Семейство персональных ЭВМ «ПОИСК»

СОЦИАЛЬНЫЙ ПОРТРЕТ СЕМЕЙСТВА ПЕРСОНАЛЬНЫХ ЭВМ «ПОИСК»
Академик АН Высшей школы, д.т.н., профессор С.И.Мирошниченко, к.т.н., доцент О.А.Падалко

Данной статьей открывается новая рубрика по ПЭВМ семейства «Поиск» — от самой первой модели до перспективных разработок, находящихся на стадиях НИР и ОКР. В дальнейшем издательство «РадиоАматор» планирует выпускать серию брошюр для обладателей таких ПЭВМ, где более подробно будет описано все о них: от пользования до ремонта.
В подготовке статей помимо авторов участвуют главный разработчик и автор семейства ПЭВМ «Поиск» Ю.В.Ролль и начальник научно-исследовательского комплекса «Поиск» ПО «Электронмаш» В.А.Стрюченко.

Есть много общею в разработке персональных ЭВМ и автомобилей. В обоих случаях действуют жесткие правила и регламенты, но одновременно остается широкое поле для фантазии и творчества. Так, при проектировании автомобиля необходим двигатель, руль и другие части, однако конструктивные особенности, внешний вид, реакция на действия водителя для каждой оригинальной разработки отличимы. Точно также при разработке IBM-совместимых ПЭВМ применяют процессоры фирмы Intel от 8086 до 80486 или их аналоги, а в последних разработках — процессоры Pentium, oстандартные системные магистрали, память, контроллеры, стандартное внутреннее программное обеспечение и другие устройства, т.е. имеются широкие ‘ возможности варьировать архитектурой и конструкцией ЭВМ, параметрами и схемотехникой блоков.

Все началось под Новый год вечером, когда в дверь квартиры инженера-электро- нщика Юрия Васильевича Ролля позвонили. В качестве Деда Мороза стоял московский знакомый, а в руках у него был сказочный подарок — персональная ЭВМ IBM PC — диковинка тех далеких годов начала 80-х, одна из первых, попавших в СССР.
Заморская красавица блистала формами и безупречной клавиатурой, однако по основным техническим характеристикам существенно уступала самоделке, которая уже несколько лет работала дома у хозяина квартиры. Неприятно поразили также «резаные» буквы, светившиеся на экране монитора.

Следует заметить, что отношение к продукции гигантской электронной фирмы с тремя магическими буквами IBM в Киеве сложилось весьма критическим. Для этого имелись веские основания. В тот период в Киеве было все для создания собственных ЭВМ экстра-класса. Имелся опыт разработки и эксплуатации первой ЭВМ под руководством Сергея Алексеевича Лебедева (1948-1951 гг.). Интенсивно работал коллектив Института кибернетики АН УССР — детище выдающегося ученого Виктора Михайловича Глушкова. В коллективе института были разработаны основы построения малых ЭВМ, реализованные в серийных ЭВМ «Промінь» (1962 г.), «Мир-1» (1965 г.) и «Мир-2» (1969г.). Эти машины отличались простотой, необычайным для тех лет удобством для пользователя и высоко интеллектуальным математическим обеспечением. По предложению В.М.Глушкова в набор операций процессора «Мир-1» были введены действия с элементарными функциями sinx, lnx и другие, вычисления факториалов n! и определенных интегралов. Машина даже «прощала» оператору распространенные орфографические ошибки русского языка.

Машина «Мир-2» могла выполнять аналитические преобразования с функциями, упрощать математические выражения и др. За всю историю развития вычислительной техники «Мир-2» была единственной ЭВМ, которую закупила западная фирма. Можно с уверенностью сказать, что машины серии «Мир» явились первыми в мире прообразами персональных ЭВМ. К сожалению, старая элементная база (транзисторные модули и наличие большого количества разъемов и соединительных проводов) делали машины серии «Мир» низкими по надежности. Нужен был технологический прорыв в области микроэлектроники. Помимо кибернетиков в Киеве имелись коллективы микроэлектронщиков в оборонных НИИ и научно-производственном объединении по разработке и выпуску микросхем — «Кристалл», которое было одним из наиболее мощных в бывшем СССР. Работали также коллективы разработчиков вычислительной техники в нескольких НПО, и, в частности, в специализированном объединении по выпуску вычислительной техники, которое в дальнейшем получило название «Электронмаш».

