Маловідомі сторінки з життя промислових комп'ютерів
Численні публікації, присвячені промисловим комп'ютерам, вже познайомили читача з цими чудовими пристроями і їх дивними якостями, що дозволяють працювати там, де звичайні системи виявляються просто безсилі. І хоча навіть сьогодні на багатьох підприємствах вітчизняної промисловості і транспорту замість “індустріальних здоров'яків” частенько можна зустріти багатостраждальні “офісні машинки”, загорнуті в тонку целофанову плівку, нібито що захищає їх від пилу і вологи (автор мав нещастя побачити це на власні очі), хочеться вірити, що вже в найближчому майбутньому хоч би в найбільш відповідальних промислових застосуваннях використовуватимуться сучасні спеціалізовані обчислювальні системи. Настала пора розкрити ще декілька маловідомих сторінок з “особистого” життя промислових комп'ютерів, які, можливо, допоможуть їм зайняти належне місце і в нашому “околопромишленной” житті. Унікальні функціональні можливості промислових комп'ютерів успішно знаходять застосування в областях, що вельми далеких від виробництва і не характеризуються складними умовами експлуатації. Оскільки будь-який промисловий комп'ютер володіє вищою надійністю в порівнянні зі своїм офісним побратимом, багато державних і приватних організацій вважають за краще використовувати саме їх для вирішення найбільш відповідальних завдань, що вимагають цілодобової роботи. Наприклад, національні банки Швейцарії і Франції, а також деякі біржі в США впродовж ряду років експлуатують промислові комп'ютери Texas Microsystems (моделі 5014 і 8514). Висока надійність разом з ремонтопридатністю і непримхливістю дозволяють знижувати простої, смертельно небезпечні для банківської і фінансової діяльності. Терміни відновлення промислових комп'ютерів, визначувані їх архітектурою, істотно нижче в порівнянні із звичайними і складають менше 30 хвилин, що також скорочує час простою інформаційної системи в разі поломок техніки. Оскільки переважна частка комп'ютерів на процесорах і істотна частка комп'ютерів на RISC-процессорах використовує архітектуру пасивної об'єднувальної плати, до речі, розроблену вже згадуваною вище фірмою Texas Microsystems, при виході з ладу, наприклад, плати ЦПУ для її заміни досить відкрити кришку і, відкрутивши всього один гвинт, витягувати плату (для заміни материнської плати в звичайному офісному комп'ютері його інколи доводиться майже повністю розбирати). То ж стосується і модернізації сучасних промислових комп'ютерів. Хоча залишається загальна для всіх систем проблема сумісності з процесорами, що знов випускаються, процес модернізації промислових комп'ютерів зазвичай проходить менш хворобливо. Непоказний на вигляд сервер 5014, використовуваний в банках і біржах для обробки інформації, а також як телефонні системи, дозволяє істотно зменшити фінансові витрати. Таблиця 1 №Характеристика5014S013p 1.Тип корпусуБаштаБашта 2.Кількість і тип слотів розширення (модель 5014 дозволяє вмонтовувати два комп'ютери в одному корпусі)14 / ISA13 Isa/pc! 3.Робоча температура, З"0 - 550 - 55 4.Вологість %5 - 955 - 95 5.Удар, Q (тривалість 10 мс)1,01,0 6.Вібрація, G (у діапазоні 5 - 100 Гц)0,250.25 Модель 8514 - один з найбільш захищених комп'ютерів фірми Texas Microsystems. Використовується на біржах США завдяки своїй високій надійності. Високонадійні комп'ютери незамінні в космосі, але не менш важливу роль вони грають і на Землі в процесі забезпечення космічних польотів. Висока вартість, щільний, розписаний на багато років вперед графік проведення наукових експериментів в космосі пред'являють виключно високі вимоги до всіх технічних засобів, вживаних в ході цих експериментів. У зв'язку з цим додаткові витрати на придбання і використання комп'ютерів, що задовольняють промисловим стандартам, виглядають не лише обгрунтованими, але і необхідними. Так, в ході серії експериментів по вирощуванню рослин в умовах невагомості, що проводилися в лабораторії “Спейслеб”, встановленою на борту американського космічного корабля “Шаттл”, для збору і обробки на Землі даних застосовувалися комп'ютери Sp5500 фірми Texas Microsystems. Комп'ютером цієї моделі є промисловий сервер