Очерки истории отечественной программной инженерии в 1940-е – 80-е годы

Липаев Владимир Васильевич

Второе направление с середины 60-х годов составляли крупные заказные (создаваемые по заказу государства) комплексы программ реального времени для сложных оборонных систем управления и обработки информации. Такие комплексы создавались большими коллективами специалистов, преимущественно в оборонной промышленности, оформлялись в виде программных продуктов с гарантированным качеством. Эти комплексы программ являлись компонентами систем, реализующими их основные функции и содержащими предпосылки для последующего развития и изменений. Методология управления проектами программных продуктов зависела от многих факторов: от персонала, технических, организационных, договорных требований и сложности функций. Организованная и контролируемая коллективная разработка при строгом учете и контроле каждого изменения являлась основой эффективного, поступательного развития каждой крупной вычислительной системы методами

программной инженерии. Руководством страны особенно активно стимулировалось развитие таких комплексов программ для оборонных систем. В предлагаемой монографии внимание акцентируется на истории и крупных достижениях технологии программирования в оборонной промышленности страны, наименее известных современным специалистам.

В 1960-е – 80-е годы в оборонной сфере были сосредоточены огромные ресурсы науки и промышленности, работали сотни тысяч разработчиков сложных комплексов программ, в несколько раз больше, чем в гражданских отраслях. Концентрация специалистов, стимулирование их труда, естественно, давали результаты. Это, в частности, отражалось на активном ходе работ в области создания крупных интеллектуальных программных продуктов и технологических систем программной инженерии для повышения эффективности процессов разработки и оценки качества комплексов программ оборонных систем. Однако методологические и технологические достижения в этой области передовых предприятий оборонной промышленности оставались секретными, не отражались в открытых публикациях и зачастую были не известны специалистам даже близких по функциям и задачам предприятий.

Разработки комплексов программ для оборонных систем с самого начала отличались организованностью и тесным взаимодействием с заказчиками таких систем. При этом требования заказчиков к функциям и качеству программных продуктов хронически превышали возможности разработчиков и ресурсы доступных вычислительных машин. Очень быстро расширялись функции комплексов программ и, соответственно, потребности в размерах памяти и производительности ЭВМ, на которых они использовались. Это заставляло разработчиков программ создавать и использовать эффективные алгоритмы решения поставленных задач и методы программирования. Это стимулировало совершенствование тех и других, и необходимость формализации технологий применявшейся тогда программной инженерии. Расширение размеров и функций, создаваемых программных продуктов, а также уровень автоматизации их проектирования и программирования следовали непосредственно за увеличением доступных ресурсов вычислительных машин. Одновременно повышалась производительность труда специалистов и качество программного продукта.

Развитие вычислительной техники в 1960-ые годы происходило в Советском Союзе очень высокими темпами. Предприятия активно оснащались различными ЭВМ. Кульминационной точкой в истории отечественной вычислительной техники стало создание С.А. Лебедевым в 1967-ом году ЭВМ БЭСМ-6. Именно эта машина впервые поразила весь мир невероятной для того времени производительностью – один миллион операций в секунду. Машина БЭСМ-6 сильно опередила свое время, начав развитие второго поколения ЭВМ. Она вобрала в себя много оригинальных идей, подобного класса в мире тогда не было. Эта машина широко использовалась в системах автоматизации проектирования для моделирования сложнейших физических процессов и процессов управления как инструментальная машина для разработки крупных программных продуктов оборонных систем на базе различных мобильных и бортовых ЭВМ. Она оставалась востребованной рекордно долгое время, более тридцати лет – последний экземпляр БЭСМ-6 прекратили использовать только на рубеже 21-го века.

К середине 80-х годов в стране было создано около 300 типов и более десяти семейств оригинальных ЭВМ, в основном, для оборонной техники [10, 11]. Однако большое число проектов оставалось на уровне экспериментальных образцов. Они не определяли вычислительный потенциал страны и не отражены в данной книге. Последующее изложение ориентировано на ограниченное число типов ЭВМ, сыгравших наиболее важную роль в отечественной истории развития вычислительной техники и программной инженерии. Большинство из них были оснащены отечественными операционными системами, трансляторами и отладчиками. Инструментальные средства проектирования и производства программных продуктов, естественно, были ориентированы на определенные типы аппаратуры ЭВМ и в большинстве случаев определялись используемыми вычислительными ресурсами, функциями и областями их применения. Средства программной инженерии могли реализоваться только при достаточно больших ресурсах ЭВМ. Это определило их появление и активное применение, начиная с середины 60-х годов для оборонных систем.

