Воспоминания о работе и о проектах

Микромодули
Мое первое знакомство с электронной базой произошло в ЦНИИПА, когда в 1967 году на этом предприятии я проходил производственную практику от ЛТМП. Самым современным элементом тогда был микромодуль, - стандартный параллелепипед, размером примерно 10х10х30 мм со стандартными выводами, в который были упакованы необходимые для работы элементы - резисторы, конденсаторы, транзисторы. Каждый микромодуль выполнял определенную функцию. Разработка устройства заключалась в соединении друг с другом этих функциональных элементов.

Однажды для диплома (кажется, уже институтского) мне понадобилось посмотреть алгоритмы управления ракетами. В Первом отделе мне выдали толстую книгу страниц на пятьсот ("синьку", как тогда называли копии, изготовленные на РЭМе), плотно усеянную уравнениями и формулами. - Эти алгоритмы их следовало реализовать на имеющейся элементной базе.

Микросхемы
По возвращении из армии (в 1970-м году), я обнаружил, что появились микросхемы, и они быстро вытеснили микромодули. В то время существовали только самые простые элементы, выполняющие логические функции: "2И-НЕ", "2ИЛИ-НЕ" 133 серии. Однако, согласно теории, этого было достаточно для построения логических схем любой сложности. Именно этим и занимались разработчики электрических схем (схемотехники). Задачу необходимо было привести к такому виду, чтобы она распалась на функционально законченные блоки, каждый из которых состоял из нескольких десятков микросхем. Блоки компоновались в приборы, которые все в целом решали поставленную задачу.

Военные и гражданские продукты
Тринадцать лет я разрабатывал военную технику, затем перешел в открытое предприятие ЛЭМЗ, где занимался разработкой приборов гражданского назначения, в частности, системы автоматического отпуска бензина на бензоколонках (разработка 1984 года), причем, с отпуском бензина по бесконтактным электронным картам (1992 г.)
Отмечу различия в разработке техники военного и гражданского назначения.
1. В условиях бурного развития элементной базы, новые микросхемы доходили до военных с опозданием в 5-10 лет. - У военных все должно быть супернадежно, новые элементы долгое время не могли пройти военную приемку. Один из важных документов при разработке был "Список разрешенных элементов". Отставание по элементам не могло не замедлять прогресс. С другой стороны, это обстоятельство побуждало разработчиков искать и находить нестандартные решения для сокращения веса и объема устройств. - И чего мы только не придумывали! Запомнился алгоритм Волдера со множеством модификаций для быстрого и компактного вычисления тригонометрических функций.
2. Такой параметр, как стоимость устройства в военных разработках не влиял на его архитектуру. На ЛЭМЗе было не так, деньги (стоимость) считали на всех этапах разработки, побеждал самый дешевый вариант, способный выполнить задачу, даже если по некоторым параметрам он не был лучшим.
3. Более слабые требования к надежности гражданских продуктов, ко всем этапам разработки и производства, что в разы ускоряло процессы создания новых изделий. Вместе с тем, серийное и массовое производство, характерное для приборов невоенного назначения, создавало специфические требования и соответствующие трудности.

Компьютеры
В середине 70-х универсальные компьютеры были еще велики по размеру, а организация мультиплексного режима сильно снижало быстродействие, что для многих практических применений было важным. Потому задача разбивалась не на совокупность взаимодействующих программ (как это делается сейчас), а на совокупность специализированных устройств. Для сокращения объема прибора, разработчику часто приходилось вникать в физику и математику задачи, с тем, чтобы понимать, какие общие требования в данном конкретном случае можно не соблюдать. Исполнение таких требований неизбежно порождало избыточность. В то время велась дискуссия, у какого направления будущее - набор автономных спецвычислителей, или универсальный компьютер, решающий все задачи. Предлагались интересные распределенные алгоритмы. Надо сказать, что окончательного ответа на этот вопрос до сих пор нет, интеллектуальная автономная периферия подрывает централизованное управление.