для відповідальних застосувань, призначений для роботи під управлінням основних операційних систем. Сервер має до 4 процесорів Intel Pentium, ОЗУ з корекцією помилки ємкістю до 768 Мбайт і 20 слотів розширення. У зв'язку з таким призначенням комп'ютера при його розробці були реалізовані цілий ряд технічних рішень, що підвищують телеотказоустойчивость. Комп'ютер МСН-202 має 14 слотів розширення. Розробники постаралися оптимізувати систему охолоджування основних блоків комп'ютера за рахунок управління внутрішніми потоками повітря. Корпус комп'ютера роздільний на два відсіки горизонтальною перегородкою. У нижньому відсіку розміщуються блоки живлення (до двох, надлишковій потужності з автоматичним розподілом навантаження), два знімні блоки вентиляторів (по три вентилятори продуктивністю 18 куб. футів повітря в хвилину в блоці), а також накопичувачі: • три розміром 5,25" (НЖМД, оптичний накопичувач CD-ROM, магнітооптичний накопичувач, стример і т. д.); • один розміром 3,5" (НГМД), розміщуваний горизонтально; • шість вертикально розташованих знімних НЖМД. Блоки живлення, вентилятори і НЖМД можуть замінюватися в гарячому режимі без виключення комп'ютера. У верхньому відсіку встановлюється пасивна об'єднувальна плата, плати ЦПУ і розширення, плата контролю, індикатор стану основних підсистем і два потужні вентилятори продуктивністю 105 куб. футів повітря в хвилину. Потік зовнішнього повітря здійснюється через захищені фільтрами отвори всмоктуючих вентиляторів, що разом з ефективним обдуванням основних компонентів забезпечує підтримку надлишкового тиску усередині корпусу і унеможливлює попадання всередину пилу і вологи. Температура усередині корпусу, параметри роботи вентиляторів і блоків живлення комп'ютера контролюються вбудованими засобами діагности, які і управляють роботою вентиляторів, підвищуючи або знижуючи швидкість їх обертання залежно від реальної температури. Блоки живлення мають потужність 400 Вт кожен, а розподіл навантаження на кожен блок проводиться автоматично. В разі виходу з ладу одного з блоків другий берет на себе все навантаження. Дискова підсистема є вбудованим відсіком з роз'ємами, в який можуть встановлюватися до 6 НЖМД стандарту L'SCSI або LAVSCSI ємкістю до 4 Гбайт кожен, що дозволяють створювати матричну дискову підсистему типа RAID з можливою заміною окремих дисків в “гарячому” режимі. Дані про стан комп'ютера і окремих його підсистем виводяться на ЖКД або флуоресцентному екрані на передній панелі. Комп'ютер призначений для монтажу в стандартну 19-дюймову шафу і спочатку створювався для використання у складі цифрових АТС і систем комп'ютерної телефонії. Дана сфера застосування вже давно освоєна і надійно утримується промисловими комп'ютерами. Зв'язано це насамперед з необхідністю установки в такий комп'ютер великої кількості спеціалізованих телефонних плат, що розширюють функціональні можливості цифрових АТС. Американські фірми At&t і Dialogic впродовж ряду років використовують комп'ютери Texas Microsystems моделі 3220 з 20 слотами розширення у складі своїх систем. Така якість промислових комп'ютерів як наявність великої кількості слотів розширення, робить їх незамінними в додатках, що вимагають установки в комп'ютер великої кількості функціональних плат або монтажу в одному корпусі декількох (зазвичай до 4) комп'ютерів. Випуск напівпровідників і оптичних дисків для накопичувачів CD-ROM може бути сміливо віднесений до високоточного виробництва, що не допускає сильних вібрацій або коливань температур, характерних для “звичних” умов експлуатації промислових комп'ютерів. Проте, саме це виробництво є крупним споживачем промислових комп'ютерів. На їх базі будуються системи управління технологічним процесом і контролю якості. Прикладом такого використання можуть бути підсистеми управління установками по виробництву напівпровідників, створені на базі устаткування, що випускається фірмою Keithley Metrabyte (США). Останнім часом все більш широкого поширення набувають так звані smart-карты, які служать засобом електронних платежів, забезпечують доступ в приміщення або до комп'ютерних систем, використовуються як носії інформації і допомагають