Соединение опыта и интеллекта киевских специалистов в области кибернетики, микроэлектроники и вычислительной техники могло привести к выдающимся результатам. Могло бы, но по воле чиновников (союзного масштаба) не состоялось. Коллективам были предписаны работы в других направлениях.
В 1969 г. С.А.Лебедев категорически, но безуспешно возражал против начала копирования в СССР серии машин IBM/360. Дальнейшее развитие техники подтвердило справедливость его возражений. В серию не вписывались как большие машины, так и «персоналки». Копирование обернулось крупными экономическими потерями. Да и сама фирма IBM долгие 6 лет теряла рынок «персоналок» и только в 1981 г. вышла на него с достаточно слабой машиной IBM PC. Лишь через два года удалось несколько улучшить ситуацию выпуском IBM PC/XT. Гениальность руководителей фирмы состояла в том, что они не стали делать секретов из полного описания машины и ее математики. Все разработчики и программисты мира были приглашены к сотрудничеству, а структура ПЭВМ фирмы IBM фактически стала мировым стандартом. Возник технический парадокс, когда разработчикам ПЭВМ, принявшим архитектуру IBM, в том числе и в Киеве, пришлось по некоторым характеристикам опускаться до мирового стандарта. Совместимость с «безбрежным океаном» программного обеспечения того стоила. Продолжая автомобильную аналогию можно сказать, что пришлось присоединиться к общепринятым правилам дорожного движения.

Исходной ЭВМ для семейства «Поисков» стала разработанная Ю.В.Роллем в 1982 г. IBM-совместимая ЭВМ, которая в дальнейшем малой серией была тиражировала для внутренних нужд НПО «Кристалл». Секрета из разработки сделать не смогли. «Персоналка» получила распространение первоначально среди любителей домашних ЭВМ в Киеве, а затем и в других городах бывшего союза под названием «двухплатник», так как состояла в минимальном комплекте из плат процессора и графики. Плата процессора помимо процессора Intel 8088 содержала ОЗУ, контроллеры клавиатуры и дисковода, а также параллельный и последовательный порты. Плата графики в стандарте CGA имела несколько модификаций в зависимости от того, была ли доступна любителю СБИС контроллера графики фирмы Motorola МС6845 или ее функции приходилось выполнять на микросхемах малого уровня интеграции. По производительности «двухплатник» со ответствовал ЕС-1840, а по стоимости был на порядок дешевле. Адаптация к доступной элементной базе и самостоятельная разработка электрической схемы при достижении максимально возможной программной совместимости стали в дальнейшем характерной чертой ПЭВМ семейства «Поиск». По сравнению с широко описанными домашними ПЭВМ типа «Радио-РК86», «Ленинград», «Океан» и другими, «двухплатники» отличались профессионализмом и более высокими техническими характеристиками. Эти ПЭВМ были не только школой компьютерной грамотности, но и хорошими домашними помощниками. Как говорили любители домашних ЭВМ, расчеты можно было проводить «в халате и тапочках».

Летом 1994 г.в НПО «Электронмаш» собралась межведомственная комиссия, состоящая из специалистов в области кибернетики, электроники, медицины, образования и организации производства. Хозяева: начальник научно-исследовательского комплекса «Поиск» В.А. Стрюченко , заведующие отделами Ю.В.Ролль и В.А.Беляков, заведующие лабораториями В.И.Засяк, В.В.Никитин и Л.А.Иванова, ведущий конструктор А.П.Иванов и ведущий дизайнер С.И.Игнатова, представили последние разработки — «Поиск-4» и «Поиск-5» — современные персональные ЭВМ на процессорах 80386 и 80486, рассказывали о ходе работ над «персоналкой» на процессоре Pentium. Несколькими месяцами ранее аналогичная комиссия принимала компьютерный учебный класс на ПЭВМ «Поиск-3» и «Поиск-4». Обе комиссии провели тщательную работу по оценке основных технических, эргономических и санитарно-гигиенических параметров представленной вычислительной техники и классной мебели. Вывод был однозначным: представленные изделия соответствуют мировым стандартам и удовлетворяют жестким санитарно-гигиеническим требованиям.