В 1980-е годы начинает формироваться и систематизироваться программная инженерия для проектирования крупных комплексов программ административных,

гражданских сфер народного хозяйства. В эти годы происходит переход к массовому производству сложных комплексов программ высокого качества и к подготовке специалистов для поддержки жизненного цикла таких программных продуктов. На многих предприятиях началась осваиваться методология программной инженерии. Завершалась эпоха самостоятельного развития ряда поколений отечественной вычислительной техники и операционных систем для широкого применения в народном хозяйстве. Оригинальные отечественные разработки в этой области сохранялись, в основном, в оборонных отраслях промышленности. В то же время проявилась тенденция к сокращению разнообразия архитектур, к унификации мобильных, бортовых и наземных ЭВМ оборонного назначения, к их сближению с архитектурами универсальных вычислительных машин.

Этап оригинального развития вычислительной техники в СССР пошел на спад в конце 1970-х годов, когда было принято решение о переходе к производству и использованию ЭВМ, которые являлись прототипами моделей западных образцов – IBM 360 и PDP. Руководители высшего управленческого уровня не понимали уже освоенных в стране методов и технологий программной инженерии, направленных на создание сложных комплексов программ. Они видели, что на Западе имеется программный продукт, который «.без особого трудя» можно нелегально копировать и использовать, если наладить производство аппаратуры ЭВМ с соответствующей архитектурой. В угоду приоритету ЕС ЭВМ были оборваны и прекратили существование отечественные линии проектирования и производства семейств универсальных вычислительных машин, в частности, БЭСМ-6 и «Урал». Освоение зарубежных операционных систем, СУБД, прикладных и технологических программ для этих типов машин подорвало оригинальную, отечественную школу программирования и сориентировало ее на заимствование и адаптацию готовых, как правило, неизвестного качества, зарубежных программ. Такая тенденция стала в то время доминирующей. Проектирование и производство оригинальных советских ЭВМ – это успехи прошлого нашей страны. Вместе с тем, это свидетельство широких возможностей наших ученых и специалистов, которые, к сожалению, почти утрачены в настоящее время.

Однако для ряда специальных, критических сфер применения оборонных систем (например, мобильных, бортовых в авиационной, ракетной и космической технике), сохранили актуальность разработка и использование унаследованных архитектур специализированных ЭВМ реального времени на новой элементной базе. К ним предъявлялись особенно высокие требования к качеству, надежности, габаритам, климатическим характеристикам. Это обусловливало значительные особенности их архитектур и систем команд, в том числе для сохранения и модернизации ранее разработанных и эксплуатируемых крупных функциональных программных продуктов оборонных систем.

В конце 80-х годов началась очередная смена поколения вычислительной техники и активное освоение различных зарубежных персональных ЭВМ и серверов с резким увеличением доступных пользователям ресурсов. Эти годы стали переломными для истории оригинального развития отечественной вычислительной техники и программирования. Широкий поток в страну зарубежных персональных ЭВМ драматически отразился на создании отечественных средств автоматизации программирования и программной инженерии. Изобилие разнообразных программных продуктов для персональных ЭВМ переориентировало отечественных специалистов на их освоение и применение. Только в некоторых направлениях инструментальных средств программной инженерии (например, тестирование, компиляторы) продолжались исследования и создавались отдельные, принципиально новые технологические средства высокого качества.

Изменение акцентов в деятельности многих отечественных специалистов, связанных с переходом от индивидуального программирования небольших компонентов к коллективному созданию и применению методов и технологий программной инженерии, происходило в 1960-е – 80-е годы. В различных, (в основном, оборонных) областях применения программных продуктов появилась потребность в обеспечении экономической эффективности процессов проектирования и производства крупных комплексов программ. Для этого начали использоваться наиболее совершенные методы управления проектами, системная автоматизация процессов на всех этапах жизненного цикла комплексов программ для повышения производительности и качества результатов труда участвующих в этих процессах специалистов. Управленческие и технические проверки, анализ качества результатов выполнения промежуточных работ и созданных компонентов, проверки корректности их взаимодействия должны были обеспечивать заказчикам, руководителям и всем разработчикам более высокую степень уверенности в достижении требуемого конечного результата, и гарантии качества программного продукта.