По тем же причинам, разработчики искали оригинальные решения для того, что можно было бы сделать стандартно. В начале 80-ых ко мне однажды попала разработка молодого инженера. Для схемы были использованы стандартные решения, заимствованные из некой книги. Схема работала. Но когда я посмотрел, как она выполнена, был поражен, - избыточность составляла не менее 50%. Однако вскоре, принцип экономии схемных ресурсов отошел на второй план, главное было сделать быстро. Далее я с этим сталкивался неоднократно и убедился, что востребованы были не "красивые и надежные" разработки, а быстрые, в новых условиях они давали лучший эффект, тем более, что миниатюризация и функциональное усложнение элементов с большой скоростью развивалось. - В "эпоху перемен" на первый план выходят совсем не те критерии, которые почитаются в спокойные времена.
Так, до середины 70-х в военных разработках применялись только самые простые логические элементы, в то время как в гражданской продукции уже внедрялись новые, более сложные микросхемы. Появление каждого такого элемента с военной приемкой было событием, расширяющим возможности разработчика. Иные умельцы-инженеры использовали существующие элементы не только для построения логических схем, но использовали имеющиеся внутри их транзисторы, присоединяя к выводам микросхемы необходимые сопротивления, конденсаторы, индуктивности, чтобы строить из них схемы аналоговые. Но это направление не получило распространения. Для меня элемент исполнял определенную логическую функцию, а что у него внутри, как он построен, значения не имело. Позднее, подобное отношение сложилось по отношению к процессорам, для которых был важен интерфейс, система команд, быстродействие, потребление. Их внутреннее устройство уже не было интересным.

Цифра и аналог
К началу семидесятых годов цифровая техника прочно вытеснила из инженерного обихода многие аналоговые устройства, которые ранее широко использовались, в том числе, в вычислительных целях. Аналоговые схемы оставались лишь там, где квантование не было эффективным. Сейчас торжествует "цифра". Но нельзя исключить возвращения в определенные области аналоговых методов, поскольку это другое, и как мне кажется, недостаточно изученное направление. Нам незнакомо понятие "аналоговая логика", но оно возникает по мере перехода от двоичного кода к троичному, и далее - при увеличении основания до бесконечности. Известно, что троичная логика сложнее двоичной. Но это значит лишь одно, - еще не созданы простые способы работы с многозначной логикой. Естественно, возможности "многозначной логики" сильно отличаются от логики двоичной. Но это - одно из будущих направлений. В былые времена аналоговыми способами моделировали физические процессы, подбирая электронные аналоги для реальных объектов. В конце 70-ых я увлекся вычислителями, построенных на основе цифровых аналогов дифференциальных уравнений. Т.е. схема вполне цифровая, но ее поведение описывается дифференциальным уравнением, которое определяется ее структурой. На самом деле, это были не совсем дифференциальные уравнения, - разностные, т.е. с конечными приращениями.

Высокие частоты
Транзисторы имели слабые частотные характеристики, что вытекало из физики процессов, и до середины 60-ых бытовало мнение, что приемники-передатчики всегда будут строить на электронных лампах. Первый удар по лампам в этой области нанесли транзисторные приемники, ставшие увлечением юных радиолюбителей начала 60-ых. Постепенно транзисторы все-таки вытеснили лампы.

В первой половине восьмидесятых появились микросхемы 500-й серии (ЭСЛ), способные работать на частотах до 10 мегагерц. На этих микросхемах мы строили кодеры-декодеры сигналов для локальных сетей, ставших прообразом сети Интернет. Лично я этим занимался с 1986 года в лаборатории Института Аналитического приборостроения под руководством Л.Я. Лапкина.