Что же представляет собой семейство «Поисков»? Это ряд IBM — совместимых персональных ЭВМ, производительность и сложность которых возрастает от «Поиск-1» до «Поиск-6». Основные технические характеристики «персоналок», а также поддерживаемые ими стандарты графики и программное обеспечение приведены в табл. 1. Анализ внешнего рынка компьютеров и участие представителей «Электронмаша» на международных выставках ЭВМ дали основание ориентировать продажу «Поисков» не только на внутреннем рынке Украины, но и на внешнем. Для этого среди прочих изменений потребовалось дать новые фирменные названия «Поиск-3» — MINON, «Поиск-3.286» — BINON, «Поиск-3.386 SX» — TRION, «Поиск-4.386 DX» — TRITON, «Поиск-5» — ТЕTRON, «Поиск-6» — PENTON. Хочется надеяться, что у ПЭВМ под этими названиями будет счастливая судьба.

Таблица 1

Примечание:
1. «Поиск-1». С применением адаптеров и расширителей. Программная совместимость с IBM PC /XT
2. «Поиск-2». Конструктивная, аппаратная и программная совместимость с IBM РС/ХТ/АТ.
3. «Поиск-3». Одноплатная ПЭВМ с возможностью расширения (4 места). Разрядность 16/32.
4. «Поиск-4». Двухплатная ПЭВМ — материнская плата и плата адаптеров монитора и интерфейса. Возможность расширения (6 мест). 32-разрядная шина vl-bus.
5. «Поиск-5». 32-разрядная шина vl-bus.
6. «Поиск-6». Шины стандартов ISA — 16 разрядов и РСI — 32 разряда.

Стадии разработки и освоения производством этих машин различные. «Поиск-1» является самой массовой ПЭВМ, выпускавшейся в бывшем СССР и тем более в странах СНГ. На сегодняшний день «Поиск-1» имеет большое число модификаций и выпуск этих ПЭВМ продолжается. В магазинах последние модификации «Поиск-1» не залеживаются.
«Поиск-2» также выпускается серийно, однако в меньшем количестве, так как является более сложной машиной. По производительности основная часть модификаций «Поиск-2» соответствует ускоренной IBM PC/XT, а модификации «Поиск-2.286» и «Поиск-2.386» — персональным ЭВМ IBM РС/АТ-286 и АТ-386.

Серийный выпуск ПЭВМ «Поиск-3» начат примерно в то же время, что и «Поиск-2». По внешнему виду «Поиск-3» отличается от «Поиск-2» тем, что «Поиск-2» имеет горизонтально расположенный системный блок, а «Поиск-3» — вертикально в виде башенки. ПЭВМ «Поиск-3» уникальны тем, что имеют модификации как на отечественном аналоге процессора 8086 (MINON), так и на импортных процессорах 80286 (BINON) и 80386 (TRION). По существу, это самостоятельное семейство одноплатных ЭВМ внутри семейства ПЭВМ «Поиск». ПЭВМ «Поиск-4» (TRITON) прошла этап опытно-конструкторских работ и находится в стадии промышленного освоения. Эго современная машина на основе процессора 80386 DX-25, которая имеет развитую архитектуру и возможность подключения практически любых внешних IBM-совместимых устройств.
«Поиск 5» (TETRON) выполнена на процессоре 80486 DX. Машина работает в макетном варианте и имеет высокую производительность. Она по классу близка к самым современным персональным ЭВМ мира и является наиболее мощной «персоналкой», разработанной в странах СНГ. Венцом развития семейства ПЭВМ «Поиск» является разрабатываемая в настоящее время на процессоре Pentium машина «Поиск-6» (PENTON), которую без натяжек можно отнести к машинам экстра класса в мировой классификации ПЭВМ.