вирішувати багато інших завдань. Наприклад, в ході виконання програми модернізації телефонної мережі Тайваню було вирішено про випуск smart-карт для оплати населенням країни всіх телефонних переговорів. При цьому на кожній картці записується її унікальний номер і пароль доступу. Процес випуску таких карт пов'язаний з необхідністю організації введення і виведення численних потоків даних. Завдання було вирішене за рахунок використання промислового комп'ютера МСН-202 виробництва фірми Mitac (Тайвань). Встановлені в комп'ютер, що має 14 слотів розширення, плати збору і обробки даних забезпечили випуск smart-карт з темпом 3000 одиниць в годині І вже досконалою несподіванкою стало застосування промислових комп'ютерів в індустрії розваг. Ті, хто бував в кегельбанах Японії, напевно звернули увагу на встановлені там комп'ютерні монітори, на яких можна “постежити з боку” за власним кидком або поточніше дізнатися про хід ігри, а на широкоформатному моніторі отримати відеопоздоровлення після вдалого кидка (жодного однакового протягом дня!) або “слова утіхи” в разі невдачі. Управління всіма моніторами (поодинці малому і одному широкоформатному на кожні дві доріжки) проводиться за допомогою комп'ютерів Msc-242 виробництва фірми Mitac (по одному комп'ютеру на кожні чотири монітори). При цьому комп'ютеру доводиться щодня витримувати вібрацію, що виникає при кожному кидку, що є не таким вже простим випробуванням навіть для промислового комп'ютера. В цілому в японських кегельбанах таким чином обладнано 450 доріжок, на яких щодня пробують свої сили не одна тисяча гравців. Знайомство з представленою вище інформацією дозволяє сміливо стверджувати, що промисловий комп'ютер є засобом застосування в різних областях науки, техніки і повсякденного життя землян. Індустріальні комп'ютери Advantech Фірма Advantech є одним з найбільших виробників індустріальних комп'ютерів. У даній статті розгледіли вироблювані нею шасі (корпус системного блоку з кросс-платой і джерелом живлення), а також системні плати і відеомонітори. Користувач володіє широким вибором базових варіантів виробів і їх модифікацій. У таблиці 2 вказані основні технічні характеристики шасі індустріальних комп'ютерів Ipc-622, Ipc-620, Ipc-615, Ipc-614, Ipc-610, Ipc-6806, Mbpc-641, Ipc-6006, вироблюваних фірмою Advantech. Розгледимо особливості конкретних технічних засобів докладніше. Шасі Ipc-620 (Industrial РС Chassis) спеціально розроблене для додатків, що вимагають більшої кількості слотів розширення і накопичувачів на магнітних дисках або для інтеграції безлічі обчислювальних систем в одному корпусі. На його передній панелі розташовані пиленепроникні дверці, що закриваються на ключ. Вона запобігає несанкціонованому доступу до розташованих за нею вимикачу живлення, блоку накопичувачів на магнітних дисках і чотирьом наборам органів управління (кнопкам скидання, індикаторам живлення). Крім того, на передній панелі корпусу розміщуються чотири 5-пінові роз'єми типа DIN для підключення декількох (до чотирьох) клавіатур і ручки, що легко забираються. Шасі також включає крос-плату РСА-6120М (розміри 418 х 200 мм) з індикаторами живлення (2 набори світлодіодів для +5В, -5В, +12В, -12В), що містить 20 слотів шини ISA для розміщення повнорозмірних плат (338 мм х 122 мм). Крос-плата має 4 шаруючи з окремими шарами для живлення і землі. Дана крос-плата допускає гнучку модернізацію з можливістю конфігурації однієї обчислювальної системи (що має 20 слотів), двох систем (по 10 слотів кожній), три (5, 5 і 10 слотів) або чотирьох незалежних обчислювальних систем (по 5 слотів в кожній). Розміщуваний усередині корпусу блок НМД може включати до восьми накопичувачів на гнучких або жорстких дисках розміром 3х” (НЖМД або НПМД), доступ до яких здійснюється після відкриття дверець на передній панелі. До складу Ipc-620 також входять: • джерело живлення потужністю 350 В; • 4 що високошвидкісних охолоджують вентилятора 86 CFM; • два замінювані повітряні фільтри, що розміщуються за передньою панеллю. Можливе комплектування шасі Ipc-620 двома крос платами з 8 слотами Isa/pci і двома джерелами живлення, кожен з яких має потужність 250 Вт. Інший