальнейшем она была повторена с БЦВМ «Аргон-16», которую смело можно назвать космическим долгожителем. Эта ЭВМ использовалась в самых разнообразных космических аппаратах более 25 лет! Около трёхсот экземпляров «Аргон-16» трудились в «Союзах», транспортниках «Прогресс», орбитальных станциях «Салют» и «Мир». Поверьте, для ЭВМ космического базирования это большая цифра.
В бортовой ЭВМ «Аргон-16» также была использована троированная структура с мажоритарными связями. Для переноски этого девяностокилограммового «горыныча» к корпусу были приделаны специальные ручки.
Место БЦВМ «Аргон-16» в схеме транспортного корабля снабжения
Лунная программа СССР потерпела фиаско, но дала мощный толчок развитию бортовой вычислительной техники космического базирования. Пришедшие на смену «Аргонам» БЦВМ серии Ц, в частности «С-530», с успехом применялись в системах управления межпланетных станций «Марс» и «Венера». С их помощью впервые в истории человечества была выполнена посадка космического аппарата на поверхность Марса, проведены исследования кометы «Вега» и радиолокация Венеры.
"Трёхголовость" бортовых ЭВМ, реализованная в «Аргон-11С», и по сей день — одна из основных конструктивных особенностей космической вычислительной техники.
К оглавлению
ZX Spectrum в России: большой путь маленького компьютера
Максим Тимонин
Опубликовано 21 апреля 2011 года
Когда вы читаете эти строчки, где-то наверняка светится экран монитора со знакомой до боли надписью «© 1982 Sinclair Research Ltd». А это значит, что ZX Spectrum, восьмиразрядный компьютер, придуманный без малого тридцать лет назад, и не собирается сходить с компьютерного небосклона.
Одна из причин особого отношения людей к «Спектруму» (или «Спекки», как ласково величают его пользователи) — это, безусловно, ностальгия, и не только по нему, но и по всей технике и окружавшей её атмосфере рубежа восьмидесятых-девяностых годов. Те компьютеры с нынешних высот кажутся плохенькими и неказистыми, но для многих они были первыми компьютерами в доме — с первыми играми, бейсиками, фокалами, паскалями...
Первые ZX Spectrum были созданы компанией Sinclair Research в начале восьмидесятых годов, и с тех пор они продавались миллионными тиражами. Хоть «Спектрумы» и не были особенно мощными, однако благодаря своей простоте, дешевизне и обилию доступного софта и игр стали просто идеальными домашними компьютерами.
В отличие от поклонников не менее знаменитых на Западе компьютеров Commodore 64 и Apple II, любители ZX Spectrum обитают в странах Восточной Европы. Российские спектрумисты-самоделкины не оставили эту платформу и в девяностые годы — когда производство фирменных компьютеров было давно свёрнуто. Как же появился «Спектрум» на просторах тогда ещё СССР, и почему именно он стал для нас символом компьютеров той эпохи?
Почему «Спектрум»?"Спектрумы" вовсе не были первыми машинами, доступными для рядового советского гражданина. Такие отечественные восьмибитные изделия, как «Микро-80» и «Радио-86РК», появились ещё раньше. Неплохо распространились и отечественные компьютеры серии «БК», были компьютерные классы на базе ДВК и УКНЦ. Параллельно с первыми «Спектрумами» из-за рубежа в нашу страну проникли и другие популярные в те времена восьмибитные машины: Commodore-64, MSX, серия Atari и прочие.