Широкая номенклатура выпускаемых и разрабатываемых в ПО «Электронмаш» персональных ЭВМ свидетельствует о том, что там сложился творческий коллектив, имеющий большой опыт создания конкурентоспособных персональных ЭВМ. Все началось с разработки «Поиск-1».
Своеобразие времен минулых состояло в том, что все нужно было делать и соответствии с государственной программой развития. Для ПО «Электронмаш» в Москве в качестве основного направления было решено разрабатывать управляющие вычислительные машины серии СМ. Определена координация в рамках соцстран и спущен жесткий план. Чиновники -люди дисциплинированные, они привыкли точно выполнять предписанное. Со специалистами хуже — они привыкли думать. Да и как не думать, когда намеченная программа развития по многим направлениям определенно вела в тупик. Все это в начале 80-х предвидели специалисты на «Электронмаше».
Необходимость развития производства персональных ЭВМ отстаивала группа, которую возглавлял В. А. Стрюченко. Его поддерживал тогдашний директор «Электронмаша» А.Г.Назарчук, а также уже известный читателю Ю.В.Ролль со своими единомышленниками и разработчиками из «Электронмаша». Сложнее было с разворачиванием производства. Необходимо было построить и оборудовать новые цехи. Выход нашли, объявив готовящуюся к выпуску «персоналку» товаром народного потребления и, вообще, игрой для детей старше 12 лет.

ПЭВМ «Поиск-1» была задумана как реконфигурируемая машина минимальной стоимости. В минимальной конфигурации она содержала только системный моноблок процессора с клавиатурой, который подключался к магнитофону и телевизору. В системном моноблоке для расширения предусматривалось четыре системных разъёма, через которые подключаются адаптеры дисковода, дополнительные оперативная и постоянная память, манипулятор «мышь», принтер и др. К настоящему времени разработано 27 различных расширителей, модулей и адаптеров. Использование только отечественных комплектующих снизило стоимость ПЭВМ. Очень пригодился опыт «двухплатника» по замене БИС контроллеров графики и клавиатуры на доступные микросхемы. В результате стоимость всего системного моноблока процессора и клавиатуры «Поиск-1» получилась равной стоимости клавиатуры минской персональной ЭВМ ЕС-1840.

Первые ЭВМ «Поиск-1» были выпущены в 1989 г. и имели большую популярность среди любителей домашних ЭВМ благодаря своей доступности по цене, значительным возможностям и реконфигурируемости. Практически одновременно с выпуском первых «Поиск-1» были выпущены компьютерные информационные классы (УИК-1) на основе этих машин. Для классов была разработана локальная сеть, что значительно снизило их стоимость, и выполнена специальная доработка системного блока и монитора, позволившая увеличить частоту кадров до 70 Гц. Последнее уберегло многих школьников от ухудшения зрения. Так реально проявилось сотрудничество с медиками и специалистами народного образования.

Полный перечень расширителей, модулей и адаптеров и их назначение приведены в табл. 2.

Таблица 2

К настоящему времени продано более 120 тыс. машин из разработанных девяти конфигураций комплексов «персоналки» от «Поиск» до «Поиск-1.08». Основные данные по ним сведены в табл.3. Для расширения возможностей ПЭВМ «Поиск-1» ко всем ее конфигурациям следует применять следующие адаптеры, расширители и модули: адаптеры принтера В108, В620, В624, B981, В943; адаптеры манипулятора «мышь» В943; адаптеры накопителя НГМД 130 (720 Кбайт) В504, В505, В949; НЖМД В942; НГМД 90 (720 Кбайт) В504, В505; адаптеры джойстика В621; адаптеры расширителя ОЗУ (256 Кбайт) В107×2; (512 Кбайт) В108, В109, В110; адаптеры локальной сети В944, В964, В974; адаптеры модема В943, BOARD2400; звуковые синтезаторы В623; программаторы В860; расширители постоянной памяти В003.01. В003.02, В003.03.

Таблица 3

Успех разработки «Поиск-1» заключается в оригинальности принятых решений и ориентации не на плановые поставки, а на рынок с его требованием истинной конкурентоспособности. Своеобразным зеркалом рынка домашних компьютеров Украины является киевский радиобазар, где вам могут предложить любую конфигурацию «Поиск-1», десятки его доработок и тысячи программ.