тип шасі - Ipc-622 - одна з останніх розробок фірми Advantech. Так само як Ipc-620, дане шасі призначене для додатків, що вимагають більшої кількості слотів розширення з можливістю розміщення повнорозмірних плат. Основними особливостями шасі даного типа є підвищена надійність, засоби виявлення несправностей і аварійної сигналізації. Для використання спільно з Ipc-622 розроблено чотири варіанти кросс-плат. Крос-плата РСА-6120 призначена для створення обчислювальної системи з 20 слотами розширення з шиною ISA. Інший варіант кросс-плати - РСА-6120D - дозволяє утворити дві незалежні обчислювальні системи в одному корпусі (по 10 слотів ISA в кожній). Крос-плата РСА-6120Q утворює 4 системи по 5 слотів, а РСА-6120Р4 - одну з п'ятнадцятьма слотами ISA, чотирма PCI і одним слотом для системної плати. У корпусі може розміщуватися до шести НМД, зокрема чотири доступних з передньої панелі накопичувача розміром до 5.25” половинної висоти, а також два НЖМД 3,5”. Таблиця 2 Технічні характеристики1РС-в22tpc-620Pc-615Ipc-614 Число слотів ISA20201514 Потужність джерела живлення, Вт300350300250 Число НМД (3s")2831 Число НМД (5)")4--3 Розміри (ширина, висота, довжина), мм482х267х457482х177х610482х177х478482х177х448 Вага, кг30252020 Монтажстійка 19"стійка 19"стійка 19"стійка 19" Технічні характеристикиIpc-s10Ipc-6806Mbpc-641”Ров006 Число слотів ISA14646 Потужність джерела живлення, Вт25015065- Число НМД (3s")12-- Число НМД (5)")3--- Розміри (ширина, висота, довжина), мм482х177х452166х170х393114х197х245368х186х1 Вага, кг195,62,82,2 Монтажстійка 19"поверхняповерхняповерхня Шасі Ipc-622 має велику висоту в порівнянні з Ipc-620, але значно меншу довжину, що досягнуте за рахунок розміщення конструктивних елементів на двох рівнях: на ніжнем - НМД і джерела живлення, на верхньому - відсік для розміщення плат. Корпус обладнаний чотирма високошвидкісними вентиляторами 49cfm, що охолоджують, з повітряними фільтрами. Роз'єми для підключення клавіатур розташовуються на передній і задній панелях (по 4 на кожній). За дверцями знаходиться вимикач живлення, кнопка скидання аварійної сигналізації, чотири НМД, чотири кнопки скидання системних плат і роз'єми підключення клавіатури. На самій кришці розміщуються світлодіодні індикатори напруги живлення +5В, +12В, -5В, -12В, індикатори роботи НМД і аварійного стану джерела живлення, вентилятора, підвищеної температури. Система виявлення несправностей постійно контролює працездатність шасі. Якщо вийде з ладу джерело живлення або один з вентиляторів, або температура повітря усередині шасі перевищить 65 °С, то відповідний світлодіодний індикатор поміняє колір із зеленого на червоний, і включиться звуковий сигнал. Після натиснення на кнопку скидання аварійної сигналізації звуковий сигнал припиниться, але відповідний світлодіод залишиться червоним до усунення несправності. Джерело живлення шасі Ipc-622 потужністю 300 Вт володіє надмірністю, що підвищує надійність системи і що продовжує її життя. Він складається з двох однакових незалежних модулів 300-ватів, які під час нормальної роботи системи спільно несуть все навантаження. Якщо один з модулів вийде з ладу, інший автоматично почне працювати з повним навантаженням без зупинки системи. Звуковий сигнал і індикатор аварійного стану джерела живлення сповістять користувача про аварію. Після цього несправний модуль може бути вийнятий з боку задньої панелі корпусу і замінений справним без виключення системи. Для додатків, що вимагають менші габаритні розміри і вагу системного блоку і що допускають менше число вільних слотів кросс-плати і НМД, розроблено шасі Ipc-614. На передній панелі його сталевого корпусу розташовані роз'єм для підключення клавіатури і захисні дверці, що закривають вимикач живлення і НМД, а також 2 що високошвидкісних охолоджують вентилятора 86 CFM із змінними повітряними фільтрами. Повітряний потік створює додатковий тиск усередині корпусу, що не допускає проникнення в нього пилу і грязі. Ipc-614 має крос-плату РСА-6114 або РСА-6114D з 14 слотами шини ISA з можливістю розміщення в корпусі 10 повнорозмірних і 4 плат половинного розміру. Крос-плата має розміри 315 х 15 мм, містить