Микропроцессоры
Примерно в то время (середина 80-х) для практических разработок появились первые микропроцессоры. Это был прорыв! Запомнился набор микросхем 580-й серии, затем был популярен процессор "Z80", на котором был построен бытовой компьютер "Синклер". Тогда я услышал мнение, что процессоры изменят всю нашу жизнь. С тех пор прошло тридцать лет, и можно сказать, что так оно и случилось, хотя по моим наблюдениям массовое использование процессоров в бытовой сфере началось не сразу после их появления, но лет через 10-15. Потенциал микропроцессоров еще велик, неохваченных областей остается много. У программы "всеобщей цифровизации" есть много актуальных задач. Т.е. есть потребность, есть и "материя" для ее удовлетворения, не хватает лишь числа работников, соответствующих объему задачи. В этом смысле, Индия и Китай еще долго будут впереди.

Сети
Идея объединения компьютеров в единую сеть витала в воздухе уже с тех пор, как как компьютеры стали компактными и получили распространение, т.е. с начала (или с середины) 80-ых, когда появилось понятие "Персональный компьютер". В начале 80-ых у нас это были компьютеры типа ДВК. Предприятие ЛЭМЗ примерно в 1983 году освоило выпуск компьютеров "Искра" с русифицированной операционной системой. Но большого применения они не получили, слишком бурно развивалось это направление, наше производство отставало.

В 1990-91 г., мы с сыном оживленно обсуждали вопрос связи компьютеров между собой, поставив для себя задачу создать реальную сеть общего пользования в масштабах дома, микрорайона, города. Финансовые возможности были слабы, потому следовало найти что-то готовое. И я увидел, что думать можно только об одном, - об однонаправленной передаче компьютерной информации, типа радиовещания. В начале 90-х каналами распространения были: кабельное телевидение, радиотрансляция, радиостанции. "Обратный канал" предполагался стандартный - городской телефон и для организаций - телетайп. В 93-м году мне удалось сделать декодер телесигнала и передавать на модельной установке по кабелю тексты с компьютера (типа "Синклер") на телевизор. Но вскоре появился Телетекст, который во многом повторял мои наработки, эту тему пришлось закрыть.

Интернет
Наконец, в 1994-м появился пейджинг, который прекрасно вписался в систему. Я сделал декодер и через существующую пейджинговую систему мог распространять сообщения на любые компьютеры в пределах мегаполиса. Предполагалось установить компьютеры общего пользования со свободным доступом в общественных местах. У компьютеров-мониторов было две функции: давать справочную информацию, принимать и сортировать сообщения, поступающие по радиоканалу через пейджинг от разных лиц. Это был бы прообраз социальной сети, где случайные люди общаются между собой, а другие могут наблюдать это общение или в нем участвовать. В 1998-м я установил компьютеры общего пользования (мониторы) для приема торговой информации на трех оптовых базах - Приморской, Выборгской и Калининской. Но вскоре на Калининской компьютеры украли злоумышленники, за недостатком средств пришлось закрыть и другие точки. К тому же, в это время появился и быстро распространялся Интернет, с которым конкурировать стало совсем трудно. У информации, передаваемой в режиме "Радиовещание" есть свои преимущества, но, поскольку не удалось создать необходимую инфраструктуру, тема сошла на нет. От того проекта можно видеть сейчас только справочные мониторы, появившиеся в середине нулевых, но я к ним уже не имел никакого отношения. (21.10.2019)

Ссылки
"О книге доктора физико-математических наук Л.Н. Галль" - https://memoclub.ru/2017/03/d395/
"Игры с реальностью" - https://memoclub.ru/2016/02/tx413/
"Компьютер и поиски разума на Земле" - http://www.proza.ru/2010/11/28/952
"Заметки о науке и технике" - https://memoclub.ru/2016/02/tx545/
"Опыты практической самоорганизации" - http://www.proza.ru/2011/02/01/123
"Письмо"  - https://memoclub.ru/2014/09/p2/
"Ахиллес не догонит черепаху" - https://memoclub.ru/2014/08/w2/ -
"Телепроект" - https://memoclub.ru/2014/08/w4/
"Приемник" - https://memoclub.ru/2014/08/w5
"Беспилотные автомобили" - https://memoclub.ru/2019/02/d456_2/
"Конец истории" - http://20vek.ru.com/oa/m1/txx/tx583_3.htm