Завершение работ над «Поиск-1» и передача документации поддерживающим производство подразделениям в 1989 г. означали для разработчиков развертывание
работ над «Поиск-2». Стратегия создания очередной машины состояла в разработке профессиональной ПЭВМ. Для этого нужно было реализовать аппаратную совместимость с IBM, т.е. создать корпус, системную плату и клавиатуру, отвечающие стандартам IBM. При этом использовалась только отечественная элементная база. Следует сказать добрые слова киевским, минским и ленинградским микроэлектрон шикам, которые к этому времени создали процессор К1810ВМ86М с тактовой частотой 8 МГц и СБИС статической и динамической памяти, а также контроллеры графики, дисководов и винчестеров. К сожалению, все эти СБИС соответствовали стандартам IBM PC/ XT и появились с опозданием на 5-8 лет по сравнению с их зарубежными прототипами. В результате «Поиск-2» по архитектуре и основным параметрам мог соответствовать только модели PC/XT turbo, т.е. где-то между PC/XT и PC/AT машинами.

Большое внимание при разработке было уделено схемотехнике и внутреннему программному обеспечению, ориентированным на простоту в настройке и высокую эксплуатационную надежность машины. Печатные платы процессора и наиболее сложных адаптеров были четырехслойными, причем два внутренних слоя обеспечивали питание, а информационные сигналы шли по внешним слоям. В результате многослойные печатные платы стали ремонтопригодными. Для качественной отладки системной платы был разработан комплект микросхем ПЗУ, обеспечивающих тестирование всех узлов. Проведенная работа сделала «Поиск-2» относительно дешевой в производстве и надежной в работе. Эти качества «Поиск-2», а также использование стандартной элементной базы делают ЭВМ доступной для сборки в домашних условиях. Что касается доступности печатных плат, то они появились на радиобазаре до начала серийного производства «Поиск-2». Для многих любителей домашних ЭВМ «Поиск-2» стал очередной ступенью компьютерной грамотности.

В производстве отработано пять вариантов комплекта «Поиск-2», характеристики которых приведены в табл. 4.

Таблица 4

Конструктивная совместимость «Поиск-2» со стандартами IBM позволяет использовать в нем чрезвычайно большое число импортных адаптеров, предназначенных для работы с 8-разрядной шиной данных. Однако их применение существенно увеличивает стоимость ПЭВМ. Поэтому были разработаны собственные адаптеры на доступной элементной базе (табл.5). Они позволяют подключать к машине разнообразные отечественные и зарубежные внешние устройства.

Таблица 5

К сегодняшнему дню продано около 30000 машин.
К началу серийного выпуска «Поиск-2» многие западные фирмы уже несколько лет выпускали машины IBM PC/AT на основе процессора 80286. Появились машины на процессоре 80386. Для того чтобы дать покупателю возможность выбора, было принято решение закупить за рубежом по цене производителя 2000 системных плат на основе процессоров 80286 и 80386. Так появились варианты «Поиск-2.286» и «Поиск- 2.386». Платы адаптеров в этих ПЭВМ могли быть как отечественные, разработанные в ПО «Электронмаш», так и зарубежные. Покупателя «Поиск-2.286» и «Поиск-2.386» привлекали пониженная цена и невысокая стоимость ремонта, так как такой ремонт можно выполнить путем замены отказавшего элемента, а не всего блока. Недостатков двух последних моделей «Поиска» было очень мало.

Следует отмстить, что в последние годы парк персональных ЭВМ Украины сокращается и безнадежно устаревает. Выход из этой ситуации состоит в приобретении домашних ПЭВМ. Они призваны дать творческим людям возможность продолжать заниматься профессиональной деятельностью, создать условия для современной подготовки школьников и студентов, поддержать на первых порах малые предприятия, занимающиеся информационной и наукоемкой деятельностью, упростить ведение бухгалтерии и рекламы. Если раньше домашняя ЭВМ была занятием любителей, то сейчас это необходимо для сотен тысяч и миллионов семей в Украине. На смену «персоналки» «Поиск-1» должна прийти дешевая полупрофессиональная домашняя ЭВМ. Она же будет способна обновить компьютерные классы школ и вузов. В этом состояла стратегия создания ПЭВМ «Поиск-3», которая разработана в научно-исследовательском комплексе «Поиск» и поддержана нынешним директором «Электронмаша» В.И.Мовой.