світлодіодні індикатори живлення (+5В, -5В, +12В, -12В). Крос-плата РСА-6114D відрізняється від РСА-6114 тим, що вона призначена для підтримки двох незалежних обчислювальних систем в одному корпусі з 8 і 6 слотами. Для розміщення НМД в корпусі є металева коробка з ударо-поглощающей гумовою підкладкою, що вміщає до 3 доступних з передньої панелі 5-дюймових накопичувачів на змінних магнітних дисках і один постійний НЖМД розміром ЗУ. Шасі включає також джерело живлення потужністю 250 Вт і динамік. Технічні характеристики шасі Ipc-610 близькі відповідним параметрам Ipc-614, але в їх конструкціях є невеликі відмінності. На передній панелі шасі Ipc-610 розміщуються дверці, що закриваються на ключ, які захищають НМД і перемикачі від несанкціонованого доступу і попадання чужорідних часток. Під нею знаходиться вимикач живлення, кнопка скидання і кнопка, що дозволяє блокувати клавіатуру, а також світлодіодні індикатори живлення, роботи НЖМД і блокування клавіатури. Роз'єми типа DIN для підключення клавіатури розташовані на передній і задній панелях корпусу. Крос-плата РСА-6114, що встановлюється в дане шасі, містить 14 слотів ISA. це дозволяє розмістити в корпусі Ipc-610 10 повнорозмірних плат і 4 плати половинного розміру. Шасі наступного типа Ipc-615 також як і Ipc-622, є одній з останніх розробок фірми Advantech і відрізняється підвищеною надійністю і наявністю засобів контролю несправностей і аварійної сигналізації. Шасі дозволяє розміщувати до 15 повнорозмірних плат. Його габаритні розміри близькі відповідним розмірам шасі Ipc-614 іipc-610. Шасі Ipc-615 обладналося кросс-платой РСА-6115, що має 15 слотів з шиною ISA, або кросс-платой РСА-6114Р4, що містить 9 слотів ISA, 4 слоти PCI і один слот для розміщення системної плати (PICMG). У корпусі можуть бути встановлені два НМД половинної висоти і один розміром 3.5”. До всіх НМД забезпечується доступ з передньої панелі. Корпус обладнаний дверцями, що закриваються на ключ, які закривають доступ до НМД, вимикачу живлення, кнопкам скидання процесора, скидання аварійної сигналізації, блокування клавіатури і контролю динаміка. На самих дверцях розміщуються світлодіодні індикатори живлення (+5В, +12В, -5В, -12В). Системні плати Advantech Можливості індустріальних комп'ютерів, побудованих на базі шасі, що розгледіли вище, багато в чому визначаються використовуваними системними платами. Існує безліч різновидів основних варіантів системних плат, вироблюваних фірмою Advantech, і в таблицях 2 і 3 приведені їх основні характеристики. Розгледимо характерні риси індустріальних системних плат на прикладі плати РСА-615". У основних рисах системна плата РСА-6157 ідентична системним платам звичайних побутових персональних комп'ютерів, за винятком того що вона не містить слотів для розміщення в них додаткових плат, а сама вставляється в слот кросс-плати індустріального комп'ютера (що дозволяє її швидко замінити в разі виходу з ладу), має менші розміри, вагу, стійкіша до несприятливих чинників зовнішньої середи (температура, вологість, механічні дії і т. д.). Системна плата РСА-6157 є повнорозмірною і містить процесор Intel Pentium з тактовою частотою 75, 90, 100, 120, 133, 150 або 166 Мгц. РСА-6157, вставляється у вільний слот кросс-плати індустріального комп'ютера із стандартною шиною ISA або Isa/pci. Окрім внутрішньої кеш-пам'яті процесора Pentium (16 Кбайт) плата РСА-6157 може додатково містити 256 або 512 Кбайт кеш-пам'яті другого рівня. На ній розміщується від 8 до 128 Мбайт ОЗУ на декількох (до чотирьох) 72-пінових модулях типа SIMM (Single In-line Memory Module), кожен з яких може містити 4, 8, 16 або 32' Мбайт пам'яті. Таблиця 3 Технічні характеристикиРСА-6153РСА-6151РСА-6145Pca-6144vРСА-6143Р ШинаISAISAISAISAISA Тип процесораPentiumPentium80486 Dx/dx2/dx480486 Sx/ Dx/dx2/dx480486 Sx/ Dx/dx2/dx4 Тактова частота процесора, Мгц75..20075..20033/50/66/10025/33/50/66/ 75/100/12025/33/50/66/100 Кеш-пам'ять256/512 Кбайт256/512 Кбайт128кбайт(доп)128 КбайтНемає ОЗУ1..64Мбайт1..64 Мбайт1..32 Мбайт1..64 Мбайт1..32 Мбайт BIOSAwardAwardAwardAwardAMI Таймер WatchdogЄЄЄЄЄ СпівпроцесорВбудованийВбудованийВбудованийВбудованийВбудований Послідовний порт Сом1Rs-232Rs-232Rs-232Rs-232Rs-232 Послідовний порт Com2Rs-232 або Rs-422/485Rs-232 або Rs-422/485Rs-232 або Rs-422/485Rs-232 або Rs-422/485Rs-232 або Rs-422/485 Паралельний портSpp/epp/ecpSpp/epp/ecpЕср/еррSpp/epp/ecpЕср/ерр Контроллер НЖМД2xeide2xbde2xeide2xeide2xlde Контроллер НГМД22222 Контроллер SCSIНемаєНемаєНемаєНемаєНемає Діагностичні світлодіодиНемаєНемаєНемаєНемаєНемає Напруга живлення+5 У+5В.±12В+5 У+5 У+5 У Інтерфейс Рс/104ЄЄЄЄЄ Контроллер VGAЄ (з можливістю роботи з панельними дисплеями)ЄЄ (з можливістю роботи з панельними дисплеями)ЄНемає Flash-дискНемаєНемає512кбайтНемаєдо 1,44 Мбайт Контроллер EthernetНемаєНемаєЄНемаєНемає Промислові монітори Для роботи у складі індустріальних комп'ютерів розробляються спеціальні відеомонітори. Вони, як правило, відрізняються від традиційних офісних моніторів високою надійністю, малими розмірами, легкою вагою і низьким енергоспоживанням. Для використання з індустріальним ПК фірма Advantech пропонує серію плоских панельних моніторів Fpm-30 (Flat Panel Monitors), що володіють всіма вищепереліченими властивостями. Дані технічні засоби виконуються в міцних корпусах, зроблених з алюмінію і сталі. Fpm-30 мають товщину всього 58 мм, що виправдовує слово “плоский” в їх назві. Важить такий монітор 3,5 кг Комплект FMP включає стандартну відеокарту і плоский панельний рідкокристалічний парний або монохромний дисплей, що сполучаються за допомогою достатнього довгого кабелю (1,8 м). Малі розміри Fpm-30, його конструктивні особливості і довгий кабель дозволяють легко вмонтовувати його в стенд, панель або на стіну. Додатково може бути реалізована функція сенсорного екрану (touchscreen), що надає широкі можливості по створенню дружніх інтерфейсів. Комп'ютери в Космосі Словосполука “космічні технології” цілком заслужено є синонімом самих передових і високоякісних рішень. Не випадково багато комп'ютерних компаній використовують в своїй рекламі образи що розпрямила сонячні батареї станції або що рветься увись “Спейс Шаттла”. На жаль. останнім часом російські ЗМІ приділяють увагу космічній тематиці в основному у зв'язку з сумними подіями на борту, пов'язаними з технічними неполадками. Само словосполука “бортовий комп'ютер” почало сприйматися як назва джерела нез'ясовної загрози. Дійсно, за останній час він відмовляв не менше восьми разів. Деколи здається, що починають виправдовуватися невеселі прогнози, зроблені великим футурологом Артуром Кларком. Але не можна забувати, що, нагнітаючи обстановку навколо вітчизняних космічних програм, ми рубаємо сук, на якому сидимо: знижуємо конкурентоспроможність і інвестиційну привабливість галузі, яка має реальні шанси стати локомотивом нашої економіки. Саме тому необхідно торкнутися точок зору фахівців, що безпосередньо працюють над “комп'ютерними питаннями” в російській космічній індустрії: О. Волкова, фахівця Центру управління польотами, який займається довкола питань, пов'язаних з персональними комп'ютерами для космічних станцій, і Ст Бранеца, керівника відділення систем управління, орієнтації і навігації ракетно-космічної корпорації “Енергія”. Комп'ютери, використовувані в космосі, підрозділяються на двох типів: службові і персональні. До перших відносяться спеціалізовані ЕОМ, відповідальні за системи орієнтації і управління рухом. На борту є два таких комп'ютера. “САЛЮТ-ЗБ безпосередньо управляє гиродінамі. Ці пристрої, які по суті є наборами гіроскопа і забезпечують оптимальне позиціювання станції, наприклад, по відношенню до Сонця. Це поважно для ефективного функціонування сонячних батарей. Гиродіни, у свою чергу, приводяться в рух електрикою, що дозволяє не витрачати дефіцитне паливо. Другий комп'ютер, “Аргон”, використовується як резервний і управляє орієнтацією на двигунах, якщо виходить з ладу перша машина. Власне, “Аргон” і управляв базовим блоком станції “Мир”, коли вона була запущена в 1986 році, після того, як до неї пристикувався модуль дооснащенія, з'явилися гиродіни, і був інтегрований новий комп'ютер системи управління рухом. Природно, що бортовий комп'ютер “Салют-5Б” не має ніякої схожості з сучасними комп'ютерами: це важка троїрованная машина зі