Какая же машина сегодня нужна дома? Во-первых, она не должна наносить вреда детям и взрослым, так как дома, в отличие от работы, школы, вуза, за ПЭВМ можно сидеть многие и многие часы. Во-вторых, она должна быть дешевой, иметь хороший монитор, удобную клавиатуру, небольшой винчестер. дисковод и «мышь», а размер оперативной памяти и быстродействие — скромные. Для снижения стоимости «Поиск-3» задуман как расширяемая одноплатная ПЭВМ. При этом ОЗУ составляет 640 Кбайт, контроллеры дисководов от 360 Кбайт до 1,44 Мбайт, винчестера IDE до 270 Мбайт, монитор со стандартами CGA, EGA или «Геркулес», последовательный и параллельный порты собраны на плате процессора. В результате уменьшились число разъемов, схем согласования (шинных формирователей), и появилась возможность минимизации схемы и упрощения платы. В минимальном варианте привычные для IВМ-совместимых машин вставки в системную плату не требуются. Энергопотребление ПЭВМ также минимизируется, что снижает скорость вращения двигателя вентилятора. Для расширения возможностей, например для подключения сканера, на плате имеются от 1 до 4 разъемов расширения. Для удобства расположения «Поиск-3» на столе его корпус выполнен в виде башенки типа «mini tower».
На сегодняшний день в серийном производстве освоено 9 конфигураций ПЭВМ «Поиск-3» (табл. 6). В Украине на элементной базе с использованием зарубежных СБИС разработаны платы на процессорах 80286 и 80386.

Таблица 6

Примечания:
1. Для «Поиск-З» монитор не поставляется, имеется возможность подключения монитора EGA, CGA, MDA.
2. Для «Поиск-3.06» допускается замена на адаптеры импортного производства

»Поиск-3″ хорошо вписывается в учебно-информационные классы. Из разработанных к настоящему времени 9 конфигураций классов (табл. 7) последние четыре модели содержат «Поиск-3» на рабочем месте преподавателя (РПМ) или ученика (РПУ). В целом учеб-но-информационные классы на базе «Поисков» заслуживают отдельного рассмотрения. Дело в том, что для них разработаны не только специализированные локальные сети и безопасная в классе мебель, но и большой объем учебных программ для школ, техникумов и вузов. Сейчас в эксплуатации в учебных заведениях находится более 4000 классов. Это означает, что на и их учатся около 2 млн. школьников и студентов во всех странах СНГ. Следует отметить, что каждая деталь классов тщательно проверена на химический состав, цветовые н световые характеристики, электрическую и механическую прочность, частоту мерцания мониторов, а также на требуемую высоту столов, подставок и стульев. Только после столь тщательных проверок выданы заключения на пригодность к эксплуатации в учебных заведениях. К сожалению, заказы на поставку классов «Поисков» приходят небольшие.
В ПО «Электронмаш» успешно прошли тестирование системные платы TRITON на процессоре 80386 DX, TETRON на процессоре 80486 DX и чертежи платы на процессоре Pentium: скрупулезно подобранные комплекты СБИСов, небольшое число корпусов дополнительных микросхем и совсем немного отдельных элементов. Если посидеть пару вечеров, то, не торопясь, можно и собрать. Для настройки нужно поучиться архитектуре и командам процессора, а также детально рассмотреть протоколы шин.

В заключение следует сказать, что импортные ЭВМ без труда можно купить в любом крупном городе Украины, практически у любого из многочисленных совместных украинско-западных предприятий. В большинстве своем (по оценкам специалистов -до 75%) импортные компьютеры используются для простейших работ, а их вычислительные мощности используются во время компьютерных игр. А в случае поломки, как правило, восстановлению импортные комплектующие не подлежат. Приходится платить втридорога за замену всего блока. Вот почему поддержка в Украине мощного производства широкого спектра ПЭВМ семейства «Поиск» от простейших моделей до самых быстродействующих и сложных, а также повышение эффективности существующей системы их обслуживания и ремонта выгодна как тем, кто использует ПЭВМ, так и тем, кто с ними не знаком. Такая поддержка должна быть в первую очередь законодательной и направлена на защиту внутреннего рынка. Есть много общего в историях персональных ЭВМ и автомобилей. Фирмы, которые торговали импортными персональными ЭВМ, начали переходить на торговлю импортными легковыми автомобилями.

(c) Журнал «РидиоАматор» №12/1994, №1/1995