своєю мовою і кодами. Він був виготовлений в 70-х роках спеціально для станції “Мир”. “Салют” проводився за безкорпусною технологією (тобто напівпровідники в буквальному розумінні не оснащувалися корпусами, ніжками, що дозволяло добитися щільнішого їх розташування). За словами Ст Бранеца, він проводить операцію складання за дві мікросекунди (що звичайно, дуже багато), але у нього дуже швидкі операції обміну. Другий, більш приземленою групою машин, використовуваних на орбіті, є п'ять блокнотних ПК: два Hewlett-packan, Omnibook, два Toshiba, Tecra і один IBM Thinkpac. Вони, за словами О. Волкова, виконують функції інформаційної і сервісної підтримки екіпажа: на два пости управління, інтегровані з “космічними” IBM Thinkpad Троїрованниє відмовостійкі контрольний і термінальний комп'ютери Наприклад, задіюють баллистико-навигационные програми, використовуючи які екіпаж може визначити, в якій крапці він знаходиться, може робити грансфокацию, дивитися укрупнений масштаб карти тієї крапки, над якою він пролітає зараз, або визначити крапку, над якою він знаходитиметься через годину Три з п'яти комп'ютерів, розташованих в різних модулях станції, об'єднані в однорангову локальну мережу під управлінням операційної системи Windows 95. Космонавти пишуть звіти, використовуючи милі серцю додатка Word і Excel. З “екзотики” на борту присутній мультимедійний ноутбук Toshiba Tecra (Pentium 133 Мгц, 32 RAM, HDD 2 Гбайт), який дозволяє насолоджуватися музикою і фільмами. До речі, поки це найпотужніший ПК на борту. На персональних комп'ютерах встановлені також і тренажерні програми. Інтеграція ноутбуків з науковою апаратурою дає новий підхід до проведення експериментів і досліджень (на дисплеї, наприклад, можна спостерігати процес зростання кристалів). За допомогою ноутбуків космонавти отримують радіограми, працюють з електронною поштою. Отримані із Землі інструкції і інші матеріали роздруковуються на струменевому принтері Hewlett-packard Deskjet 340. Примітно, що через інфрачервоний порт цього принтера працювати не можна (спрацьовують різні чутливі датчики), тому він залишається заклеєним. Варто відзначити, що всі блокнотні ПК - це звичайні комерційні машини, які не адаптувалися спеціально для роботи в космосі. Іншими словами, на борту є комп'ютери для роботи, освіти і розваг - отакий невеликий затишний домашній офіс. Чи є на борту Internet? За отриманими даними, про повноцінний Internet'e на борту “Світу” говорити ще рано, але такий проект є. “По електронній пошті ми і зараз спілкуємося, - розповідає О. Вовків. - Hewlett-packard Omnibook приєднаний через пакетний контроллер до любительської радіостанції, і через нього здійснюється поштовий обмін. Ноутбук також приєднаний до штатного каналу зв'язку”. Електронний зв'язок з “Світом” не постійний: лише коли станція пролітає над Росією (сеанс зв'язку відбувається кожні півтори години протягом 15 - 20 хвилин) або при роботі через супутник-ретранслятор, тобто тоді, коли є канал. До речі, американці на “Шаттле” працюють через мережу супутників, зв'язок постійний, і такого поняття як сеанс зв'язку у них немає. В майбутньому на Міжнародній космічній станції (МКС) зв'язок буде, мабуть, здійснюватися через американський супутник. У Росії теж є супутник-ретранслятор. “Але у нас інша логіка: не потрібно постійно бути на зв'язку з екіпажем, це відволікає його від роботи, - пояснює О. Вовків. - Достатньо того, що ми кожні півтори години спілкуємося з ними 10 - 15 хвилин, обумовлюємо всі питання, і космонавти продовжують працювати”. В разі екстреної ситуації можна скористатися УКВ-СВЯЗЬЮ з мережею наземних станцій. Але це, за словами фахівців, не дуже хороший канал. Якість каналу поки є серйозним стримуючим чинником, але настають зміни. Для забезпечення нормального двухмегабітной зв'язку (зараз реалізований цифровий канал лише на 1200 bps) планується задіювати бортову телевізійну систему. В даний час на станції “Мир” встановлена вузьконаправлена антена; геостационарний супутник-ретранслятор “Промінь” приймає сигнал і передає його на Землю. Скоро на борт буде доставлена спеціальна відеокарта, що встановлюється в комп'ютер, яка дозволить інтегрувати комп'ютерний сигнал в смугу телевізійного сигналу і далі здійснювати зв'язок через звичайний Tcp/ip-протокол. Тоді знов виникне питання про Internet, яке “потрібне хоч би для того, щоб спускати на Землю дані не на дискетах, а по нормальному цифровому каналу”. Сам по собі цей проект достатньо дорогий. Точніше, дорого обходиться не апаратна частка, а задіювання засобів (вивід на орбіту і обслуговування супутників). Зараз російська сторона шукає партнера для здійснення такого проекту. Можна припустити, що їм стане Microsoft, яка виявляє явну цікавість до вітчизняних космічних технологій. Здавалося б, навіщо на “Міре”, де всього п'ять модулів і три члени екіпажа, створювати локальну мережу, забезпечувати доступ в Internet? Можливо, варто сконцентрувати всі зусилля на створенні МКС? Виявляється, “Мир” оцінюється фахівцями зовсім не як “тупикова гілка”, а розглядується як полігон для відробітку технологій для Міжнародної космічної станції. Адже на ній трудитиметься значно більше представників різних країн, і потрібні будуть сучасні комунікації. “Замовники експериментів, які проводитимуться на МКС, - розповідає О. Вовків, - можуть знаходитися в будь-яких країнах і повинні мати можливість посилати команди, що управляють, устаткуванню, що знаходиться на борту, сидячи у себе в офісі”. З іншого боку, після установки цифрового каналу можна буде знаходити замовника експериментів на борту того ж “Світу”. Грубо кажучи, російська сторона може доставляти “чорний ящик” з устаткуванням замовника, з ним буде інтегрований цифровий канал, а далі замовник зі свого офісу зможе управляти апаратурою і отримувати з неї інформацію. Таким чином, перспективи подальшої комп'ютеризації космічних станцій наступні: створення високопродуктивного цифрового каналу, здійснення Internet-проекта і інтеграція ПК з науковим устаткуванням, що дозволить “наземним” замовникам надавати дію, що управляє, на свою апаратуру. Якими ж комп'ютерами оснащуватиметься міжнародна космічна станція “Альфа”, яку почнуть “збирати” в космосі через полгода? Перш за все, Європейське космічне агентство (ЕКА) за замовленням російської сторони розробило Систему обробки даних, до складу якої входять два відмовостійкі комп'ютери (контрольний і термінальний) і два пости управління. У його створенні взяли участь Німеччина (74 %), Франція, Бельгія і Нідерланди. Головним підрядчиком виступив концерн Daimler-benz Aerospace, а субпідрядниками - Matra Marconi Space, Alcatel Bell Telecom і RST. Зокрема, Matra зробила процесорну плату і унікальний радіаційно-стійкий SPARC-процессор. Цей 32-розрядний процесор володіє середньою швидкістю 10 мільйонів операцій в секунду. Радіаційна стійкість цих процесорів важлива для використання, наприклад, в геостационарних супутниках, що випробовують жорсткі променеві дії. До речі, запуск і обслуговування геостационарних супутників - це один з небагатьох напрямів, які окупають себе і приносять прибуток. Сам комп'ютер містить три шаруючи: шар авіоніки, програмного відновлення і голосування, а також плату прикладної математики. При цьому вся функціональна математика цієї плати розробляється російською стороною. Нововведення торкнулися і персональних комп'ютерів (які нерідко давали збої не борту). Американська сторона замовила ноутбуки IBM Thinkpad755, які будуть спеціально аттестовани для роботи в космосі. На борту станції “Альфа” буде розташована американська бортова система. При цьому наш і американський комп'ютери працюватимуть паралельно в системі master\slave, резервуючи один одного, що забезпечить вищу надійність і дозволить, наприклад, вивести будь-яку з цих ЕОМ на профілактику. Унікальність ситуації полягає в тому, що обидві машини різної конструкції з разним програмним забезпеченням виконують одні і ті ж функції, підстраховуючи один одного на випадок яких-небудь ситуацій, несправностей. Таким чином, єдина орбітальна станція, що існує зараз, “Мир”, де зіткнулися комп'ютерні технології різних поколінь, служить полігоном для обробки інформаційних систем міжнародної космічної станції “Альфа”, яка в перспективі зосередить на своєму борту самі передові технічні і комп'ютерні рішення.
